新教材2025版高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)2安培力的應(yīng)用教科版選擇性必修第二冊(cè)

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)2安培力的應(yīng)用A組合格性考試練1．如圖為一由干電池、銅線圈和釹磁鐵組成的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)，此裝置中的銅線圈能從靜止起先繞虛線OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，那么()A．若磁鐵上方為N極，從上往下看，線圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．若磁鐵上方為S極，從上往下看，線圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C．線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的動(dòng)能D．線圈加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的動(dòng)能2．發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的獨(dú)創(chuàng)使人類(lèi)步入電氣化時(shí)代，其中電動(dòng)機(jī)工作依據(jù)的物理原理是()A．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用B．磁鐵間的相互作用C．電磁感應(yīng)原理D．庫(kù)侖定律3．電流計(jì)等磁電式電表是利用永久磁鐵對(duì)通電線圈的作用原理制成的，其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高．構(gòu)造如圖甲所示，圓柱形鐵芯固定于U形磁鐵兩極間，其中磁場(chǎng)是勻稱(chēng)輻向分布，鐵芯外面套有纏圍著線圈并可轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有指針和游絲(又稱(chēng)螺旋彈簧).下列說(shuō)法中正確的是()A．圖乙中當(dāng)線圈通以如圖所示電流，圖中指針往左偏B．線圈中電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度也越大C．極靴和鐵質(zhì)圓柱之間磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)D．線圈無(wú)論轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，所以線圈不受安培力4．某磁電式電流表結(jié)構(gòu)如圖甲所示，矩形線圈匝數(shù)為n，長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為l.矩形線圈放在勻稱(chēng)輻射狀磁場(chǎng)中如圖乙所示，兩條長(zhǎng)邊經(jīng)過(guò)的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.當(dāng)線圈長(zhǎng)邊中電流為I時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ，則當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為2θ時(shí)，線圈一側(cè)長(zhǎng)邊受到的安培力大小為()A．2nBIlB．nBIlC．2BIlD．BIl5.如圖所示，O為圓心，KN、LM是半徑分別為ON、OM的同心圓弧，在O處垂直紙面有一載流直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面對(duì)外，用一根導(dǎo)線圍成如圖KLMN所示的回路，當(dāng)回路中沿圖示方向通過(guò)電流時(shí)(電源未在圖中畫(huà)出)，回路()A．將向左平動(dòng)B．將向右平動(dòng)C．將在紙面內(nèi)繞通過(guò)O點(diǎn)并垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．KL邊受到垂直紙面對(duì)外的力，MN邊受到垂直紙面對(duì)里的力6．如圖所示，在條形磁體S極旁邊懸掛一個(gè)線圈，線圈與水平磁體位于同一平面內(nèi)．當(dāng)線圈中電流沿圖示方向流淌時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)()A．線圈向磁體平移B．線圈遠(yuǎn)離磁體平移C．從上往下看，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁體D．從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁體7．如圖所示，水平桌面上有一根條形磁鐵，把一根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線固定在條形磁鐵的右上方，若在導(dǎo)線中通以如圖所示方向的電流，則條形磁鐵受到水平桌面給它的摩擦力方向應(yīng)當(dāng)是()A．無(wú)摩擦力B．水平向左C．水平向右D．無(wú)法確定摩擦力方向8．(多選)我國(guó)第一艘導(dǎo)電磁推動(dòng)船HEMS-1的原理如圖所示，強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直，在垂直于船身方向兩邊安裝正負(fù)電極，電極都在海水里．當(dāng)電源接通時(shí)海水中產(chǎn)生垂直于船體方向的強(qiáng)電流，推動(dòng)船體運(yùn)動(dòng)，假如磁感應(yīng)強(qiáng)度為5T(看作勻強(qiáng)磁場(chǎng))，水通道寬0.5m，產(chǎn)生的推力為50N，則下圖中船的運(yùn)動(dòng)方向和船上蓄電池中的電流分別為()A．