2024-2025学年高中物理第二章磁场三磁吃通电导线的作用练习含解析新人教版选修1-1

PAGE3-磁场对通电导线的作用一、选择题1．(多选)以下家用电器中与安培力有关的是()A．电视机B．录音机C．电冰箱D．洗衣机解析：四种家电中，B、C、D都用到电动机，所以都与安培力有关，而电视机与安培力无关．答案：BCD2．有一通电金属导线在赤道上方，东西向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为()A．向东 B．向西C．向上 D．向下解析：赤道上方的地磁场方向从南向北，导线东西向水平放置，电流方向向东，依据左手定则可推断导线受力方向向上．答案：C3．某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是()解析：依据左手定则，A中受力方向应当竖直向下，B中受力方向应垂直于磁感线方向向上，C不受力．答案：D4.一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示．在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力()A．大小不变，方向不变B．由零增大到最大，方向时刻改变C．由最大减小到零，方向不变D．由零增大到最大，方向不变解析：导体转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流方向与磁场方向不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90°时，电流方向与磁场方向垂直，此时导体所受安培力最大．依据左手定则推断知，力的方向始终不变，选项D正确．答案：D5．将一小段通电导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图中能正确反映各量间关系的是()解析：当电流垂直磁场放入时，F＝BIL，由于磁场确定，磁感应强度不变，所以F与IL成正比，选项C正确．答案：C6．(多选)下列说法中正确的是()A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度肯定为零C．把一个摸索电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：本题考查磁感应强度B与电场强度E的比较．通电导体受磁场力与电荷受电场力不同，安培力的大小与导体放置的方向有关，导体与磁场方向垂直时磁场力最大，导体与磁场方向平行时磁场力为零．答案：AC7．(多选)有一段直导线长1cm，通以5A电流，把它置于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1N，则该点的磁感应强度B的值可能为()A．1T B．5TC．2T D．2.5T解析：由磁场定义式B＝eq\f(F,IL)＝2T，但这是只考虑垂直的状况，若考虑不垂直的状况，磁感应强度的值应比2T更大．答案：BCD8．一段通电直导线，放在同一匀强磁场中的三个不同位置，如图所示，则()A．(b)状况下导线不受安培力B．(b)(c)两种状况下导线都不受安培力C．(c)状况下导线受的安培力大于(a)状况下导线受的安培力D．(a)(b)状况下，导线所受安培力大小相等解析：导线受安培力的状况与导线放置方向有关，当导线与磁场方向平行时，不受安培力；当导线与磁场方向垂直时受安培力最大．由分析可知(b)图中导线不受安培力，(a)(c)图中导线受安培力大小相等，所以只有A项正确．答案：A9.物理学家法拉第在探讨电磁学时，亲自做过很多试验．如图所示的试验就是闻名的电磁旋转试验，这种现象是：假如载流导线旁边只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转，这一装置事实上就是最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上．这时自上向下看，A和C的转动方向分别是()A．A顺时针，C逆时针 B．A逆时针，C顺时针C．A逆时针，C逆时针 D．A顺时针，C顺时针解析：导线电流向上，其产生的磁场自上向下看为逆时针方向，故磁铁A将逆时针转动；磁铁两端磁场较强，导线在该处所受力确定其所受的合力，C导线受力为顺时针，故顺时针转动．答案：B10．如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中心上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时()A．悬线上的拉力将变大B．悬线上的拉力将不变C．磁铁对水平桌面的压力将变大D．磁铁对水平桌面的压力将不变解析：如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁感线，磁场方向水平向左，由左手定则知，导线受安培力方向竖直向上，所以悬线的拉力将变小，A、B均错；依据牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，C对，D错．答案：C二、非选择题11.如图所示，水平放置的两平行金属导轨ab、cd间距为0.5m，其上垂直于导轨放置质量为0.05kg的直金属棒，整个装置放在方向跟导轨平行的匀强磁场中．当金属棒中的电流为2.0A时，它对导轨的压力恰好为零，g取10m/s2.求磁感应强度的大小和方向．解析：金属棒受力如图由二力平衡可得F＝mg＝0.5N.又因F＝BIL，所以B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(0.5,2.0×0.5)T＝0.5T，由左手定则可确定匀强磁场方向水平向右．答案：0.5T方向水平向右12.如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并在竖直向上的磁场中，一根质量为3.6kg、有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到8A时，金属棒能获得2m