高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 安培力及其应用综合训练题

1.1安培力及其应用同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，金属棒放置在倾角为θ的斜面上，其中通有垂直纸面向里的恒定电流，匀强磁场磁感应强度大小为B，方向垂直斜面向上。保持磁感应强度的大小不变，但方向沿顺时针在纸面内缓慢转过θ角，在此过程中金属棒始终处于静止状态。若导轨和金属棒均不光滑，则（     ）

A．金属棒受到的安培力一定减小

B．金属棒受到的摩擦力一定增大

C．金属棒受到的弹力一定减小

D．斜面对金属棒的作用力一定增大

2．如图所示，两根竖直放置的长直导线中通有相同的电流，导线附近有、、三点，三点均处于同一水平线上，到、的距离相等，且两根导线分别过和的中点，下列说法正确的是（　　）

A．两长直导线相互吸引

B．在、、三点中，点的磁感应强度最大

C．点的磁感应强度与点的磁感应强度相同

D．若两导线中的电流大小相等、方向相反，则点的磁感应强度为0

3．如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数，在安培力的作用下，金属棒以的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与水平方向成

A． B． C． D．

4．如图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，已知导体棒AB受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的合力大小为（　　）

A． B． C． D．

5．在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN。现从t=0时刻起，金属棒中的电流与时间成正比，即I=kt（其中k为常量），方向如图所示，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

6．如图所示，是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是（　　）

A． B． C． D．

7．磁电式电流表的构造如图(a)所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针．蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图(b)所示．当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线图停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈(指针)偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量．不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（     ）

A．该电流表的刻度是均匀的

B．线圈转动过程中受到的安培力的大小变大

C．若线圈中通以如图(b)所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动

D．更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即)

8．将通电直导线放入磁场中，电流方向、磁场方向及导线受力方向如下图所示，其中不正确的是

A． B． C． D．

9．如图，处于纸面内水平放置的通电导线与竖直向下的磁场垂直，则该导线所受安培力的方向是（     ）

A．向上

B．向下

C．垂直纸面向外

D．垂直纸面向内

10．如图是两个有趣的实验，第一个实验叫“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，见图甲。第二个实验叫“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，见图乙。下列说法正确的是（　　）

A．图甲中，如果从上往下看，液体旋转方向为逆时针

B．图甲中，如果改变电流的方向，液体的旋转方向不变

C．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动

D．图乙中，如果改变电流的方向，将观察不到弹簧不断上下振动

11．为了形象的描述电场和磁场，引入了电场线和磁感线，下列说法正确的是（ ）

A．电场线、磁感线都客观存在

B．电场线、磁感线都闭合且都不相交

C．同一电荷在电场线越密的地方所受电场力一定越大

D．同一通电导线在磁感线越密的地方所受安培力一定越大

12．下列说法中正确的是（　　）

A．电源的电动势在数值上始终等于电源正负极之间的电压

B．由公式R=可知，定值电阻两端的电压与通过它的电流成正比

C．一小段通电直导线放在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零

D．质量分布均匀的金属裸导线，把它均匀拉长到原来的3倍，则电阻变为原来的3倍

13．如图所示，在“研究影响通电导体所受安培力的因素”的实验中，当导体棒中通有图示方向的电流时，下列说法中正确的是

A．导体棒将向图中v所示方向摆动

B．若减少磁铁数量，导体棒的摆角将增大

C．若颠倒磁极的上下位置，导体棒将向图中v所示方向摆动

D．若增大电流，导体棒的摆角将减小

14．下列说法正确的是（　　）

A．同名磁极相互吸引

B．安培首先发现了电流的磁效应

C．地磁场的北极在地理北极附近

D．通有同向电流的两根平行直导线相互吸引

15．长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，导线所受安培力的大小是（　　）

A．BIL·sin B．BIL·cos C．0 D．BIL

二、填空题（共4题）

16．如图所示，平行导轨MN和PQ上有一辆小车，车上有一个通电线框，图中虚线框A、B、C、D、E是磁场区域，内有垂直纸面的磁场。要使小车在图示位置受到向右的推力，A区域的磁场方向________，B区域磁场方向__________________________，要使小车始终受到磁场的推力作用磁场的变化规律是______________________________________________________________________________________。

17．作用在导电液体上的安培力能起到推动液体流动的作用，利用这一现象的装置称为电磁泵，它在医学上有多种应用．由于血液中含有离子，在人工心肺机里的电磁泵就可作为输送血液的动力．某电磁泵及其尺寸如图所示，矩形截面的水平管道上下表面是导体，它与磁感强度为B的匀强磁场垂直，并有长为l的部分在磁场中，当管内充满血液并通以图示电流时，血液便能向前流动。为使血液在管内不流动时能产生向前的压强p，电流强度应调节为_______，由于血液的特殊性，在电流方向上单位截面承受的电流强度不能超过Iʹ，若其他条件不变，则匀强磁场的宽度l至少为________。

18．如图所示，将长为L的直导线垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，给导线通以竖直向下的恒定电流I时，其所受安培力大小是_________，方向是__________。

19．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。每次导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角为。对该实验：

（1）下列说法正确的是___________

A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响

B．该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响

C．若想增大，可以把磁铁的N级和S级对调

D．若想减小，可以把接入电路的导体棒从1、4换成2、3两端

（2）若把电流为I，且接通2、3时，导体棒受到的安培力记为F1，当电流减半且接通1、4时，导体棒受到的安培力为__________________。

三、综合题（共4题）

20．直流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量k>0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线的张力均为，当MN通以强度为的电流时，两细线的张力均减小为，当MN内的电流强度变为时，两细线的张力均大于。

（1）分别指出强度为、的电流的方向；

（2）MN分别通以强度为、电流时，线框受到的安培力、大小之比。

21．如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面上，固定一宽L＝0.5 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝200 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.8T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属棒ab与两导轨之间的动摩擦因数μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止。求：

(1)允许通过金属棒的电流的最大值；

(2)电流的最大值时，滑动变阻器R接入电路中的阻值。

22．如图甲所示，两光滑平行金属导轨间的距离为L，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ，导体棒ab与导轨垂直并接触良好，其质量为m，长度为L，通过的电流为I。

（1）沿棒ab中电流方向观察，侧视图如图乙所示，为使导体棒ab保持静止，需加一匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，求磁感应强度B1的大小；

（2）若（1）中磁场方向改为竖直向上，如图丙所示，求磁感应强度B2的大小；

23．图中已经标出了磁场B的方向、通电直导中电流I的方向，在图中画出通电直导线所受安培力的方向．

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．C

5．A

6．B

7．A

8．A

9．D

10．A

11．C

12．B

13．C

14．D

15．D

16．     垂直纸面向内     垂直纸面向外     磁场方向及时改变使线框左边始终处在向内的磁场中，线框的右边始终处在向外的磁场中

17．         

18．     BIL     水平向右

19．     D    

20．（1）方向向左，方向向右；（2）

21．(1) I＝3.8 A；(2) 2.2 Ω

22．（1）；（2）

23．