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1、探究安培力1 .(安培力大小的計算及方向的判定)將長度為20 cm、通有0.1 A電 流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中，電流與磁場的方向如圖7所示，已知 磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T.試求出各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向.乂 ” X * UX f XJ .kl5q7,2：xxx * k x K(I )(2)3)圖7答案(1)圖中安培力大小為0導(dǎo)線與磁感線平行(2)圖中安培力大小為0.02 N安培力方向垂直導(dǎo)線水平向右(3)圖中安培力大小為0.02 N安培力方向在紙面內(nèi)垂直導(dǎo)線斜向上 解析 由左手定則和安培力的計算公式得：(1)因?qū)Ь€與磁感線平行， 所以安培力為零；(2)由左手定則知：安培力方向垂直導(dǎo)線水平向

2、右， 大小F = ILB = 0.2X0.1X 1 N = 0.02 N; (3)安培力方向在紙面內(nèi)垂直 導(dǎo)線斜向上，大小 F = BIL = 0.02 N.2 .(對磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的理解與計算)磁場中放一根與磁場方向垂直 的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5 A,導(dǎo)線長1 cm,它受到的磁場力為5.0 x 10 2 N.求：(1)這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)如果把通電導(dǎo)線中的電流增大到5 A時，這一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大；(3)如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否能肯定在這里沒有 磁場？答案 (1)2 T (2)2 T (3)不能肯定解析(1)由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式得2T = 2 T.F 5.0X1

3、0 B= L=-2IL 2.5X1X10 （2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場自身決定的，和導(dǎo)線的長度L、電流I的大 小無關(guān)，所以該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度還是 2 T.（3）如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，則有兩種可能：該處 沒有磁場；該處有磁場，但通電導(dǎo)線與磁場方向平行.題組一對磁感應(yīng)強(qiáng)度概念及公式的理解1 .（單選）關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是（）A.若長為L、電流為I的導(dǎo)體在某處受到的磁場力為 F,則該處的 磁感應(yīng)強(qiáng)度必為ILB.由B =知，B與F成正比，與IL成反比C.由B =，知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場力，說明該處一定無磁場D.由F=ILB知，與磁場方向垂直的一小段通電導(dǎo)體受到的磁場

4、力F與IL成正比答案 D解析 公式B=IL或F = ILB成立的前提條件是電流與磁場方向垂直， 故選項A錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場本身的性質(zhì)決定的，與放不 放通電導(dǎo)線無關(guān)，故選項B、C錯誤；當(dāng)B為定值時，與磁場方向垂 直的一小段通電導(dǎo)體受到的磁場力 F與IL成正比，選項D正確.2 .（雙選）一段電流元放在同一勻強(qiáng)磁場中的四個位置，如圖所示，已知電流元的電流I、長度L和受力F,則可以用、表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的是（）ABCD答案 AC解析 當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場方向時，可用 F表示B.故選A、C.3 .（雙選）將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場方向放入一勻強(qiáng)磁場中，下列圖象能正確反映各物理量間關(guān)系的是（）匕E憶

5、憶ABCD答案 BC解析 由B = 1F = BIL知：勻強(qiáng)磁場中B恒定不變，故B正確，D錯誤.B、L 一定時，F(xiàn)與I成正比，故C正確，A錯誤.故選B、C.4 .（單選）如圖1所示是三根平行直導(dǎo)線的截面圖，若它們的電流強(qiáng) 度大小都相同，且ab= ac= ad,則a點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是（）與b ； d如圖1A.垂直紙面指向紙里B.垂直紙面指向紙外C.沿紙面由a指向bD.沿紙面由a指向d答案 D解析每根導(dǎo)線在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，關(guān)鍵是確定每根 導(dǎo)線在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，由矢量合成法則 號，一號 求合磁感應(yīng)強(qiáng)度，判知D正確.短題組二對磁通量認(rèn)識及計算5.（單選）如圖2所示，半徑為

6、R的圓形線圈共有n匝，其中心位置 處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面.若磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過線圈的磁通量為（）圖2A. tBR2B.后產(chǎn)C. nBR2D. n；Br2答案 B解析 磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)，且磁感線穿過的面積為一,而并非底2,故B項對.6.（雙選）如圖3所示是等腰直角三棱柱，具平面 ABCD為正方形， 邊長為L,它們按圖示方式放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B。，則下列說法中正確的是（）E“H圖3A.穿過ABCD平面的磁通量大小為BoL2B.穿過BCFE平面的磁通量大小為BoL2C.穿過ADFE平面的磁通量大小為零 D.穿過整個三棱柱的磁通量為零

7、答案 CD解析 根據(jù)=BS因此穿過ABCD平面的磁通量=B0L2cos 45 = bL2, A 錯誤；平面 BCFEXBo,而 BC= L, CF=Lcos 45 =孝 L,所以平面BCFE的面積S= BC CF = *2L2,因而 =BS=當(dāng) BL2, B錯誤；平面ADFE在垂直B。的方向上的投影面積為零，所以 穿過的磁通量為零，C正確；若規(guī)定從外表面穿入三棱柱的磁通量為 正，那么由三棱柱內(nèi)表面穿出時的磁通量就為負(fù)，而穿入三棱柱的磁感線總與穿出的磁感線相等，因此穿過整個三棱柱的磁通量為零，D正確.故選C、D.題組三安培力方向的判定7 .（單選）下面的四個圖顯示了磁場對通電直導(dǎo)線的作用力，其中

