标签: 2019-2020年高二物理第15单元:达标训练(2、安培力、磁感应强度)(有解析)大纲人教版  
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doc 2019-2020年高二物理 第15单元:达标训练(2、安培力、磁感应强度)(有解析) 大纲人教版 基础·巩固 1.关于磁感应强度B,以下说法正确的是(  ) A.B是矢量,方向与通电导线受磁场力F的方向一致 B.由定义,某点B与F成正比,与IL成反比 C.B的方向与磁感线的切线方向相同D.在确定的磁场,同一点,B是一定的,不同点,B可能不同;磁感线密的地方B大,磁感线疏的地方B小 答案:D[ 2.两条通电的直导线互相垂直,如图15-2-13所示,但两导线相隔一小段距离,其中导线AB是固定的,另一条导线CD能自由转动.它们通以图示方向的直流电时,CD导线将(  ) 图15-2-13 A.逆时针方向转动,同时靠近导线AB B.顺时针方向转动,同时靠近导线AB C.逆时针方向转动,同时离开导线AB D.顺时针方向转动,同时离开导线AB 解析:由安培定则可知直线电流产生的磁场是以直线电流为圆心的同心圆,AB中电流所产生的磁场在CD导线所在平面内的磁感线如图甲所示(俯视图).在图示的M、N两点的磁感应强度对导线CD中的电流的力的作用如图乙所示,由左手定则可知,CD通电导线在M点受到的磁场力垂直于纸面向里,在N点受到磁场力垂直于纸面向外.由于磁场的对称性,M、N两点的磁场力大小相等、方向相反,使得CD通电导线在图甲上做逆时针旋转,即CD电流将会转到与AB同向的位置.在图乙中,CD中的电流所受到磁场力由左手定则可知,CD将向AB靠近.  答案:A 3.如图15-2-14所示,两根平行放置的直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,受到的磁场力大小变为F2.则此时b受到的磁场力大小变为(  ) 图15-2-14 A.F 2 B.F1-F2 C.F1+F2 D.2F1-F2 解析:题中的F2可看成是a所受两个安培力的合力大小,而b所受的两个安培力与a的两个安培力大小相等、方向相反,所以b所受合力与a所受合力相等.由分析知A正确. 答案:A 4.如图15-2-15所示,MN是一条水平放置的固定长直导线,通电电流大小为I1,方向如图.P是一个通有电流I2的与MN共面的金属环,圆环P在磁场作用下将(  ) [ 图15-2-15 A.沿纸面向上运动[B.沿纸面向下运动 C.上半部垂直纸面向外,下半部垂直纸面向里运动D.上半部垂直纸面向里,下半部垂直纸面向外运动 解析:P是放在MN通电导体的磁场中的,MN的磁场分成两部分,MN上部分的磁场方向垂直纸面指向纸里,它的下部分磁场方向垂直纸面指向纸外.把P分成两部分,在MN上边的圆弧长度和MN下边的圆弧长度虽然不同,可以看作等效长度相同,但所处位置的磁场强弱不同.这样,根据左手定则,MN下边的圆弧受力方向向下,磁场力大,而MN上边的圆弧受力方向向上,但磁场力小,圆环应向下运动. 答案:B 5.如图15-2-16所示,在同一水平面内的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为3.6 kg的金属棒放在宽为2 m的轨上.当金属棒中的电流为5 A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8 A时,金属棒能获得2 m/S2的加速度,则磁场的磁感应强度为_______T. 图15-2-16      图15-2-17 解析:mgμ=BI1l,BI2l-mgμ=ma,B=1.2 T. 答案:1.2 6.在一匀强磁场中放一通电直导线,方向与磁场成30°角,导线为0.2 m,通以10 A电流,测得它受到的磁场力为0.4 N.该磁场的磁感应强度为______ 答案:0.4 T[ 7.如图15-2-17所示,在倾角为θ的斜面上,有一质量为m的通电长直导线,电流方向如图.当斜面处于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小分别为B1和B2时,斜面对长直导线的静摩擦力均达到最大值.已知B1∶B2=3∶1,则斜面对长直导线的最大静摩擦力的大小为. 解析:mgsinθ=B2IL+f mB1Il=mgsinθ+fm,联立可得: fm=mgsinθ. 答案:mgsinθ[ 综合·应用 8.两根通电的长直导线平行放置,电流分别为I 1和I 2,电流的方向如图15-2-18所示,在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点,其中a、b在导线横截面连线的延长线上,c、d在导线横截面连线的垂直平分线上.则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是(  ) 图15-2-18 A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 解析:首先I1和I2的磁场方向分别为逆时针和顺时针,那么c、d两点的磁场方向不可能相反,当I1>I2时,b点的磁场不能为零,但a点的磁场可能为零;当I1<I2时,a点的磁场不能为零,但b点的磁场可能为零. 答案:AB 9.(上海)通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图15-2-19所示的电流时,通电直导线A受到水平向_______的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受到的安培力方向水平向______ 图15-2-19     图15-2-20 解析:利用安培定则先判断出B产生的磁场(磁感线)情况,再利用左手定则判定直导线A受到的安培力水平向右;当A、B中电流同时改变方向时,通电直导线受到的安培力方向仍向右,分析方法同上.也可以采用靠近部分的电流元“同向相吸,反向排斥”来判断. 答案:向右 向右[ 10.(经典回放)磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl,并测出拉力F,如图15-2-20所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感强度B与F、A之间的关系为B=_______ 解析:拉力做功W=F·Δl,磁铁片P间隙中的能量为,据题意W=E,解以上三式得. 答案: 11.(上海)如图15-2-21所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B,则去掉导线1后,b点的磁感应强度大小为_______,方向________. [ 图15-2-21 解析:据通电直导线电场分布特点和矢量运算法则,B1a=B2a=,去掉导线1后,b点的磁感应强度B2b=B2a′=,方向垂直纸面向外. 答案: (垂直纸面)向外 12.北半球某地地磁场磁感应强度的水平分量是5×10-5T,地磁场方向与地平面夹角为60°,有一条东西方向放置的导线与地磁场方向垂直,电流方向自东向西,电流为2 A.求1 m长的导线受到的地磁场的作用力的大小和方向. 解析:地球外部磁场的磁感线从地理南极出发到地理北极,由题意,某地地磁场磁感应强度B的方向如右图所示,则B∥=Bcos60°,B=2B∥=1×10-4T,由于导线不长,它所在位置范围内可将地磁场视为匀强磁场,则导线受安培力 F=BIL=2×1×10-4N=2×10-4N 由左手定则可知导线受安培力方向与水平面成30°角斜向地面.

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