1.1安培力及其應用 同步過關(guān)練（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁1.1安培力及其應用同步過關(guān)練（含解析）一、單選題1．如圖所示，垂直穿過紙面的三根導線a，b和c分別位于等邊三角形的三個頂點，通有大小為I、I和的恒定電流，方向如圖。導線c所受安培力的方向（）A．與邊平行，豎直向上 B．與邊平行，豎直向下C．與邊垂直，指向左邊 D．與邊垂直，指向右邊2．如圖所示，光滑斜面上放置一根垂直于紙面且通有恒定電流的導體棒，空間有垂直斜面向上的勻強磁場，導體棒處于靜止狀態(tài)，則關(guān)于導體棒電流方向及所受安培力方向，下列說法正確的是（）A．所受安培力方向豎直向上 B．所受安培力方向水平向左C．電流方向垂直于紙面向外 D．電流方向垂直于紙面向里3．如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導體棒，導體棒中電流為I。要使導體棒靜止在斜面上，需要外加豎直向下的勻強磁場的磁感應強度B為（）A． B． C． D．4．如圖所示，水平面上固定著傾角為θ的導體軌道，直流電源、保護電阻、質(zhì)量為m的導體棒ab和導體軌道構(gòu)成閉合回路，棒ab處于靜止狀態(tài)，整個裝置處于勻強磁場中。下面判斷正確的是（）A．若磁場方向豎直向上，導體棒與導軌間必有摩擦力B．若磁場方向水平向左，導體棒與導軌間必有摩擦力C．若磁場方向水平向右，導體棒與導軌間必有摩擦力D．若磁場方向豎直向下，導體棒與導軌間未必有摩擦力5．如圖所示，有兩根用超導材料制成的長直平行細導線、，分別通以和方向相同的電流，兩導線構(gòu)成的平面內(nèi)有一點，到兩導線的距離相等。下列說法正確的是（）A．導線受到的安培力為導線所受安培力的1.25倍B．兩導線所受的安培力大小相等，表現(xiàn)為相互排斥的作用C．移走導線前后，點的磁感應強度方向不變D．在離兩導線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，不存在磁感應強度為零的位置6．如圖所示，通電導線在紙面內(nèi)由Ⅰ位置繞垂直紙面的固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，其他條件不變，該導線所受安培力大小()A．變大 B．變小C．不變 D．不能確定7．一根長為0.2m、通有2A電流的通電導線放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，則其受到的安培力的大小可能是（）A．0.5N B．0.4N C．0.3N D．0.1N8．如圖所示，三根通電長直導線a、b、c平行水平放置，它們的橫截面恰位于直角三角形的三個頂點，∠a=60°，∠c=90°，導線a、b固定，導線a中通有方向垂直紙面向里、大小為I的恒定電流時，自由的通電長直導線c恰處于靜止狀態(tài)。已知通電長直導線在距導線r處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B=k（k為常數(shù)，I為通電長直導線中的電流大?。?，則導線b中電流的大小和方向為（）A．電流大小為I，方向垂直紙面向里 B．電流大小為I，方向垂直紙面向里C．電流大小為I，方向垂直紙面向外 D．電流大小為I，方向垂直紙面向外9．如圖所示，將一段裸銅導線彎成心形，A端與電池正極接觸，P、Q端與負極相連的小磁鐵良好接觸．下列說法正確的是（）A．僅根據(jù)裸銅線的轉(zhuǎn)動方向和電池的正負極就能判斷小磁鐵的N、S極B．從上向下看，裸銅導線在安培力作用下一定逆時針轉(zhuǎn)動C．如果磁鐵吸附在電池負極的磁極調(diào)換一下，心形線框轉(zhuǎn)動的方向不變D．電池的輸出功率等于線圈轉(zhuǎn)動的機械功率10．如圖所示，兩個完全相同的閉合導線環(huán)掛在光滑絕緣的水平橫桿上，當導線環(huán)中通有同向電流時，兩導線環(huán)的運動情況是（

）A．互相吸引，電流大的環(huán)其加速度也大B．互相排斥，電流小的環(huán)其加速度較大C．互相吸引，兩環(huán)加速度大小相同D．互相排斥，兩環(huán)加速度大小相同11．如圖所示，導體棒ab置于水平導軌上，導軌間距為L，整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導體棒，且與導軌平面夾角為。已知回路中電流為I，導體棒處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）A．導體棒ab與導軌之間一定有摩擦力B．僅增大電流，導體棒ab可能從導軌上飛起C．無論磁感應強度B大小為多少，導體棒ab始終保持靜止D．將調(diào)整為90°，保持磁感應強度B大小不變，導體棒ab受到的安培力變大12．