廣東自主招生物理模擬試題：安培力

1、2016年廣東自主招生物理模擬試題:安培力【試題內(nèi)容來自于相關(guān)網(wǎng)站和學(xué)校提供】1：矩形線框abcd固定放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖甲所示。設(shè)t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，則在04s時(shí)間內(nèi)，圖乙中能正確表示線框ab邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象是（規(guī)定ab邊所受的安培力方向向左為正）（     ）。2：(2011。課程標(biāo)準(zhǔn))電磁軌道炮工作原理如圖2 -3 -25所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸，電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流

2、可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場（可視為勻強(qiáng)磁場），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?，F(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是(    )。A、只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B、只將電流I增加至原來的2倍C、只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D、將彈體質(zhì)量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變3：如圖7所示，通電直導(dǎo)線ab位于兩平行導(dǎo)線橫截面MN的連線的中垂線上，當(dāng)平行導(dǎo)線通以同向等值電流時(shí)，以下說法中正確的是（    ） A、ab順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B、ab逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C、

3、a端向外，b端向里旋轉(zhuǎn)D、a端向里，b端向外旋轉(zhuǎn)4：（2015。天津南開中學(xué)質(zhì)檢）如圖所示，和為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距=l m。、間接有一個(gè)電動勢為=6 V、內(nèi)阻=l的電源和一只滑動變阻器。導(dǎo)體棒跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為= 0.2 kg，棒的中心用細(xì)繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量=0.3 kg。棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為=0.5（設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導(dǎo)軌與棒的電阻不計(jì)，取10 m/），勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度=2T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動變阻器連人電路的阻值不可能是(    )A、2B、4    C、5&

4、#160;  D、65：如圖所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線 a和 b中通有大小相同、方向相反的電流， a受到的磁場力大小為 F 1；當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后， a受到的磁場力大小變?yōu)?F 2，則此時(shí) b受到的磁場力大小變?yōu)?) A、 F 2B、 F 1 F 2C、 F 1 F 2D、2 F 1 F 26：如圖所示，質(zhì)量為 ，長為L，通有電流為的導(dǎo)體棒ab靜止在水平導(dǎo)軌上，水平導(dǎo)軌放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，則ab受到的摩擦力大小為_ _，方向?yàn)開     _，受到的支持力為_  

5、60; _。 7：如圖所示，和是一對異名磁極，ab為放在其間的金屬棒。 ab 和cd用導(dǎo)線連成一個(gè)閉合回路。當(dāng)ab棒向左運(yùn)動時(shí)，cd導(dǎo)線受到向下的磁場力。由此可知是    極， a點(diǎn)電勢           （填“大于”或“小于”）b點(diǎn)電勢。 8：（6分）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧下端掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd， bc邊長為l，線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小設(shè)為B，方向與線框平面垂直，在圖中垂直于紙面向里，線框中通以電流I，方向如圖所

6、示。開始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)。令磁場反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B，線框達(dá)到新的平衡。在此過程中線框位移的大小是x，位移的方向_，用此實(shí)驗(yàn)裝置測出B 。 9：如圖所示，導(dǎo)軌水平，間距L1=0.5m，ab桿與導(dǎo)軌左端距離L2=0.8m，由導(dǎo)軌與ab桿構(gòu)成的回路電阻為0.2，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，滑輪下所掛的重物的質(zhì)量m=0.04kg，桿與導(dǎo)軌間摩擦不計(jì)，現(xiàn)使磁場以 =0.2T/s均勻增大，則通過桿的電流為_ _A；當(dāng)t為_s時(shí)，重物剛離開地面（取g=10m/s2） 10：在赤道附近的地磁場可看作是沿南北方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是0.5×10 4T。如果赤道上有

7、一根沿東西方向的直導(dǎo)線，長10m，通有從東向西的電流20A，問地磁場對這根導(dǎo)線的作用力為_,方向?yàn)開.11：如圖所示，abcd為一邊長為l、具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線框， 位于水平面內(nèi)，bc邊中串接有電阻R，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。虛線表示一勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界，它與線框a6邊平行，磁場區(qū)域的寬度為2l，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下。線框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面運(yùn)動，直到通過磁場區(qū)域。已知ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框便變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動，此時(shí)通過電阻R的電流的大小為i 0，試在圖的ix坐標(biāo)系上定性畫出：從導(dǎo)線框剛進(jìn)人磁場到完全離開磁場的過程中，流過電阻R的電流i的大小隨ab邊的位置

