1、学业分层测评(二十三)(建议用时：45分钟)1下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()【解析】根据左手定则可以判断，A图中通电直导线的作用力的安培力水平向右，B、C图中的安培力竖直向下，D图的安培力为零故只有选项C正确【答案】C2(多选)图349甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向分布的，线圈中a、b两条导线的长均为L，通有方向如图乙所示的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则() 【导学号：34522170】图349A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将沿顺时针方向转动Da、b导线受到的安培力的大小总为ILB【解析】该磁场为辐
2、射场而不是匀强磁场，线圈平面总与磁场方向平行，A、B均错误；a、b导线均与磁场方向垂直，安培力的大小均为ILB，如图所示中，a导线所受安培力的方向向上，b导线所受安培力的方向向下，线圈将沿顺时针方向转动，故C、D均正确【答案】CD3如图3410所示，水平面内一段通电直导线平行于匀强磁场放置，当导线以左端点为轴在水平平面内转过90时(如图中虚线所示)，导线所受的安培力() 【导学号：34522171】图3410A大小不变B大小由零逐渐增大到最大C大小由零先增大后减小D大小由最大逐渐减小到零【解析】B和I平行时，导线所受安培力为零，当B和I的夹角增大时，F安BILsin ，F安增大，当B和I垂直时
3、，F安最大，选项B正确，A、C、D错误【答案】B4(多选)如图3411(a)所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示在图(b)中() 【导学号：34522172】(a)(b)图3411A当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外【解析】将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则
4、根据左手定则，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，故选项A错误，选项B正确；当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，故选项C正确，选项D错误【答案】BC5如图3412所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是() 【导学号：34522173】图3412A沿纸面逆时针转动B沿纸面顺时针转动Ca端转向纸外，b端转向纸里Da端转向纸里，b端转向纸外【解析】导线上半部分所处的合磁场方向水平向右，下半部分所处的合磁场方向水平向左，由左手定则
5、可判断，导线上半部分受安培力向内，下半部分受安培力向外，故D项正确【答案】D6如图3413所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内某时刻，线圈中通过大小为I的电流，则此线圈所受安培力的大小为() 【导学号：34522174】图3413A.BIB.nBILCnBILD.nBIL【解析】线框的有效长度为LL，故线圈受到的安培力为FnBILnBIL，D正确【答案】D7如图3414所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳
6、中张力变化的情况为()【导学号：34522175】图3414AAB顺时针转动，张力变大BAB逆时针转动，张力变小CAB顺时针转动，张力变小DAB逆时针转动，张力变大【解析】在导线上靠近A、B两端各取一个电流元，A处的电流元所在磁场斜向上穿过导线，根据左手定则，该处导线受力向外，同理B处电流元受安培力向里，所以从上向下看，导线逆时针转动，同时，由于导线转动，所以电流在垂直纸面方向有了投影，对于此有效长度来说，磁感线是向右穿过导线，再根据左手定则可判定导线有向下运动的趋势，故选D.【答案】D8如图3415所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别
7、挂在天平的右臂下方线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()图3415【解析】因为磁场相同，导体中电流大小一样，根据FBIL知，导体的有效长度越大，磁场有微变时产生的安培力变化越大，导致天平失去平衡，图中A对应的有效长度最大【答案】A9如图3416，一段导线段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为() 【导学号：34522176】图3416A方向沿纸面向上，大小为(1)ILB
8、B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，故导线段abcd所受磁场的作用力的合力大小FILabB(1)ILB，导线有效长度的电流方向为ad，根据左手定则可以确定导线所受合力方向沿纸面向上，故A项正确【答案】A10如图3417所示，圆柱体为磁体，磁极在左右两侧，外侧a为一金属圆环，与磁体同轴放置，间隙较小在左侧的N极和金属圆环上各引出一根导线，分别接高压电源的正负极加高压后，磁体和金属环a间的空气会被电离，形成放电电流，若从右侧观察放电电流，下列说法正确的是(
9、) 【导学号：34522177】图3417A放电电流将发生顺时针旋转B放电电流将发生逆时针旋转C放电电流不发生旋转D无法确定放电电流的运动情况【解析】由题可以知道，从右侧观察，磁场向外，电流由高压电源的正极流向负极，根据左手定则，可以判断放电电流将发生顺时针旋转，故选项A正确【答案】A11如图3418所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流I1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t0，B0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)图3418
10、【解析】导线恰要离开斜面时受力情况如右图由平衡条件，得：Fmg/tan 37.而FBIl.B0.4t代入数据解即得：t5 s.【答案】5 s12音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机如图3419是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.图3419(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率【导学号：34522178】【解析】(1)由安培力表达式FBIL可知，线圈所受的安培力FnBIL，由左手定则可判断安培力方向水平向右(2)由功率公式PFv可知，安培力的功率PnBILv.【答案】(1)安培力的大小：nBIL方向：水平向右(2)安培力的功率：nBILv