如圖甲所示為某磁電式電流表的原理圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，如圖乙所示，一邊長為L的正方形線圈處在磁場中，線圈a、b邊所在的位置磁感應強度的大小都為B。當通有大小為I、方向如圖乙的電流時，下列說法正確的是（）A．由于線圈a、b邊所在的位置磁感應強度的大小都為B，則該磁場為勻強磁場B．穿過正方形線圈的磁通量大小為BL2C．正方形線圈的左邊導線受到大小為BIL、方向向上的安培力D．正方形線圈的右邊導線受到大小為BIL、方向向上的安培力二、多選題13．如圖所示，一定質(zhì)量的通電導體棒ab置于傾角為θ的粗糙導軌上，在圖所加各種大小相同方向不同的勻強磁場中，導體棒ab均靜止，則下列判斷正確的是（）A．四種情況導體受到的安培力大小相等B．A中導體棒ab與導軌間摩擦力可能為零C．B中導體棒ab可能是二力平衡D．C、D中導體棒ab與導軌間摩擦力可能為零14．如圖所示，一根質(zhì)量為m、長為L的通電導線用兩根等長的絕緣細線水平地懸吊在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，電流I方向M指向N，此時單根細線上的拉力大小為。若磁場的方向變?yōu)樨Q直向下，導線的電流大小、方向不變，磁感應強度大小也不變。導線靜止后，單根細線上的拉力大小變?yōu)?。不計空氣阻力，重力加速度為g。若，則下列說法正確的是（）A．導線所受安培力始終不變B．C．D．若磁場由垂直紙面向里變?yōu)樨Q直向上，導線靜止后單根細線拉力為15．航空母艦艦載機在起飛的過程中，僅靠自身發(fā)動機噴氣不足以在飛行甲板上達到起飛速度，如果安裝輔助起飛的電磁彈射系統(tǒng)（如圖甲所示）就能達到起飛速度．電磁彈射系統(tǒng)的一種設計可簡化為乙圖所示，圖中是光滑平行金屬直導軌（電阻忽略不計），是電磁彈射車，回路中電流恒定，且可當長直導線處理．該電流產(chǎn)生的磁場對彈射車施加力的作用，從而帶動艦載機由靜止開始向右加速起飛，不計空氣阻力，關(guān)于該系統(tǒng)，下列說法正確的是（）A．間的磁場是勻強磁場B．彈射車的速度與運動的時間成正比C．彈射車所受的安培力與電流的大小成正比D．若回路中通以交變電流，彈射車也能正常加速三、解答題16．如圖所示，將一根長為L=0.5m的直導線垂直于磁感線方向放入水平勻強磁場中，當導線通過2A的電流時，導線受到的磁場力為。（1）求勻強磁場的磁感應強度B的大小。（2）若該導線中通以3A的電流，試求此時導線所受磁場力的大小。17．如圖所示，U形平行金屬導軌與水平面成37°角，金屬桿ab橫跨放在導軌上，其有效長度為0.5m，質(zhì)量為0.2kg，與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.1?？臻g存在豎直向上的磁感應強度為2T的勻強磁場。要使ab桿在導軌上保持靜止，則ab中的電流大小應在什么范圍？(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案1．C【解析】【詳解】同向電流相互吸引，則ab對c都是吸引力且大小相等，則導線c所受安培力的方向垂直ab邊指向左邊。故選C。2．C【解析】【詳解】根據(jù)左手定則，安培力方向沿斜面方向，因?qū)w棒處于平衡狀態(tài)，則安培力方向只能是沿斜面向上，由左手定則可知電流方向垂直于紙面向外。故選C。3．A【解析】【詳解】當磁場方向豎直向下時，有共點力平衡可知解得故選A。4．C【解析】【詳解】四個選項描述的磁場情形對應導體棒所受的重力、支持力、安培力如圖甲、乙、丙、丁所示A．如圖甲所示，當磁場方向豎直向上時，導體棒受到的安培力水平向右，導體棒還受重力及導軌的支持力，在沒有摩擦力的情況下有可能平衡，當時，無摩擦力，故A錯誤；B．如圖乙所示，當磁場方向水平向左時，導體棒受到的安培力豎直向上，若安培力恰好等于重力，沒有導軌的支持力及摩擦力也可以平衡，故B錯誤：C．如圖丙所示，當磁場水平向右時，導體棒受到的安培力豎直向下，導體棒還受重力及導軌的支持力，若沒有摩擦力，不可能處于平衡狀態(tài)，則導體棒與導軌間一定存在摩擦力，故C正確；D．如圖丁所示，當磁場方向豎直向下時，導體棒受到的安培力水平向左，導體棒還受重力及導軌的支持力，若沒有摩擦力，不可能處于平衡狀態(tài)，則導體棒與導軌間一定存在摩擦力，故D錯誤。故選C。5．D【解析】【詳解】AB．兩導線受到的安培力是相互作用力，所以大小相等，同向電流時，根據(jù)安培定則和左手定則判斷可知，兩導線表現(xiàn)為相互吸引的作用，故AB錯誤；C．根據(jù)安培定則，a、b中的電流在p點產(chǎn)生的磁場感應強度方向相反，移走導線b前，b的電流較大，則p點磁場方向與b產(chǎn)生磁場方向相同，垂直紙面向里，移走b后，導線a在p點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，故C錯誤；D．