8、坐標(biāo)x變化的曲線。 12：一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在固定的光滑圓形導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌平行且間距為L，導(dǎo)軌處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自右向左的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37 o角的導(dǎo)軌上，取sin37 o=0.6，cos37 o=0.8 求：【小題1】磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； 【小題2】每個(gè)圓形導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小F N。13：如圖兩平行導(dǎo)軌相距L=20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m=20g，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向垂直導(dǎo)軌平面豎直向下，桿MN與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為 =0.4。開關(guān)閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器，試求出使MN恰好靜止 時(shí)，電路中電流的范圍為多少？(導(dǎo)軌與水平面

9、夾角 =37°，g=10m/s 2) 14：(10分)如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根光滑足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成 37°角，上端連接阻值為 R2 的電阻。勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0.4 T。質(zhì)量 m0.2 kg、電阻 r1 的金屬棒 ab，以初速度 v 0從導(dǎo)軌底端向上滑行，金屬棒 ab在安培力和一平行于導(dǎo)軌平面的外力 F的共同作用下做勻變速直線運(yùn)動，加速度大小為 a3 m/s 2、方向和初速度方向相反，在金屬棒運(yùn)動過程中，電阻 R消耗的最大功率為1.28 W。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸( g10 m/s 2，si

10、n 37°0.6，cos 37°0.8)。求： (1)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值； (2)金屬棒初速度 v 0的大?。?(3)當(dāng)金屬棒速度的大小為初速度一半時(shí)施加在金屬棒上外力 F的大小和方向。15：15分）如圖所示，一根長為0.1m的通電導(dǎo)線靜止在光滑的斜面上，斜面放在一個(gè)方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線質(zhì)量為0.6kg，電流為1A，斜面傾角為 。求： （1）磁感強(qiáng)度B的大小。 （2）導(dǎo)體棒對斜面的的壓力答案部分1、A01s磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，根據(jù)楞次定律會產(chǎn)生ba方向的電流，據(jù)左手定則ab邊受向左的安培力，又因?yàn)镕=BIL，可知電流隨時(shí)間均勻減小02s磁感應(yīng)強(qiáng)度反向增大，

11、根據(jù)楞次定律會產(chǎn)生ba方向的電流，據(jù)左手定則ab邊受向右的安培力，又因?yàn)镕=BIL，可知電流隨時(shí)間均勻增大03s磁感應(yīng)強(qiáng)度反向減小，根據(jù)楞次定律會產(chǎn)生ab方向的電流，據(jù)左手定則ab邊受向左的安培力，又因?yàn)镕=BIL，可知電流隨時(shí)間均勻減小04s磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，根據(jù)楞次定律會產(chǎn)生ab方向的電流，據(jù)左手定則ab邊受向右的安培力，又因?yàn)镕=BIL，可知電流隨時(shí)間均勻增大故應(yīng)該選A2、B,D導(dǎo)軌間距為d，彈體在安培力作用下做加速運(yùn)動，安培力的大小，安培力為恒力，則由動能定理得，出射速度，又因?yàn)?，所以，B、D正確，A、C誤。 3、C試題分析：首先分析出兩個(gè)平行電流在直線電流ab處產(chǎn)生的磁場情況

12、，如圖所示，兩電流產(chǎn)生的、在直線電流ab上部分的磁感線方向都是從左向右，則ab上部分電流受到的安培力方向垂直紙面向外；ab下部分處的磁感線方向都是從右向左，故ab下部分電流受到的安培力方向垂直紙面向里.所以，導(dǎo)線的a端向外轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線的b端向里轉(zhuǎn)動. 考點(diǎn)：考查磁場方向和左手定則的掌握情況 點(diǎn)評：本題難度中等，關(guān)鍵是能夠畫出a、b兩部分磁場方向，合磁場方向，并能想到用微元法把通電電流分為上下兩部分，再由左手定則判斷上下兩部分所受安培力方向 4、D對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析，由平衡條件可知安培力的范圍-+,得1A2A，即1A2A，得25，可得接人電路的滑動變阻器的阻值可能是A、B、C，不可能是D、選D。

