高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力一课一练

1.1安培力基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，纸面内一直导线垂直磁感线方向处于该磁场中，当导线中通以图示方向的电流I时，该导线受到的安培力方向为（　　）

A．垂直导线沿纸面向右 B．垂直导线沿纸面向左

C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外

2．如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源．电阻．金属细杆及导轨组成闭合回路．细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图(选项中图)所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（       ）

A． B． C． D．

3．下列说法正确的是

A．牛顿发现了万有引力定律并测出了万有引力常量

B．伽利略开创了以实验事实为根据并有严密逻辑体系的科学研究，奠定了现代科学基础

C．库仑发现的库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑，并且库仑还提出了“电场”的说法

D．安培定则是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则，用的是左手

4．在赤道正上方某处有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是(　　)

A．向南 B．向北 C．竖直向上 D．竖直向下

5．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线当导线中通以由外向内的电流时　　

A．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小

B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力增大

C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大

D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变

6．如图所示，矩形线框abcd与条形磁铁的中轴线位于同一平面内，线框内通有电流I，则线框受磁场力的情况(　　)

A．ab和cd受力，其它二边不受力

B．ab和cd受到的力大小相等方向相反

C．ad和bc受到的力大小相等，方向相反

D．以上说法都不对

7．在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（　　）

A． B．

C． D．

8．如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为，当导线中有电流流过时，磁铁对斜面的压力为，此时弹簧的伸长量减小了，则（　　）

A．，A中电流方向向内

B．，A中电流方向向外

C．，A中电流方向向内

D．，A中电流方向向外

9．如图所示，由相同材料制成的半径为r的圆形硬质线圈 放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直．若通以图示方向的电流，且已知从P端流入的总电流强度为I．则线圈受到的总磁场力的大小为（     ）

A．0 B．BIr C．BIr/2 D．2BIr

10．理论研究表明，无限长通电直导线周围某处磁场的磁感应强度大小，式中k为比例常量，I为电流强度，r为离导线距离。如图所示，有三根完全相同，质量为m，且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点上，a、b、c通过的恒定电流大小分别为、和，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均保持静止状态，则（　　）

A．导线a、b和c通有同方向的恒定电流

B．导线b所受地面支持力的大小为

C．导线a受到的安培力的合力大小是b的2倍

D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为

11．如图所示，为一段半径为R圆弧导线，O点为圆心，夹角，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里。若导线中通有大小为I的电流，则通电导线所受安培力的大小为（　　）

A． B． C． D．

12．如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则下列说法错误的是

A．磁铁对桌面的压力减少

B．磁铁对桌面的压力增大

C．桌面对磁铁没有摩擦力

D．磁铁所受的合力不变

13．如图所示，接有直流电源E的光滑金属导轨水平放置。电阻不可忽略的导体棒ab静止于导轨上，当电键S闭合的瞬间，导体棒（　　）

A．向左移动 B．向右移动

C．上下弹跳 D．保持不动

14．如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（　　）

A．金属棒受到的安培力大小为F=BILsinθ

B．金属棒受到的摩擦力大小为f=BILcosθ

C．若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大

D．若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将增大

15．如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里。A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为（　　）

A．0 B．，方向水平向右

C．，方向水平向左 D．，方向水平向右

二、填空题（共4题）

16．在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________。

17．长为0.2m的导线垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1A的电流时，导线受到的安培力大小为0.8N，则磁场的磁感应强度为________ T，当导线中的电流增大为2A时，导线受到的安培力为________ N。

18．某小组利用如图所示的装置测定磁极间的磁感应强度，在力传感器下端挂一个n匝矩形线圈，将线圈的短边完全置于磁极之间的磁场（可视为匀强磁场）中并使平面与磁极的连线垂直。断开电路，线圈静止时力传感器的读数为F1；接通电路，线圈中的电流强度为I时，力传感器的读数为F2（F2<F1），则线圈所受的安培力F=___________；已知线圈短边的长度为L，则磁极间磁场的磁感应强度B=___________。

19．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的S极位于两导轨的正上方，N极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。

（1）在图中画出连线，完成实验电路；要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向运动。______

（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议:

A．适当减小两导轨间的距离

B．换一根更长的金属棒

C．适当增大金属棒中的电流

其中正确的是____（填入正确选项前的字母）。 

（3）根据磁场会对电流产生作用力的原理,人们发明了____（填入正确选项前的字母）。 

A．回旋加速器                    B．电磁炮                    C．质谱仪

三、综合题（共4题）

20．如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上。当回路中通过电流时，金属杆正好能静止。求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？

21．重为G=0.1N的金属棒ab，放在光滑的平行金属导轨上，如图所示，轨道间距为L=0.5m，所在平面与水平面的夹角为30º,匀强磁场垂直于轨道平面向上，电源电动势E=3V，金属棒电阻R=6Ω，其余电阻不计，若金属棒恰好静止，求：

(1)金属棒所受安培力的方向；

(2)磁感应强度的大小．

22．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L=10cm，M和P之间接入电动势E=1.5V、内阻r=0.1Ω的电源．现垂直于导轨放置一根质量为m=0.1kg，电阻为R=0.2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，方向与水平面夹角为37°且指向右斜上方，ab棒保持静止．求：

（1）ab棒受到的安培力的大小；

（2）ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少．

23．（1）在图中画出点电荷产生的电场中过A点的一条电场线，并标出放在B点的负电荷所受到的电场力方向。

（2）在图（a）、图（b）中，标出了通电导线的电流方向、磁场方向和磁场力方向三个中的两个，请在图中标出第三个方向（导线与磁场方向垂直）。

(a)                                          (b)

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．D

5．B

6．D

7．B

8．A

9．D

10．C

11．B

12．A

13．B

14．C

15．C

16．     6.4×10－2N     0     0.8 T

17．     4     1.6

18．         

19．    

（1）电路连线如图;

（2）根据公式可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理有

则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A错误，C正确；

若换用一根更长的金属棒，但导轨间的距离不变，安培力F不变，棒的质量变大，速度为

速度变小，B错误。故选C。

（3）根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了电磁炮；回旋加速器和质谱仪都是根据带电粒子在磁场中做圆周运动制成的，故选B。

20．，垂直轨道斜面向上

21．（1）沿导轨平面向上（2）0.2T

22．（1）F＝0.5N       （2）FN =0.6N               Ff =0.3N

23．

(1) 负点电荷的电场线是从无穷远到负电荷终止的直线，画出过A点的电场线如图；负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以画出在B点的负点电荷受到的电场力如图．

(2) 图中磁场水平向右，电流向里，则根据左手定则可知，安培力竖直向下；

图中磁场向里，安培力向下，则由左手定则可知，电流方向水平向左；