1、课时知能训练(见学生用书第267页)(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得6分,选错或不答的得0分 )图81181(2009全国高考)如图8118所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L,且abcbcd135.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A方向沿纸面向上,大小为(1)ILBB方向沿纸面向上,大小为(1)ILBC方向沿纸面向下,大小为(1)ILBD方向沿纸
2、面向下,大小为(1)ILB【解析】由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上,故知选项C、D错误再由安培力公式FBIL可得合力大小为(1)ILB,选项A正确,B错误【答案】A图81192将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图8119所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看()A圆环顺时针转动,靠近磁铁B圆环顺时针转动,远离磁铁C圆环逆时针转动,靠近磁铁D圆环逆时针转动,远离磁铁【解析】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针,N极在内,S极在外,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可得C项正确【答案】C3在竖直
3、向上的匀强磁场中放置载有相同电流的三根导线,如图8120所示,导线aa水平放置并且长为L;导线bb长为2L且与水平方向成60角;直角折导线cOc中OcOcL,c、c在同一水平面;假如它们所受安培力分别为F1、F2、F3,不计通电导线间的相互作用力,则它们的大小关系为()图8120AF1F2F2F3CF1BbBa、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBbC同一通电导线放在a处受力可能比放在b处受力大D同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小【解析】在磁场中,磁感线疏密表示磁场的强弱,故BaBb,选项B正确A错误;同一通电导线如果都垂直放入磁场中,则在a处受力一定比b处受力小,但如果导线与磁场平
4、行放置,受力均为0,C正确,故D错误【答案】BC图81248在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里如图8124所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中()Ab、d两点的磁感应强度大小相等Ba、b两点的磁感应强度大小相等Cc点的磁感应强度的值最小Db点的磁感应强度的值最大【解析】通电直导线在c点的磁感应强度方向与B0的方向相反,b、d两点的磁感应强度方向与B0垂直,故b、d两点磁感应强度大小相等,a点的磁感应强度方向与B0同向,由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小A、C项正确【答案】AC9质量为m的通电细杆置于倾
5、角为的导轨上,导轨的宽度为d,杆与导轨间的动摩擦因数为,有垂直于纸面向里的电流通过杆,杆恰好静止于导轨上在如图8125所示的A、B、C、D四个图中,杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()图8125【解析】A中通电细杆所受安培力水平向右,B中安培力竖直向上,这两种情况,即使没有摩擦力,通电细杆也可以静止在导轨上;C中安培力竖直向下,D中安培力水平向左,这两种情况,如果没有摩擦力,通电细杆均不能静止,故C、D中杆所受摩擦力一定不为零【答案】CD10(2011上海高考)如图8126所示,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O,并处于匀强磁场中,当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时
6、,悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度的方向和大小可能为()图8126Az正向, tan By正向,Cz负向, tan D沿悬线向上, sin 【解析】若B沿z轴正方向,导线无法平衡,A错误;若B沿y轴正方向,由左手定则,受力如图:mgILB,所以B,B项正确;若B沿z轴负方向,受力如图,Tsin ILB;Tcos mg,所以Btan ,C项正确;若B沿悬线向上,受力如图,导线无法平衡,D错误【答案】BC三、非选择题(本题共2小题,共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)图812711(15分)半径为r,电流为I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度为B,在圆环下方距圆心a
7、为L的地方水平放置一根电流为I2的无限长直导线MN时,圆环圆心a处的磁感应强度变为零,设圆环平面与长直导线在同一竖直平面内,如图8127所示,求:(1)根据对称性,直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是多少?方向如何?(2)如果把圆环平移到b点,使圆环的圆心与b点重合,则圆环电流与直线电流在b点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少?方向如何?【解析】(1)圆环电流在圆心a处产生的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,加上直导线后,a处的磁感应强度为零,说明,直导线I2在a处产生的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里又因为a、b两点到直导线的距离相等,因此,直导线I2在b点产生
8、的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外(2)当把圆环平移到b点后,圆环在b点产生的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外;与直导线I2在b点产生的磁感应强度合成后,可得:b点的磁感应强度大小为2B,方向垂直纸面向外【答案】(1)B垂直纸面向外(2)2B垂直纸面向外图812812(15分)质量为m、长度为L的导轨棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成角斜向下,如图8128所示,求棒MN受到的支持力和摩擦力【解析】注意棒与磁场方向是垂直的关系,安培力方向既垂直于棒又垂直于磁场,棒MN受力分析如图所示,由平衡条件水平方向:FfFsin 竖直方向:FNFcos mg且FBIL,从而得:FfBILsin ,FNBILcos mg.【答案】FNBILcos mgFfBILsin