13、5、A試題分析：由題意可知，沒有磁場，根據(jù)牛頓第三定律，兩通電導(dǎo)線之間的作用力等大反向，加上磁場后，由于電流大小相等方向相反，由左手定則知磁場對兩導(dǎo)線的作用力等大反向，所以每根導(dǎo)線受到的合外力大小相等，方向相反。 故選A 考點(diǎn)：磁場對電流的作用 點(diǎn)評：中等難度。本題關(guān)鍵點(diǎn)是每根導(dǎo)線受到的安培力的方向關(guān)系。 6、 BIL ；向右 ； mg 試題分析：在水平方向上：根據(jù)左手定則可得，導(dǎo)體棒ab受到向左的安培力，和靜摩擦力；因?yàn)槠涮幱陟o止?fàn)顟B(tài)，故二力方向相反，靜摩擦力方向向右；安培力和靜摩擦力大小相等，故有 ；在豎直方向上：導(dǎo)體棒受到重力和支持力，等大反向，故支持力 考點(diǎn)：安培力，共點(diǎn)力平衡 7、

14、S；大于 試題分析: 由左手定則可知，cd棒中電流方向是：由c指向d；ab棒中電流方向是：由a指向b，由右手定則可知，ab棒所處位置磁場方向：豎直向上，則是S極，是N極。 ab棒是電源，ab棒中電流由b指向a，則a點(diǎn)電勢高，b點(diǎn)電勢低 考點(diǎn)： 右手定則；左手定則 8、 向下；  試題分析: 解：當(dāng)存在垂直于紙面向里的磁場時(shí)，由左手定則判斷線框所受安培力向上。根據(jù)受力平衡： F 1+nBIL=mg 當(dāng)改為向外的磁場后，線框所受安培力向下,彈簧的彈力變大，線框?qū)⑾蛳乱苿?。根?jù)受力平衡： F 2=mg+nBIL 由胡克定律：x= = 得：B= 考點(diǎn)：安培力；力的合成與分解的運(yùn)用；共點(diǎn)力平衡

15、的條件及其應(yīng)用 9、 0.4     5 通過桿的電流為 ，重物剛離開地面時(shí)，重力與安培力大小相等，即 ，則有 ，因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度均勻增大，所以 ，可得 故答案為：0.4；5 10、 0.01N 向下 F= BIL=0.5×10 4×20×10=0.01N; 由左手定則可知通電導(dǎo)線受力方向向下 11、 由題意，ab邊剛進(jìn)入磁場，線框便勻速運(yùn)動，故在線框勻速運(yùn)動l距離過程中回路電流恒為i0；當(dāng)線框在x=l至x=2l間運(yùn)動時(shí)，回路無磁通量變化，故i=O，但該段距離內(nèi)線框受到的合外力為水平拉力，故框做勻加速運(yùn)動。當(dāng)ab邊出

16、磁場時(shí) (x=2l)，框的速度大于剛進(jìn)磁場時(shí)的速度，cd段切割磁感線產(chǎn)生的電流i>i0。同時(shí)受到的安培力大于F，做減速運(yùn)動。隨著速度的減小，安培力變小，減速運(yùn)動的加速度變小，電流的變化變慢，但cd邊出磁場時(shí)(x=3l)最小速度不能小于進(jìn)磁場時(shí)的速度，故x=3l處回路中電流不能小于i0。 說明：解答此題的關(guān)鍵是線框ab邊在x=l和x=2l間運(yùn)動時(shí)做加速運(yùn)動，故ab邊出磁場時(shí)產(chǎn)生的電流i>io。又F安>F拉，做減速運(yùn)動，i逐漸變小，F(xiàn)安逐漸變小，i的變化率變小，最終cd邊出磁場時(shí)的速度不能小于勻速運(yùn)動的速度，故x=3l時(shí)ii0。因此，當(dāng)x=2l到x=3l區(qū)間，線框中感應(yīng)電流的ix圖線形狀不唯一，可以表示成三種情況。如圖(b)所示。 12、 【小題1】 【小題2】 略 13、 0.14AI0.64A 略 14、 (1)2.4 V(2)6 m/s(3)0.76 N沿導(dǎo)軌平面向上或0.44 N沿導(dǎo)軌平面向上 (1)（2分）當(dāng)電阻 R消耗的功率最大時(shí)，感應(yīng)電動勢最大， 則 I m A0.8 A    E m I m( R r)0.8×(21) V2.4 V. (2)（2分）因?yàn)榧铀俣确较蚺c初速度方向相反，所以在上滑過程中，初速度為最大速度，即 E m Blv 0 則 v 0