人教版 (新课标)选修1选修1-1第二章 磁场三、磁场对通电导线的作用精练

学业分层测评

(建议用时：45分钟)

1．(多选)下列各项所示为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是(　　)

【导学号：46852151】

【解析】　由于BD所示的电流方向与磁场方向平行，故不受安培力，A、C所示电流方向与磁场方向垂直，受安培力作用，故选项A、C正确．

【答案】　AC

2．为了简化安培的实验，我们可以用如图2­3­4所示的装置探究影响安培力方向的因素．实验中如果发现导体棒被推出磁铁外，则此时磁铁的磁极和电流方向可能是(　　)

图2­3­4

A．磁铁N极在上，电流方向A→B

B．磁铁N极在上，电流方向B→A

C．磁铁S极在上，电流方向B→A

D．以上三种情况都有可能

【解析】　根据左手定则判断可知选项B正确．

【答案】　B

3．(多选)有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是(　　)

【导学号：46852152】

A．B的方向就是小磁针N极所指的方向

B．B的方向与小磁针N极的受力方向一致

C．B的方向就是通电导线受安培力的方向

D．B的方向就是该处磁场的方向

【解析】　磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向，它与通电导线所受安培力的方向是垂直的．

【答案】　BD

4．在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是(　　) 

【导学号：46852153】

【解析】　根据左手定则可知选项A、B、D对；C选项中的电流与磁场方向平行，所以不受磁场力，所以C选项错．

【答案】　C

5．(多选)下列说法正确的是(　　)

【导学号：46852154】

A．若某电荷在某处不受到电场力作用，则该处电场强度为零

B．若一小段通电导线在某处不受到磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零

C．电场中某点的电场强度，在数值上等于一个电荷在该点受到的电场力与电荷电量的比值

D．磁场中某点的磁感应强度，在数值上等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值

【解析】　磁场不同于电场如通电导线与磁场平行，则安培力为零，选项B错，选项A正确；由电场强度的定义可知选项C正确；由在导线与磁场垂直时才有B＝，故选项D错．

【答案】　AC

6．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是(　　)

【导学号：46852155】

A．通电直导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大

B．通电直导线在磁感应强度大的地方受力一定大

C．放在匀强磁场中各处的通电直导线，受力大小和方向处处相同

D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电直导线受力的大小和方向无关

【解析】　因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电直导线的受力及方向都无关，所以选项A错，选项D正确；因为通电直导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电直导线的取向有关，故选项B错；对选项C虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场方向垂直时受磁场力最大，与磁场方向平行时受磁场力为零)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错．

【答案】　D

7．一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图2­3­5所示，导线上电流方向由左指向右．当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的安培力(　　)

【导学号：46852156】

图2­3­5

A．大小不变，方向不变

B．由零增至最大，方向时刻变

C．由最大减小至零，方向不变

D．由零增至最大，方向不变

【解析】　导线转动前，电流方向与磁感线方向相同，导线不受安培力；当导线转过一个小角度，电流与磁感线不再平行，于是导线受到安培力；当导线转过90°时，电流与磁感线垂直，此时导线受的安培力最大．用左手定则可以判断安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向确定的平面，故始终不变．所以选项D正确．

【答案】　D

8．如图2­3­6所示，两金属导轨平行放置，处于同一水平面内，匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨间接有电源．现垂直于导轨固定一电阻为r的金属棒MN，金属棒与导轨接触良好，接通电源后(　　)

【导学号：46852157】

图2­3­6

A．金属棒受到向左的安培力作用

B．金属棒受到向右的安培力作用

C．若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力将减小

D．若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力大小不变

【解析】　根据左手定则可知选项A正确，选项B错；若换更粗的同种金属材料电阻减小电流增大，由F＝BIL可知安培力增大，选项C、D错．

【答案】　A

9．在匀强磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．下面四幅图象描绘了导线所受安培力大小F与通过导线电流I的关系．其中正确的是(　　)

【导学号：46852158】

【解析】　由F＝BIL可知，在匀强磁场中F与I成正比，选项C正确．

【答案】　C

10．(多选)一根通有电流I的水平直铜棒用两条等长的软导线挂在如图2­3­7所示的匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有(　　)

【导学号：46852159】

图2­3­7

A．适当增大电流，方向不变

B．适当减小电流，并使它反向

C．电流大小、方向不变，适当增强磁场

D．使原电流反向，并适当减弱磁场

【解析】　由左手定则可知，导线受到向上的安培力，则欲使悬线中张力为零，可适当增强磁场或增大电流．

【答案】　AC

11．如图2­3­8所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流I方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的最小值是多少？方向向哪？

【导学号：46852160】

图2­3­8

【解析】　

当磁场方向垂直斜面向下，则安培力方向沿斜面向上，此时对应的磁感应强度最小．受力分析如图所示．当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，导线平衡mgsin θ＝BIL，

B＝.

【答案】　B＝，方向垂直斜面向下

12．如图2­3­9所示，一段长为1 m、质量为2 kg的通电导体棒悬挂于天花板上．现加一垂直纸面向外的匀强磁场，当通入I＝2 A的电流时悬线的张力恰好为零．(g取10 m/s2)求：

图2­3­9

(1)所加匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)如果电流方向不变，通入的电流大小变为1 A时，磁感应强度的大小为多少？此时悬线拉力又为多少？

【导学号：46852161】

【解析】　(1)导体棒受力分析如图所示：

由平衡条件得：F安＝mg

又因F安＝BIL

所以B＝＝ T＝10 T.

(2)因为磁感应强度是由磁场本身的性质决定的，所以电流变为1 A后，磁感应强度仍为10 T．导体棒受力分析如图所示，由平衡条件得：

F＝mg－BIL＝2×10 N－10×1×1 N＝10 N.

【答案】　(1)10 T　(2)10 T　10 N