2019-2020学年高中物理 第2章 打开电磁联系的大门 2 安培力与磁感应强度 3 改写通信史的

[随堂检测]1．如图所示，用一块蹄形磁铁靠近发光的白炽灯，灯丝会持续颤抖，产生上述现象的原因主要是灯丝受到了()A．重力B．电场力C．恒定的安培力D．变化的安培力解析：选D．白炽灯灯丝中通有电流，在外加磁场中受到变化的安培力作用而颤抖．2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A．由B＝FIl可知，B与F成正比，与Il成反比B．由B＝FIl可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D．磁感应强度的方向就是静止的小磁针北极指向解析：选D．磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放通电导线及通电导线受力的大小无关，所以选项A、C均错．当电流方向与磁场方向平行时，磁场对电流无作用力，但磁场却存在，所以选项B错．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向，而不是通电导线的受力方向．3．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，下图分别描述的是条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布，其中正确的是()解析：选ABD．磁体的磁场磁感线的方向是：在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，故A、B图均对．电流的磁场磁感线的分布可用安培定则判断，C错，D对．4．下列说法中，正确的是()A．磁通量是描述磁场强弱的物理量B．电场线与磁感线都是不封闭曲线C．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大D．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量解析：选D．磁通量Φ＝BS·cosθ，磁场强的地方，磁感应强度B一定大，但Φ不一定大．面积S大，Φ也不一定大．磁感线是封闭曲线，故A、B、C均不正确．5．图中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的是()解析：选D．由左手定则不难判定A、B、C均正确，D选项中导线所受安培力方向应向左．故答案为D．[课时作业]一、选择题1．关于对通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是()A．F、B、I三者必定均保持垂直B．F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ID．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：选B．由左手定则知力F垂直平面BI，但B和I不一定垂直，故选项B正确．2．关于磁感应强度的方向，下列说法中正确的是()A．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向B．磁场中某点的磁感应强度的方向就是通过该点的磁感线的切线方向C．磁场中某点磁感应强度的方向就是小磁针在该点静止时北极的指向D．磁场中某点磁感应强度的方向就是小磁针在该点受磁场力的方向解析：选ABC．根据磁感应强度的方向特点，可判定选项A、B、C正确．选项D错误，应为小磁针N极受力的方向．3．关于对磁通量的描述，下列说法正确的是()A．位于磁场中的一个平面垂直磁场方向时，穿过该平面的磁通量最大B．穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大C．如果穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零D．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总是相等解析：选A．由磁通量Φ＝BS·cosθ可知磁通量不但与B、S有关，还与平面与该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角有关．Φ＝0，B不一定为零，Φ最大，B也不一定大．故选项A正确．4．在一根长为0．2m的直导线中通入2A的电流，将导线放在磁感应强度为0．5T的匀强磁场中，则导线受到的安培力的大小可能是()A．0．4NB．0．2NC．0．1ND．0解析：选BCD．当导线与磁场方向垂直时，有效长度l最大，安培力最大，Fmax＝BIl＝0．5×2×0．2N＝0．2N．当导线与磁场方向平行时，有效长度l＝0，此时安培力最小，Fmin＝0，所以安培力大小的范围是0≤F≤0．2N，故B、C、D均正确．5．如图所示，A、B是通电导线左右两侧的点，这两点磁感应强度的方向()A．均垂直于纸面向里B．均垂直于纸面向外C．A点垂直于纸面向里，B点垂直于纸面向外D．A点垂直于纸面向外，B点垂直于纸面向里答案：D6．一段通电导线，放在同一匀强磁场中的四个不同位置，如图所示，则()A．乙情况下导线不受安培力B．乙、丙两种情况下导线都不受安培力C．丙情况下导线受的安培力大于甲情况下导线受的安培力D．甲、丁情况下，导线所受安培力大小相等解析：选A．图示四种情况中，乙图中电流方向与磁场方向平行，故乙中导线所受安培力为零；甲、丙中导线都垂直磁场放置，故甲、丙中导线所受安培力最大，且大小一样；丁中导线与磁场成一夹角，其所受安培力小于甲、丙中导线所受安培力．7．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”实验的部分装置，下列操作中能增大导体棒上摆幅度的是()A．移去一块蹄形磁铁B．减小导体棒中的电流C．导体棒接入端由②③改为①④D．导体棒接入端由①④改为②③解析：选C．由安培力计算公式F＝BIl知，增大磁场、增大电流及导线长度l可使导体棒所受安培力增大，从而使导体棒上摆幅度增大．8．如图所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的两平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab和导轨之间的动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，图中的四个侧视图标出了四种磁场的方向，其中杆ab和导轨之间的摩擦力可能为零的是()解析：选AB．A中导电细杆受到竖直向上的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零．B中导电细杆受到水平向右的安培力，摩擦力可能为零．C中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零．D中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零，故A、B正确．二、非选择题9．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，当通有如图所示的电流时，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________．解析：由左手定则可以判断，通如题图所示电流时，导线A处在B产生的磁场中，且方向垂直纸面向里，故受力向右．都反向时，同理可以分析受力仍然向右．答案：右右10．某地的地磁场磁感应强度B的水平分量Bx＝0．72×10－4T，竖直分量By＝0．54×10－4T．求：(1)地磁场B的大小及方向；(2)在水平面内有面积为2．0m2的某平面S，穿过S的磁通量多大？解析：(1)B＝B2x＋B2y＝0．90×10－4T，假设地磁场与水平方向的夹角为α，tanα＝ByBx＝0．54×10－40．72×10－4＝34，所以α＝37°地磁场方向与水平方向成37°角．(2)根据公式Φ＝ByS＝0．54×10－4×2．0Wb＝1．08×10－4Wb．答案：见解析