2024高中物理第三章磁场第三节探究安培力达标检测含解析粤教版选修3_1.docVIP

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第三节探究安培力

A级抓基础

1．关于磁通量，正确的说法有()

A．磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量

B．在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量肯定比穿过b线圈的大

C．磁通量大，磁感应强度不肯定大

D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度肯定比N处大

解析：磁通量是标量，磁通量大小Φ＝BS⊥＝BScosθ，与B、S、θ均有关系．故C正确．

答案：C

2．下图中磁感应强度B、电流I和安培力F之间的方向关系错误的是()

答案：D

3．(多选)在空间某点A存在两个磁场B1、B2，B1＝3T，B2＝4T，A点的磁感应强度大小可能为()

A．7TB．1TC．5TD．0

解析：磁感应强度是矢量，合成时遵循平行四边形定则，所以合磁感应强度的范围为B2－B1≤B≤B2＋B1，分析可得选项A、B、C正确．

答案：ABC

4．(多选)一电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用eq\f(F,IL)表示磁感应强度B的是()

解析：当通电导线垂直于磁场方向时，可用eq\f(F,IL)表示磁感应强度B.B、D中电流的方向不与磁场方向垂直，不行用eq\f(F,IL)表示磁感应强度．

答案：AC

5．如图所示，通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直．若仅将导线中的电流增大为原来的2倍，则导线受到安培力的大小将()

A．减小为原来的eq\f(1,4) B．减小为原来的eq\f(1,2)

C．增大为原来的4倍 D．增大为原来的2倍

解析：由安培力公式F＝BIL知，当电流增大为原来的2倍后，导线受安培力大小也将增大为原来的2倍，故选项D正确，其余错误．

答案：D

6.如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α＝60°的光滑斜面上，静止一根长为L＝1m，重G＝3N，通有电流I＝3A的金属棒．求：

(1)匀强磁场的磁感应强度大小；

(2)导体棒对斜面的压力大小．

解析：(1)由左手定则知金属棒受水平向右的安培力，对金属棒进行受力分析，运用合成法，如图所示：

由平衡条件，得F安＝BIL＝Gtanα，则B＝eq\f(Gtanα,IL)＝eq\r(3)T.

(2)由上图，依据三角函数关系，得N＝eq\f(G,cosα)＝6N.

答案：(1)eq\r(3)T(2)6N

B级提实力

7.如图为某磁场的磁感线，以图中的O为起点，取竖直向上的方向为y轴的正方向，由磁感线的分布状况分析该磁场在y轴上的磁感应强度的大小随y改变的规律可能正确的是()

解析：本题的易错之处在于对磁感应强度的矢量性的理解不清而造成错解．磁感线的疏密程度表示B的大小，因此沿y轴方向B先减小后增大，故最有可能正确的为C选项．

答案：C

8.如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则棒MN所受安培力大小()

A．F＝BId B．F＝BIdsinθ

C．F＝eq\f(BId,sinθ) D．F＝BIdcosθ

解析：棒MN在磁场中有电流的长度为eq\f(d,sinθ)，则F＝BIL＝eq\f(BId,sinθ).故C正确．

答案：C

9.如图所示，一环形导体用一绝缘轻绳将其悬挂于天花板上，整个空间有水平向右的匀强磁场，磁场方向恰好与圆环平面垂直．现给圆环通以如图所示的电流．设圆环的半径为R，电流为I，磁感应强度大小为B，则圆环通电后所受到的安培力为()

A．BIR B．2BIR

C．2πRBI D．0

解析：本题的易错点是忽视分析圆环在匀强磁场中所受到的安培力的方向．可将环形导体等分为若干段，每小段通电导体所受安培力均背离圆心，由对称性可知，这些安培力均为成对的平衡力，故圆环所受到的安培力为零，选项D正确，A、B、C错误．

答案：D

10.如图所示，两平行光滑导轨相距为L＝20cm，金属棒MN的质量为m＝10g，电阻R＝8Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，方向竖直向下，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，当开关K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值(设θ＝45°，g取10m/s2)．

解析：金属棒平衡时的平面受力图如图所示．

当MN平衡时，有

mgsinθ－BILcosθ＝0，①

由闭合电路欧姆定律，得I＝eq\f(E,R＋R1＋r)，②

由①②式联立并代入数据，得R1＝7Ω.

答案：7Ω