學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)第3章第3節(jié) 探究安培力學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)（十五）探究安培力（建議用時(shí)：45分鐘）學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1關(guān)于安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法，正確的是（）A通電導(dǎo)體不受磁場(chǎng)力作用的地方一定沒有磁場(chǎng)B. 將I L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的不同位置，受安培力一定 相同C磁感線指向磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向D以上說法都不正確【解析】由F = ILsin %當(dāng)IIIB時(shí)，F(xiàn) = 0 ,此時(shí)通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力， 但導(dǎo)線處有磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；如果I、L相同，放在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中因放角度 不同，安培力也可能不同，故B錯(cuò)誤；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿磁感線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度 不變，故C錯(cuò)誤，正確答案為D.【答案】D2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，下列說法正確的是（）AF、B、I三者必保持垂直BF必定垂直于B、I,但B不一定垂直于IC. B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】左手定則是判斷安培力的方向.電流方向.磁場(chǎng)方向的一種方法， 要正確理解左手定則的內(nèi)容.由左手定則知，安培力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向又垂直于電流方向（即 安培力垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所確定的平面），但磁場(chǎng)方向不一定總垂直于 電流方向.答案為B.【答案】B3 由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B=F知，磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。ǎ〢隨著通電導(dǎo)線中電流I的減小而增大B.隨著IL乘積的減小而增大C隨著通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的增大而增大D.跟F、I、L無關(guān)【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值定義法定義的繪只是指岀了計(jì)算B的 方法，而B的大小由磁場(chǎng)本身決定，與F I L無關(guān).【答案】D4（多選）下列關(guān)于磁通量的說法，正確的是（）A磁通量是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量B.某一面積上的磁通量是表示穿過此面積的磁感線的總條數(shù)C在磁場(chǎng)中所取的面積越大，該面上磁通量越大D穿過任何封閉曲面的磁通量一定為零【解析】磁通量蜜是磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積， 即蜜二BS ,亦表示穿過磁場(chǎng)中某面積S的磁感線的總條數(shù)，蜜只有大小，沒有 方向，是標(biāo)量由此可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；磁通量蠻的大小由B、S共同 決定，所以面積大，蠻不一定大，由此可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于磁感線是閉合曲 線所以只要有磁感線穿入封閉曲面，如一個(gè)球面,則該磁感線必然從該曲面穿 出，由此可知選項(xiàng)D正確.【答案】BD5（多選）把一小段通電直導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中（）A若導(dǎo)線受到的安培力為零，說明它所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B若通電直導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)中，導(dǎo)線受到的安培力最大C若電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力也一定既垂直于導(dǎo)線，又垂直 于磁場(chǎng)D根據(jù)B=F/IL可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與安培力F成正比，與電流I導(dǎo)線長度L的乘積QL）成反比【解析】 安培力的大小除與電流大小導(dǎo)線長度有關(guān)外還與電流和磁場(chǎng) 方向間的夾角大小有關(guān)，兩者平行時(shí)為零，垂直時(shí)最大，故當(dāng)安培力為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，A錯(cuò)，B對(duì)，由左手定則知道電流方向與磁場(chǎng)方向不垂 時(shí)，安培力也一定既垂直于導(dǎo)線，又垂直于磁場(chǎng)，C對(duì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身 決定,與電流受到的安培力以及電流元大小無關(guān)，D錯(cuò).【答案】BC6（多選）一根長為0.2 m的導(dǎo)線，通過的電流為2 A,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到磁場(chǎng)力的大小可能是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：62032037】B 0.3 ND. 0A. 0.4 NC 0.1 N【解析】 根據(jù)安培力的定義，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線電流I方向垂直 時(shí)，磁場(chǎng)力有最大值為F = BILX2X0.2 N = 0.2 N 當(dāng)兩方向平行時(shí)，磁場(chǎng)力有 最小值為0隨著二者方向夾角的不同磁場(chǎng)力大小可能在0.2 N與0之間取值故C、D均有可能.【答案】CD7長度為L、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,對(duì)于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計(jì)算正確的是（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：62032126】【解析】A圖中，導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直，故將導(dǎo)線投影到垂直磁場(chǎng)方向上，故F = BILcos弘A正確；B圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F = BIL ,B錯(cuò)誤;C圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂故F = BIL,C錯(cuò)誤；D圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂故F = BIL,D錯(cuò)誤.【答案】A8.面積S=05 m2的閉合金屬圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=04 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)磁場(chǎng)與環(huán)面垂直時(shí)，穿過環(huán)面的磁通量是;當(dāng)金屬圓環(huán)轉(zhuǎn)過90°,環(huán)面與磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過環(huán)面的磁通量是.【解析】 根據(jù)公式=B SX0.5 Wb = 0.2 Wb ；當(dāng)金屬環(huán)面與磁場(chǎng)平行時(shí)， 沒有磁感線穿過，故 = 0.注意： = B-S中的S指的是與B垂直的面積.【答案】0.2 Wb 0能力提升9在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面, 導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖3-3-12所示，過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安 培力的方向（）【導(dǎo)學(xué)號(hào)：62032038】圖 3-3-12A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)安培定則，a、b在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別為垂直于ac連線斜向下和垂直于bc連線斜向下，并且大小相等，由平行四邊形定則可確定c處合 磁場(chǎng)方向向下，又根據(jù)左手定則，可判定c處直導(dǎo)線所受安培力方向垂直于ab 邊，指向左邊，所以C項(xiàng)正確.【答案】C10.（多選）兩根通電的長直導(dǎo)線平行放置，電流分別為I和12,電流的方向 如圖3-3-13所示在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn)，其中a、b在導(dǎo) 線橫截面連線的延長線上，c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上導(dǎo)體中的 電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是（）圖 3-3-13Aa點(diǎn)Bb點(diǎn)Cc點(diǎn)Dd點(diǎn)【解析】 由安培定則可判知，電流婦、I分別在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng) 強(qiáng)度方向相反，大小癘可能相等，合磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為0 ,而c、d兩點(diǎn)的合磁 感應(yīng)強(qiáng)度不可能為0.【答案】AB11如圖3-3-14所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌M、N,電阻不計(jì)，相距0.2 m,上 邊沿導(dǎo)軌垂直方向放一個(gè)質(zhì)量為m=5X10-2 kg的金屬棒ab, abR和電源相 連電阻R=2 Q,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,電源內(nèi)阻r=0.5 Q,如果在裝置所在的 區(qū)域加一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使ab對(duì)導(dǎo)軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止求所 加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向.（導(dǎo)軌光滑，g取10 N/kg）圖 3-3-14【解析】向上且大小等于重力，由左手定則可以判定B的方向應(yīng)為水平向右ab中的電流R+r"ab2 + 0.5 + 0.5F = ILB=mg二叱竺0 B = IL 2X0.2T = 1.25 T【答案】1.25 T水平向右12如圖3-3-15所示，兩光滑的平行金屬軌道與水平面成0角，兩軌道間 距為L, 一金屬棒垂直兩軌道水平放置金屬棒質(zhì)量為m,電阻為R,軌道上端 的電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r為使金屬棒能靜止在軌道上，可加一方向豎直向上 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)是多大？圖 3-3-15【解析】 導(dǎo)體棒受力分析如圖所示則1=旦RrF 安= BILF s = mgtan 0 由解得mg(R + r)tan 0 B= EL【答案】mg R+r tan 0EL