船向左運(yùn)動(dòng)B．船向右運(yùn)動(dòng)C．蓄電池中的電流為20AD．蓄電池中的電流為10A9．如圖所示為電磁軌道炮的工作原理圖．質(zhì)量為m＝4.0g的待放射彈體與水平軌道保持良好接觸，并可在寬為d＝4m，長(zhǎng)L＝50m的兩平行軌道之間無(wú)摩擦滑動(dòng)．電流I＝20A從一條軌道流入，通過(guò)彈體流回另一條軌道，用這種裝置可以把彈體加速到5km/s.下列有關(guān)軌道間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和磁場(chǎng)力的最大功率分別是()A．B＝12.5T，Pm＝5×106WB．B＝12.5T，Pm＝2.5×106WC．B＝25T，Pm＝5×106WD．B＝25T，Pm＝2.5×106W10.如圖所示，兩個(gè)完全相同、所在平面相互垂直的導(dǎo)體圓環(huán)P、Q中間用絕緣細(xì)線連接，通過(guò)另一絕緣細(xì)線懸掛在天花板上，當(dāng)P、Q中同時(shí)通有圖示方向的恒定電流時(shí)，關(guān)于兩線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看)以及細(xì)線中張力的改變，下列說(shuō)法正確的是()A．P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P與天花板連接的細(xì)線張力不變B．P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩細(xì)線張力均不變C.P、Q均不動(dòng)，P與天花板連接的細(xì)線和與Q連接的細(xì)線張力均增大D．P不動(dòng)，Q逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)P、Q間細(xì)線張力不變B組選擇性考試練11.(多選)如圖甲為試驗(yàn)室里某型號(hào)磁電式電流表結(jié)構(gòu)．矩形線圈匝數(shù)為n，電阻為R.矩形線圈處在勻稱(chēng)輻射狀磁場(chǎng)中，如圖乙所示，線圈左右兩邊所在之處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.若線圈受到的安培力和螺旋彈簧的彈力達(dá)到平衡時(shí)，指針達(dá)到穩(wěn)定．下列說(shuō)法正確的是()A．如圖甲所示，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)鋁框的磁通量削減B．在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)，線圈所受安培力大小與電流大小有關(guān)，而與所處位置無(wú)關(guān)C．通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度就越大D．更換勁度系數(shù)更小的螺旋彈簧，可以減小電流表的靈敏度(靈敏度即eq\f(Δθ,ΔI))12.如圖所示，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為d，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面夾角為α，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直．電源電動(dòng)勢(shì)為E，定值電阻為R，其余部分電阻不計(jì)．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？13．我國(guó)電磁炮放射技術(shù)世界領(lǐng)先，圖為一款小型電磁炮的原理圖，已知水平軌道寬d＝2m，長(zhǎng)l＝100m，通以恒定電流I＝1×104A，軌道間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝10T，炮彈的質(zhì)量m＝10kg，不計(jì)電磁感應(yīng)帶來(lái)的影響．(1)若不計(jì)軌道摩擦和空氣阻力，求電磁炮彈離開(kāi)軌道時(shí)的速度大?。?2)事實(shí)上炮彈在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到空氣阻力和摩擦阻力，若其受到的阻力與速度的關(guān)系為f＝kv2，其中k為阻力系數(shù)，炮彈離開(kāi)軌道前做勻速運(yùn)動(dòng)，炮彈離開(kāi)軌道時(shí)的速度大小為v′＝500m/s，求阻力系數(shù)k的大?。n時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)2安培力的應(yīng)用1．解析：若磁鐵上方為N極，線圈左邊的電流是向下的，磁場(chǎng)是向左的，依據(jù)左手定則可知安培力是向內(nèi)的，同理，線圈右邊的電流也是向下的，磁場(chǎng)是向右的，依據(jù)左手定則可知安培力是向外的，故從上往下看，線圈將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，A正確；若磁鐵上方為S極，依據(jù)A項(xiàng)的分析，易知，從上往下看，線圈將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤；線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為線圈的動(dòng)能和電路的焦耳熱，C錯(cuò)誤；線圈加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為線圈的動(dòng)能和電路的焦耳熱，D錯(cuò)誤．答案：A2．