5/5課時跟蹤檢測(一)磁場對通電導(dǎo)線的作用力A級——基礎(chǔ)達標(biāo)1．關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力F的方向、磁感應(yīng)強度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2．(選自魯科版教材課后練習(xí))(多選)如圖(a)所示，揚聲器中有一線圈處于輻射狀磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場方向如圖中箭頭所示。下列選項正確的是()A．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外3.(2024·安徽滁州中學(xué)期末)如圖所示，半圓形導(dǎo)線abc通以恒定電流I，放置在勻強磁場中。已知磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)線長為πl(wèi)，直徑ac與磁場方向夾角為θ＝30°。該導(dǎo)線受到的安培力大小為()A．2BIl B.eq\r(3)BIlC．BIl D.eq\f(\r(3),2)BIl4.(2024·貴州銅仁期末)如圖所示，長為5m的直導(dǎo)線折成邊長相等、夾角為120°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B＝0.2T。當(dāng)在導(dǎo)線中通以電流I＝2A時，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為()A．1N B．2NC.eq\r(3)N D．2eq\r(3)N5.(2023·江蘇高考)如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B。L形導(dǎo)線通以恒定電流I，放置在磁場中。已知ab邊長為2l，與磁場方向垂直，bc邊長為l，與磁場方向平行。該導(dǎo)線受到的安培力為()A．0 B．BIlC．2BIl D.eq\r(5)BIl6.如圖為一臺直流電動機的簡化示意圖。已知轉(zhuǎn)子為n匝、長為L、寬為d的矩形線圈，線圈所在位置的磁感應(yīng)強度為B。當(dāng)線圈中通有恒定電流I，轉(zhuǎn)子繞線圈平面內(nèi)垂直于磁場的軸，由圖示位置順時針(從a看向b)轉(zhuǎn)過θ角時(轉(zhuǎn)動過程中線圈平面與磁場方向始終平行)，轉(zhuǎn)子的ab邊受到的安培力大小為()A．nBILsinθ B．nBILcosθC．nBId D．nBIL7.(2024·山東濰坊期末)如圖所示，在空間中分布著沿x軸正方向、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，將一金屬導(dǎo)線制成半徑為r的eq\f(3,4)圓環(huán)放置在xOy平面內(nèi)。當(dāng)圓環(huán)中通過由a到b的電流I時，圓環(huán)受到的安培力大小和方向分別為()A．BIr，垂直xOy平面向里B．BIr，垂直xOy平面向外C.eq\r(2)BIr，垂直xOy平面向外D.eq\r(2)BIr，垂直xOy平面向里8．(多選)實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式電流表，這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的。當(dāng)線圈通以如圖乙所示的恒定電流(b端電流方向垂直于紙面向內(nèi))時，下列說法正確的是()A．線圈左邊受到向上的安培力，右邊受到向下的安培力B．線圈左、右兩邊受到的安培力方向相同C．線圈轉(zhuǎn)到不同位置受到的安培力大小不同D．電流表表盤刻度均勻9.如圖所示，水平放置的U形導(dǎo)線框中接有電源，電流為I，勻強磁場方向垂直于導(dǎo)線框平面，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)線框間距為d，一導(dǎo)體棒與垂直于導(dǎo)線框的虛線成θ角放置，則導(dǎo)體棒所受安培力的大小和方向分別為()A．BId，方向水平向右B.eq\f(BId,sinθ)，方向水平向右C．BIdsinθ，方向垂直導(dǎo)體棒向左D.eq\f(BId,cosθ)，方向垂直導(dǎo)體棒向右10．在圖中畫出通電導(dǎo)體棒ab所受的安培力的方向。B級——綜合應(yīng)用11．(2024·浙江1月選考)磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動的線圈。a、b、c和d為磁場中的四個點。下列說法正確的是()A．圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下B．a(chǎn)、b兩點的磁感應(yīng)強度相同C．圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度處處為零D．c、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等12．如圖甲所示為某電磁推進實驗艦艇，該艦艇下部的大洞使海水前后貫通。艦艇沿海平面截面圖如圖乙所示，其與海水接觸的兩側(cè)壁M和N分別連接艦艇內(nèi)電源的正極和負極，使得M、N間海水內(nèi)電流方向為M→N，此時加方向垂直MN所在平面的磁場，可使得M、N間海水受到磁場力作用而被推出，艦艇因此向右前進，則()A．