粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 安培力综合训练题

1.1安培力同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．在磁感应强度B为5×10-3T的匀强磁场中．导线长L为0.4m，电流为1.5A．求导线受到的安培力（ ）

A．

B．

C．

D．

2．下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是

A． B． C． D．

3．两根固定的相互平行的直导线A和B，相距为L，电流方向如图所示。导线C用轻绳悬挂在A、B导线的中间上方，距离为L，三根导线中的电流都为I。下列说法正确的是（　　）

A．从上往下看，导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小

B．从上往下看，导线C逆时针转动，同时绳子的张力变小

C．当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为

D．当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受磁场作用力大小之比为

4．如图所示，一根通电直导线用细线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流方向由M向N，此时细线所受拉力不为零，则下列做法中不能使细线的拉力变为零的是（   ）

A．不改变电流方向，适当增加电流大小

B．使电流反向，且适当减小电流

C．保持原来电流不变，适当增加磁感应强度大小

D．使原来的磁场和电流都反向，且适当增加电流的大小

5．如图所示，半径为的虚线圆上有一弦AB，弦长为，C为弦AB的垂直平分线与圆右侧的交点，现给ABC三点放置三个长度均为、方向与纸面垂直的直线电流，电流的大小相等，AB方向相同，B与C相反．已知直线电流在周围产生磁场的磁感应强度的表达式为，其中为常数，为电流，为空间某点到直线电流的距离．若A对B的磁场力大小为,则（   ）

A．B对C的磁场力大小为

B．A对C的磁场力大小为

C．C所受到的磁场力大小为

D．C所受到的磁场力大小为

6．如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是（　　）

A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右

7．如图所示，一根放在匀强磁场里的通电直导线，电流的方向水平向右，匀强磁场的方向垂直纸面向里，直导线受到的安培力的方向是（　　）

A．向上

B．向下

C．向左

D．向右

8．如图所示是磁场中某区域的磁感线的分布情况， 则下列判断正确的是（　　）

A．a、b 两处的磁感应强度大小不等， Ba> Bb

B．a、b 两处的磁感应强度大小不等， Ba< Bb

C．同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大

D．同一通电导线放在 b 处受力一定比放在 a 处受力大

9．如图所示，三条长直导线、、都通以垂直纸面方向的电流，其中、两根导线中电流方向垂直纸面向外。点在、连线上，与、、三条导线距离相等，且。现在点垂直纸面放置一小段通电导线，电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如图所示。则可以判断（　　）

A．点处的磁感应强度的方向与相同

B．长导线中的电流方向垂直纸面向内

C．长导线中电流小于中电流

D．长导线中电流小于中电流

10．如图所示，单匝线圈abcd置于磁感应强度为B的匀强磁场中．ab边长为L，与磁场方向垂直，线圈中的电流为I，则ab边所受安培力的大小为

A．0

B．BIL

C．

D．

11．两根平行放置的长直导线a和b，通有大小和方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小为F2（F2<F1），则此时b受到的磁场力大小为（　　）

A．F2 B．F1－F2

C．F1＋F2 D．2F1－F2

12．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。下列说法中正确的是（　　）

A．线圈受到的安培力大小为BIl

B．线圈受到的安培力方向水平指向纸内

C．若发现右盘向上翘起，则应减小线圈中的电流

D．若把电流大小不变而方向反向，线圈仍保持平衡状态

13．如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直纸向里，一长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，垂直置于匀强磁场中。当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力为（　　）

A．方向向下 B．方向向右

C．大小为BIL D．大小为

14．粗细均匀的导体棒ab悬挂在两根相同的轻质弹簧下，ab恰好在水平位置，如图所示，已知ab的质量m=2g，ab的长度L=20 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.1 T，电池的电动势为12 V，电路总电阻为12 Ω，当开关闭合时（　　）

A．导体棒ab所受的安培力方向竖直向上

B．能使两根弹簧恰好处于自然状态

C．导体棒ab所受的安培力大小为0.02 N

D．若系统重新平衡后，两弹簧的伸长量均与闭合开关前相比改变了0.5 cm，则弹簧的劲度系数为5 N/m

15．如图所示，质量为、长度为的导体棒的电阻为，初始时，导体棒静止于水平轨道上，电源的电动势为、内阻为。匀强磁场的磁感应强度大小为，其方向斜向上与轨道平面成角且垂直于导体棒开关闭合后，导体棒仍静止，则导体棒所受摩擦力的大小和方向分别为（　　）

A．，方向向左 B．，方向向右

C．，方向向左 D．，方向向右

二、填空题（共4题）

16．如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。

（1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______；

（2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取）

17．如图所示，有一个10匝的矩形线圈，它的ab边的长度为10cm，处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里．线圈通以如图所示方向的电流时，天平平衡，电流大小为0.1A．若将电流反向，需在右盘增加2g砝码方可使天平恢复平衡．则磁场的磁感强度大小为________ T．(g取10m/s2)

18．用如图等臂天平可测量磁感应强度B，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为L，共N匝。虚线框中匀强磁场垂直于纸面，线圈通以图示方向的电流I时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，从左盘中移动质量为m的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知磁场的方向垂直纸面向_______，磁感应强度大小B=___________。（已知重力加速度g）

19．如图所示为电流天平, 可以用来测量匀强磁场的磁感应强度, 它的右臂挂着矩形线圈, 匝数为n, 线圈的水平边长为L, 处于匀强磁场内, 磁感应强度B的方向与线圈平面垂直. 当线圈中通过电流I时, 调节砝码使两臂达到平衡. 然后使电流反向, 大小不变. 这时需要在左盘中增加质量为m的砝码, 才能使两臂重新平衡. 导出计算B的表达式B = ________; 若n = 10, L = 10 cm, I = 0.10 A, m = 8.8 g，取g = 10m/s2, 则B = ________.

三、综合题（共4题）

20．如图所示U形平行金属导轨与水平面成37°角，金属杆ab横跨放在导轨上，其有效长度L为0.5m，质量m为0.2kg，与导轨间的动摩擦因数为0.5，空间存在竖直向上的磁感应强度B为2T的匀强磁场，要使ab杆在导轨上保持静止，则ab杆中的电流的最大值不能超过多大？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

21．如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有电动势E=3V内阻r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω时，导体棒恰好刚要向上滑动，假定滑动摩擦力等于最大静摩擦力，金属导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）ab棒受到的安培力；

（2）ab棒与导轨的动摩擦因数μ。

22．如图所示，金属杆的质量为m，长为l，通过的电流为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为θ角斜向上，结果静止于水平导轨上。求：

(1)金属杆受到的摩擦力；

(2)金属杆对导轨的压力。

23．在图中画出或说明图中所示情形下通电导线I所受磁场力的方向

参考答案：

1．A

2．A

3．D

4．B

5．C

6．A

7．A

8．A

9．C

10．B

11．D

12．C

13．C

14．C

15．A

16．          1

17．0.1

18．     里    

19．          0.44 T

20．

21．（1）0.4N；（2）0.5

22．(1) f = BIlsinθ，(2) FN = mg - BIlcosθ

23．