1、学业分层测评(十六)(建议用时：45分钟)学业达标1关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是()A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直【解析】通电直导线所受磁场力的方向既跟磁场方向垂直又跟电流方向垂直，故只有C选项正确【答案】C2在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为()A向北B向南C向上D向下【解析】导线中的自由电子自西向东沿导线定向移动时，形成的电流自东向西赤道上空地磁场方向由南水平指
2、向北，由左手定则可判断导线受到的安培力方向向下答案为D.【答案】D3在如图所示的四个图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是()【解析】安培力的方向一定与直导线和磁场所决定的平面垂直，A、B均错误，由左手定则可判断C错误，D正确【答案】D4(2016苏州高二检测)如图327所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是() 【导学号：33410118】图327A水平向左B水平向右C竖直向下D竖直向上【解析】
3、先用安培定则判断螺线管的磁场方向在A点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A受到的安培力竖直向上故选D.【答案】D5如图328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()图328A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方向沿纸面向下，大小为(1)ILB【解析】导线段abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知Lad(1)L，故线
4、段abcd所受的合力大小FILadB(1)ILB，导线有效长度的电流方向为ad，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确【答案】A6如图329所示，两根相隔一定距离、相互垂直的异面直导线ab和cd，分别通有方向如图所示的电流，若通电导线ab固定不动，通电导线cd可以自由运动，则通电导线cd的运动情况是()图329A顺时针转动，同时靠近abB顺时针转动，同时远离abC逆时针转动，同时靠近abD逆时针转动，同时远离ab【解析】由安培定则知通电导线ab的磁场在ab之上垂直纸面向外，在ab之下垂直纸面向里，根据左手定则，通电导线cd上半部分所受安培力向右，下半部分所受安培力向左，故cd将
5、顺时针转动因cd顺时针转动，其电流方向趋于和ab的电流方向一致，根据同向电流互相吸引，故cd同时靠近ab.【答案】A7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3210所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看() 【导学号：33410119】图3210A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】C8将长度为20 cm、通有0.1 A
6、电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图3211所示，已知磁感应强度为1 T试求下列各图中导线所受安培力的大小和方向图3211【解析】由公式FIBLsin 得：(1)中F10.(2)中F2IBL0.02 N，方向水平向右(3)中F3IBL0.02 N，方向垂直导线方向斜向左上方(与水平成120角)【答案】(1)0(2)0.02 N，水平向右(3)0.02 N，与水平方向成120角斜向左上方能力提升9(多选)如图3212所示，质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨宽为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为，有电流时，ab恰好在导轨上静止，下图是它的四个侧视图，标出了四种可能的匀强磁场方
7、向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是()图3212【解析】因杆ab静止在导轨上，所受合力为零，若杆ab所受的支持力和磁场对ab的安培力以及杆ab所受的重力的合力为零，或杆ab所受重力与所受安培力的合力为零，则ab杆与导轨之间的摩擦力就为零，对A、B、C、D四个图中杆ab进行受力分析知，选项A、B图中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零【答案】AB10如图3213所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出() 【导学号：33410120】图3213A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉
8、力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大【解析】如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则可知，直导线受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此条形磁铁受向上的作用力故A正确【答案】A11水平放置的光滑金属导轨宽L0.2 m，接有电源电动势E3 V，电源内阻及导轨电阻不计匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B1 T导体棒ab的电阻R6 ，质量m10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间：图3214(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度和方向【解析】(1)闭合S的瞬间，回路中的电流
9、I A0.5 A，ab棒所受安培力F安BIL0.1 N，由左手定则知方向水平向右(2)由牛顿第二定律知a10 m/s2，方向水平向右【答案】(1)0.1 N水平向右(2)10 m/s2方向水平向右12如图3215所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为l，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37角的导轨上，取sin 370.6，cos 370.8，求： 【导学号：33410121】图3215(1)磁场的磁感应强度B；(2)每个圆形导轨对导体棒的支持力大小N.【解析】导体棒的受力如图(自右向左看)因导体棒静止，满足条件tan 37FBIlcos 37由得B，Nmg.【答案】(1)(2)mg