8、正 確的是（）ABCD答案 C8 .（單選）關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力F的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向和電流I的方向之間的關(guān)系，下列說法正確的是（）A. F、B、I三者必須保持相互垂直B. F必須垂直B、I,但B、I可以不相互垂直C. B必須垂直F、I,但F、I可以不相互垂直D. I必須垂直F、B,但F、B可以不相互垂直答案 B解析 安培力F總是與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I決定的平面垂直，但B 與I（即導(dǎo)線）可以垂直，也可以不垂直，通電導(dǎo)線受安培力時，力 F 與磁場及導(dǎo)線都是垂直的，故 A、C、D均錯，B正確.9 .（單選）如圖4所示，電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵 組成.當(dāng)電源接通后，磁場對流過炮

9、彈的電流產(chǎn)生力的作用，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度.下列各俯視圖中能正確表示磁場方向的是（）圖4AB:nnnDE口一?。▅ dm CD答案 B解析由左手定則可知，圖A所示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向使炮彈受到的安培力向后，圖B所示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向使炮彈受到的安培力向前， 圖C、 D所示炮彈不受安培力，只有B符合實際.題組四 對安培力公式F = BILsin 0c的理解應(yīng)用10 .（單選）如圖5所示，一根有質(zhì)量的金屬棒 MN,兩端用細(xì)軟導(dǎo)線 連接后懸于a、b兩點，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，棒中通有電流，方向從 M流向N,此時懸線上有拉力，為了使 拉力等于零，可以（）M I 算 K IN圖5A.適當(dāng)減

10、小磁感應(yīng)強(qiáng)度B.使磁場反向C.適當(dāng)增大電流D.使電流反向答案 C解析 首先對MN進(jìn)行受力分析：其受豎直向下的重力G、受兩根軟 導(dǎo)線的豎直向上的拉力和安培力.當(dāng)其處于平衡狀態(tài)時： 2F + BIL = mg,重力mg恒定不變，欲使拉力F減小到0,應(yīng)增大安培力BIL, 所以可增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B或增大通過金屬棒中的電流I,或二 者同時增大，只有C項正確.11 .（單選）如圖6所示，磁場方向豎直向下，通電直導(dǎo)線ab由水平位 置1繞a點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)到位置2,通電導(dǎo)線所受安培力是（）A.數(shù)值變大，方向不變B.數(shù)值變小，方向不變C.數(shù)值不變，方向改變D.數(shù)值、方向均改變答案 B解析 安培力F=BIL

11、,電流不變，垂直磁場的直導(dǎo)線的有效長度減 小，安培力減小，安培力的方向總是垂直 B、I所構(gòu)成的平面，所以 安培力的方向不變，B對，故選B.12.（單選）如圖7所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B的 勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向（垂直于紙面向里）垂直.線段ab、bc和 cd的長度均為L,且/ abc= / bcd= 135.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向 如圖中箭頭所示.導(dǎo)線abcd段所受到的磁場的作用力的合力為（）圖7A.方向沿紙面向上，大小為（42+1）ILBB.方向沿紙面向上，大小為（也一1）ILBC.方向沿紙面向下，大小為（2+1）ILBD.方向沿紙面向下，大小為（V21）ILB答案 A

12、解析導(dǎo)線abcd段的有效長度為線段ad,由幾何知識知Lad=2 + 1）L,故導(dǎo)線abcd段所受的合力大小F = ILadB=（V2+ 1）ILB,導(dǎo)線有 效長度的電流方向為a-d,據(jù)左手定則可以確定導(dǎo)線所受合力方向 豎直向上，故A項正確.13.（單選）如圖8所示，傾斜導(dǎo)軌寬為L,與水平面成口角，處在方 向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿ab水平放在導(dǎo) 軌上.當(dāng)回路電流強(qiáng)度為I時，金屬桿ab所受安培力F（ ）圖8A.方向垂直ab桿沿斜面向上B.方向垂直ab桿水平向右C. F=BILcos 認(rèn)D. F=BILsin 認(rèn)答案 B解析 由題圖知電流方向由b-a且與磁場方向垂直，根據(jù)左手

13、定則 可知安培力垂直ab水平向右，由安培力計算公式可得 F=BIL,故選 B.14.勻強(qiáng)磁場放置長2 cm的通電導(dǎo)線垂直磁場方向，當(dāng)通過導(dǎo)線的 電流為2 A時，它受到的磁場力大小為4X103 N,問：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？(2)若電流不變，導(dǎo)線長度減小到1 cm,則它受到的磁場力F和磁感 應(yīng)強(qiáng)度B各是多少？(3)若導(dǎo)線長度不變，電流增大為5 A,則它受磁場力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B各是多少？答案 (1)0.1 T (2)2X10 3 N 0.1 T (3)10 2 N 0.1 T解析(1)根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 - -3 F 4X10 3B=IL = 2X2X10 2 T = 0.1,(2)勻強(qiáng)磁場中該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身來決定，不因?qū)Ь€長度的改變而改變，因此，B= 0.1 T.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 B=t可得，導(dǎo)線長度減小到1 cm時，則它 受磁場力F =BIL =0.1X2X10 2 N = 2X10 3 N.(3)勻強(qiáng)磁場中該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不因電流的改變而改變，因此， B = 0.1 T.根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義B = t可得，電流增大為5 A時，則它受磁場 力 F =BI L=0.1X5X2X10 2 N=10 2 N.