學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(八) 磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線 (建議用時(shí)：45分鐘) 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1關(guān)于通電直導(dǎo)線所受安培力F，磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I三者方向之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()AF、B、I三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、I，但B不一定垂直于ICB必定垂直于F、I，但F不一定垂直于IDI必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B【解析】由左手定則知F垂直于B、I形成的平面，即F既垂直于B，又垂直于I.【答案】B2在如圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的方向，其中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18152060】【解析】由左手定則判斷可知C正確【答案】C3關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()A由B可知，B與F成正比，與Il成反比B由B可知，一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力，則說(shuō)明該處一定無(wú)磁場(chǎng)C通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力越大，說(shuō)明磁場(chǎng)越強(qiáng)D磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針北極受力的方向【解析】磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是客現(xiàn)存在的，與是否放通電導(dǎo)線，通電導(dǎo)線受力的大小無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)A、C均錯(cuò)當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流無(wú)作用力，但磁場(chǎng)卻存在，所以選項(xiàng)B錯(cuò)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針靜止時(shí)N極的指向，而不是通電導(dǎo)線的受力方向【答案】D4各地地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度(水平分量)Bx有所不同，可以在相關(guān)手冊(cè)上查到下表給出我國(guó)幾個(gè)城市的Bx值.地名北京廣州上海武漢Bx/104 T0.2890.3750.3330.343現(xiàn)將同一根通電直導(dǎo)線分別在以上四地豎直放置，則使導(dǎo)線受磁場(chǎng)力最大的是()A北京B廣州C上海D武漢【解析】由安培力公式FBIL可知，同一根通電直導(dǎo)線豎直放置時(shí)，地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量Bx越大，導(dǎo)線所受安培力越大，故導(dǎo)線在廣州所受磁場(chǎng)力最大，B正確【答案】B5如圖3­1­6所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用FN表示磁鐵對(duì)桌面的壓力，用f表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，導(dǎo)線中通電后與通電前相比較() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18152061】圖3­1­6AFN減小，f0BFN減小，f0CFN增大，f0DFN增大，f0【解析】如圖所示，畫(huà)出一條通過(guò)電流I處的磁感線，電流I處的磁場(chǎng)方向水平向左由左手定則知電流I受安培力方向豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律知，電流對(duì)磁鐵的作用力方向豎直向下，所以磁鐵對(duì)桌面壓力增大由于磁鐵沒(méi)有相對(duì)于桌面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故桌面對(duì)磁鐵無(wú)摩擦力作用【答案】C6(多選)關(guān)于磁電式電流計(jì)，下列說(shuō)法正確的是()A電流計(jì)的工作原理是安培力對(duì)通電線框的轉(zhuǎn)動(dòng)作用B電流計(jì)的工作原理是安培力對(duì)通電線框的加速作用C電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度與所通電流的大小成正比D電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度與所通電流的大小成反比【解析】電流計(jì)的工作原理是通電線圈在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)電流越大，線框受到的安培力越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，故A、C正確，B、D不正確【答案】AC7(多選)通電矩形導(dǎo)線框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，ab與MN平行，電流方向如圖3­1­7所示關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，下列敘述正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18152062】圖3­1­7A線框有兩條邊所受的安培力方向相同B線框有兩條邊所受的安培力大小相同C線框所受安培力的合力朝左Dcd邊不受安培力的作用【解析】先判定導(dǎo)線框所在處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里如圖所示，且離導(dǎo)線MN越近，磁場(chǎng)越強(qiáng)；越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，由此可判定bc邊和ad邊所受安培力大小相等，方向相反，ab邊所受安培力比cd邊大，即Fab>Fcd，方向相反，由此可判定線框所受安培力的合力向左故B、C選項(xiàng)正確【答案】BC8有一小段通電導(dǎo)線，長(zhǎng)為1 cm，電流為5 A，把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn)，受到的磁場(chǎng)力為0.1 N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是()AB2 TBB2 TCB2 TD以上情況都有可能【解析】如果通電導(dǎo)線是垂直磁場(chǎng)方向放置的，此時(shí)所受磁場(chǎng)力最大，F(xiàn)0.1 N，則該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B T2 T如果通電導(dǎo)線不是垂直磁場(chǎng)方向放置的，則受到的磁場(chǎng)力小于垂直放置時(shí)受的力，垂直放置時(shí)受力將大于0.1 N，由定義式可知，B將大于2 T應(yīng)選C.【答案】C能力提升9在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖3­1­8所示過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向()圖3­1­8A與ab邊平行，豎直向上B與ab邊平行，豎直向下C與ab邊垂直，指向左邊D與ab邊垂直，指向右邊【解析】根據(jù)同向電流相互吸引知，c處電流受a、b電流的安培力分別沿ca和cb方向，這兩個(gè)力大小相等，故c處導(dǎo)線受這兩個(gè)安培力的合力向左與ab垂直【答案】C10如圖3­1­9所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面水平放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)線，電流I方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止于斜面上，則外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向可以是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18152063】圖3­1­9AB，方向垂直斜面向下BB，方向垂直斜面向上CB，方向水平向左DB，方向水平向右【解析】如磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，則安培力方向沿斜面向上，受力分析如圖當(dāng)安培力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)，導(dǎo)線平衡mgsin BIL，B；當(dāng)磁場(chǎng)垂直斜面向上時(shí)，安培力沿斜面向下，導(dǎo)線不可能靜止；如磁場(chǎng)水平向左，則安培力豎直向上，當(dāng)FmgBIL時(shí)，即B時(shí)，導(dǎo)線靜止；如磁場(chǎng)水平向右，則安培力豎直向下，不可能靜止所以，只有C正確【答案】C11節(jié)日里，大街小巷，彩燈閃爍，很是好看某校學(xué)生王亮學(xué)習(xí)了安培力后，與興趣小組成員制作了彩燈閃爍裝置把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸，并使它與小彩燈泡、電池、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線組成如圖3­1­10所示電路閉合開(kāi)關(guān)后，彩燈不停地閃爍起來(lái)請(qǐng)你分析一下彩燈的閃爍原理圖3­1­10【解析】閉合開(kāi)關(guān)后，彈簧通電彩燈亮，彈簧可看作多個(gè)同向電流圓線圈，每個(gè)圓線圈受其他線圈的安培力，相互吸引而縱向收縮、變短，下端離開(kāi)水銀面而斷電，彩燈不亮安培力消失，在重力作用下，彈簧下端又接觸水銀面通電，彩燈再亮，彈簧再收縮，如此反復(fù)下去，彩燈就能不停地閃爍起來(lái)【答案】見(jiàn)解析12一根長(zhǎng)度0.1 m的均勻金屬桿，兩端焊接等長(zhǎng)的細(xì)軟導(dǎo)線，懸掛在同一水平的兩點(diǎn)上，abcd所在的區(qū)域內(nèi)有一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)ab中通以如圖3­1­11所示電流時(shí)，金屬桿ab偏離原來(lái)的位置到兩根懸線和豎直方向的夾角為30°時(shí)保持平衡，如果金屬桿ab的質(zhì)量為0.086 6 kg，其中通過(guò)電流的大小為10 A，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小(g取10 m/s2). 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18152064】圖3­1­11【解析】畫(huà)出導(dǎo)體棒ab的受力圖如圖所示(側(cè)視圖，從a向b看)，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以三力合力為零，有F安mgtan 30°BIL所以B T0.5 T.【答案】0.5 T5