所加磁場的方向應(yīng)為水平向右B．所加磁場的方向應(yīng)為垂直紙面向外C．所加磁場的方向應(yīng)為垂直紙面向里D．互換電源正負極的同時把磁場變?yōu)榉聪颍軐崿F(xiàn)艦艇減速13.在勻強磁場中有粗細均勻的同種導(dǎo)線制成的“花瓣”形線框，磁場方向垂直于線框平面，a、c兩點接一直流電源，電流方向如圖所示。已知abc邊受到的安培力大小為F，則整個線框所受安培力大小為()A.eq\f(3,2)F B.eq\f(4,3)FC.eq\f(5,4)F D.eq\f(6,5)F14.如圖所示為電流天平，它的左、右兩臂等長，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈中通過電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡。重力加速度g取10m/s2。(1)導(dǎo)出用n、m、l、I、g計算B的表達式；(2)當(dāng)n＝9、l＝10.0cm、I＝0.10A、m＝8.78g時，磁感應(yīng)強度是多大？(保留兩位有效數(shù)字)課時跟蹤檢測答案課時跟蹤檢測(一)1．選B安培力F總是與磁感應(yīng)強度B和電流I決定的平面垂直，通電導(dǎo)線受安培力時，安培力F與磁感應(yīng)強度B的方向和電流I的方向都是垂直的，但B與I可以垂直，也可以不垂直，故A、C、D錯誤，B正確。2．選BC將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個小段，每一小段看成直導(dǎo)線，根據(jù)左手定則可以判斷，當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈受到的安培力垂直紙面向外；當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈受到的安培力垂直紙面向里，故B、C正確，A、D錯誤。3．選C由幾何知識可知，該半圓形導(dǎo)線的有效長度為Lac＝2l，該導(dǎo)線受到的安培力大小為F＝BILacsinθ＝BIl，故選C。4．選C根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可得，該V形導(dǎo)線的有效長度為L′＝2·eq\f(L,2)sin60°＝eq\f(5\r(3),2)m，則該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為F＝BIL′＝0.2×2×eq\f(5\r(3),2)N＝eq\r(3)N，故選C。5．選Cbc段與磁場方向平行，不受安培力；ab段與磁場方向垂直，所受安培力大小為Fab＝BI·2l＝2BIl，則該導(dǎo)線受到的安培力大小為2BIl，故選C。6．選D轉(zhuǎn)動過程中ab邊與磁場方向始終垂直，根據(jù)安培力公式可得，轉(zhuǎn)子的ab邊所受的安培力大小為F＝nBIL，D正確。7．選A圓環(huán)在磁場中的等效長度為r，方向沿y軸正方向，則圓環(huán)受到的安培力大小為BIr，由左手定則可知，安培力方向垂直xOy平面向里，故選A。8．選AD由左手定則可知，線圈左邊受到向上的安培力，右邊受到向下的安培力，故A正確，B錯誤；線圈轉(zhuǎn)到任意位置，線圈所在平面與磁感線平行，受到的安培力大小相同，故C錯誤；磁場是均勻輻向分布的，線圈轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過的各個位置的磁感應(yīng)強度的大小不變，電流與轉(zhuǎn)動角度成正比，故該電流表的刻度是均勻的，故D正確。9．選D導(dǎo)體棒中電流方向與磁場方向垂直，導(dǎo)體棒受到的安培力大小為F＝BIL＝eq\f(BId,cosθ)，由左手定則可知，安培力的方向垂直導(dǎo)體棒向右，故選D。10.11．選A由左手定則可知，題圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下，A正確；a、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相同，但是方向不同，B錯誤；磁感線是閉合的曲線，則圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強度不為零，C錯誤；因c點處的磁感線較d點密集，可知c點的磁感應(yīng)強度大于d點的磁感應(yīng)強度，D錯誤。12．選BM、N間海水中電流方向為M→N，艦艇向右運動，則艦艇受到M、N間海水對其向右的作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知，M、N間海水所受的安培力方向向左，再根據(jù)左手定則可知，磁場方向應(yīng)為垂直紙面向外，故A、C錯誤，B正確；互換電源正負極的同時把磁場變?yōu)榉聪?，根?jù)左手定則可知，M、N間海水所受的安培力方向不變，不能實現(xiàn)艦艇減速，故D錯誤。13．選D根據(jù)題圖，由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，另一邊的阻值為ab邊的5倍，結(jié)合并聯(lián)電路分流規(guī)律可知，通過另一邊的電流為ab邊的eq\f(1,5)。由F＝BIL可知，另一邊受到的安培力大小為eq\f(1,5)F，方向與ab邊受到的安培力方向相同，因此整個線框所受安培力大小為F合＝F＋eq\f(1,5)F＝eq\f(6,5)F，故選D。14．解析：(1)設(shè)電流方向未改變時，等臂天平的左盤內(nèi)砝