解析：電動(dòng)機(jī)依據(jù)的原理是磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生的力的作用帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，A正確．答案：A3．解析：依據(jù)左手定則可知，圖乙中當(dāng)線圈通以如圖所示電流，a所受安培力向上，b所受安培力向下，則圖中指針往右偏，A錯(cuò)誤；線圈中電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度也越大，B正確；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線平行，而極靴和鐵質(zhì)圓柱之間磁感線呈輻向分布，不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，C錯(cuò)誤；線圈平面跟磁感線平行，但導(dǎo)線a、b中電流的方向與磁場(chǎng)方向垂直，所以受安培力，D錯(cuò)誤．答案：B4．解析：磁電式電流表偏轉(zhuǎn)角度與通電電流成正比，當(dāng)線圈長(zhǎng)邊中電流為I時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為θ，則當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度為2θ時(shí)，線圈長(zhǎng)邊中電流為2I，依據(jù)安培力公式可得，線圈一側(cè)長(zhǎng)邊受到的安培力大小為F＝2nBIl，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．答案：A5．解析：因?yàn)橥娭睂?dǎo)線的磁感線是以O(shè)為圓心的一組同心圓，磁感線與KN邊、LM邊平行，所以KN邊、LM邊均不受力．依據(jù)左手定則可得，KL邊受到垂直紙面對(duì)外的力，MN邊受到垂直紙面對(duì)里的力，D正確．答案：D6．解析：解法一：電流元法結(jié)合特別位置法和等效法線圈所在處的磁場(chǎng)向左，由左手定則可知線圈左側(cè)受力向外，右側(cè)受力向里，所以從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過(guò)90°后將環(huán)形電流等效成小磁針，由安培定則知其N(xiāo)極向左，與條形磁體的關(guān)系為異名磁極相對(duì)，所以相互吸引．解法二：等效法將環(huán)形電流等效成小磁針，由安培定則知其N(xiāo)極向里，受到條形磁體作用后其N(xiāo)極要指向左側(cè)且相互靠近．答案：D7．解析：以導(dǎo)線為探討對(duì)象，由左手定則推斷可知導(dǎo)線所受安培力方向斜向右上方，依據(jù)牛頓第三定律可知，導(dǎo)線對(duì)磁鐵的安培力方向斜向左下方，磁鐵有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，受到向右的摩擦力，C正確．答案：C8．解析：由左手定則可推斷出水流受向左的安培力，向左運(yùn)動(dòng)，依據(jù)牛頓第三定律可知船受力向右，由F＝BIL得I＝eq\f(F,BL)＝20A，B、C正確．答案：BC9．解析：m＝4.0g＝0.004kg，通電彈體在磁場(chǎng)中受安培力的作用而加速，由功能關(guān)系得BIdL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m))，代入數(shù)值解得B＝12.5T；當(dāng)速度最大時(shí)磁場(chǎng)力的功率也最大，即Pm＝BIdvm，代入數(shù)值得Pm＝5×106W，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A10．解析：依據(jù)安培定則，P內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于紙面對(duì)外，Q內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向右，依據(jù)同名磁極相互排斥的特點(diǎn)，P將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，Q將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)后最靠近的兩點(diǎn)處的電流方向相同，所以?xún)蓚€(gè)線圈相互吸引，P、Q間細(xì)線張力減小，整體分析受力知P與天花板連接的細(xì)線張力始終等于二者重力，不變，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A11．解析：如圖甲所示，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)鋁框的磁感線條數(shù)增多，磁通量增加，A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)是勻稱(chēng)輻射分布的，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，又線圈左右兩邊所在之處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均相等，依據(jù)安培力的大小F＝BIL可知線圈所受安培力大小與電流大小有關(guān)，而與所處位置無(wú)關(guān)，線圈中的電流越大，線圈受到的安培力越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，B、C正確；更換勁度系數(shù)更小的螺旋彈簧，電流改變量相等時(shí)，安培力改變量相等，但轉(zhuǎn)動(dòng)角度改變量增大，故靈敏度增大，D錯(cuò)誤．答案：BC12．解析：畫(huà)出導(dǎo)體棒ab受力的截面圖，如圖所示．導(dǎo)體棒ab所受安培力F＝BId，由牛頓其次定律得Fsinα＝ma，由歐姆定律知，導(dǎo)體棒ab中的電流I＝eq\f(E,R)，解得a＝eq\f(BEdsinα,mR).答案：eq\f(BEd