因直線電流產(chǎn)生的磁場的磁感線是以直線電流為圓心的同心圓，故在離兩導線所在的平面有一定距離的有限空間內(nèi)，兩導線在任意點產(chǎn)生的磁場方向均不在同一條直線上，故不存在磁感應強度為零的位置，故D正確。故選D。6．C【解析】【詳解】通電導線由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，導線仍然與磁場垂直，故安培力大小不變，故C正確，ABD錯誤。故選C。7．D【解析】【詳解】直導線受到的磁場的最大安培力為F=BIL=0.5×2×0.2N=0.2N則導線受到的安培力大小可能是0.1N。故選D。8．A【解析】【詳解】根據(jù)電流方向相同相吸引、相反相排斥可得c的受力情況如圖所示：根據(jù)幾何關(guān)系可得b對c的作用力為Fb=Fatan30°根據(jù)安培力的計算公式可得F=BIL設b中的電流為I′，bc距離為L，則ac的距離為L，則有解得I′=I方向向里。A正確、BCD錯誤。故選A。9．A【解析】【詳解】A．已知電池的正負極就知道裸銅線的電流方向，在明確裸銅線的轉(zhuǎn)動方向即受力方向，根據(jù)左手定則，就能判斷出磁場的方向，即能判斷小磁鐵的N、S極，A正確；B．裸銅導線的上下兩條邊受到安培力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動的，因為不清楚磁場的方向，根據(jù)左手定則不能判斷出一定逆時針轉(zhuǎn)動，B錯誤；C．如果磁鐵吸附在電池負極的磁極調(diào)換一下，磁場方向相反，根據(jù)左手定則，安培力方向也會相反，心形線框的方向也應該改變，C錯誤；D．電池輸出的電功率一部分用來用于線框的發(fā)熱功率，一部分提供線框轉(zhuǎn)動的機械功率，所以電池輸出的電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機械功率，D錯誤。故選A。10．C【解析】同向電流相互吸引，異向電流相互排斥，知兩線圈的運動情況是相互靠近。由牛頓第二、三定律可知兩環(huán)加速度大小相同。故選C。11．A【解析】【詳解】ABC．導體棒受力如下圖所示因B與水平方向夾角為，而根據(jù)左手定則B與垂直，由幾何關(guān)系易知與豎直方向夾角為，可得若I或B逐漸增大，逐漸增大，對導軌的壓力逐漸增大，增大到一定值，導體棒會相對導軌向右滑動，但不可能飛起離開導軌，故A正確，BC錯誤；D．將調(diào)整為90°，保持磁感應強度B大小不變，導體棒ab受到的安培力大小不變，故D錯誤。故選A。12．C【解析】【詳解】A.線圈a、b邊所在的位置磁感應強度的大小都為B，但不同位置處磁感應強度的方向不同，則該磁場不是勻強磁場，A錯誤；B.由題圖乙可知，穿過正方形線圈的磁通量大小為零，B錯誤；C.正方形線圈的左邊導線受到的安培力大小為BIL，由左手定則可知方向向上，C正確；D.正方形線圈的右邊導線受到大小為BIL、方向向下的安培力，D錯誤。故選C。13．ABC【解析】A．導體棒受到的安培力F=BIL因B大小相同，電流相同，故受到的安培力大小相等，故A正確；B．A圖中，導體棒受豎直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力，若三個力平衡，則不受摩擦力，故B正確；C．B圖中，導體棒受豎直向下的重力、豎直向上的安培力，若重力與安培力相等，則二力平衡，故C正確；D．C圖中，導體棒受重力、豎直向下的安培力、支持力，要想處于平衡狀態(tài)，一定受摩擦力；D圖中，導體棒受重力、水平向左的安培力、支持力，要想處于平衡狀態(tài)，一定受摩擦力，故D錯誤。故選ABC。14．CD【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則，導線所受安培力方向發(fā)生了變化，故A錯誤；BC．開始時受力分析知磁場變?yōu)樨Q直向下后受力分析知計算得故B錯誤；C正確；D．磁場豎直向上和磁場豎直向下，單根細線拉力大小沒有變化，仍為故D正確；故選CD。15．BD【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，MN、PQ間有豎直向上的磁場，且通電直導線產(chǎn)生的磁場為環(huán)形磁場，離導線越遠磁場越弱，故不是勻強磁場，故A錯誤；B．沿導軌方向磁場不變，且回路PBAM中電流恒定，導軌間距不變，由可知，安培力大小不變，由牛頓第二定律可知，加速度不變，由可知彈射車的速度與運動的時間成正比，故B正確；C．安培力當電流增大時，磁感應強度也增大，故彈射車所受的安培力與電流的大小不是正比關(guān)系，故C錯誤；D．根據(jù)右手螺旋法則可知電流方向沿回路PBAM時，導軌之間產(chǎn)生豎直向上的磁場，結(jié)合左手定則可知電磁彈射車所受安培力方向向右；當電流方向沿回路MABP時，根據(jù)右手螺旋法則導軌之間產(chǎn)生豎直向下的磁場，結(jié)合左手定則可知電磁彈射車所受安培力方向依然向右，故電流的變化不改變電磁彈射車所受安培力的方向，即若回路中通以交