沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力练习
展开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.下列四个选项中表示单位“特斯拉”的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,通电导线在纸面内由I位置绕垂直纸面的固定轴转到II位置,其他条件不变,该导线所受安培力大小
A.变大 B.变小
C.不变 D.不能确定
3.关于磁场力的方向下列说法中正确的( ).
A.一定与磁场垂直而不一定与通电导线垂直 B.一定与通电导线垂直而不一定与磁场垂直
C.与磁场及通电导线都不一定垂直 D.与磁场及通电导线都一定垂直
4.据报道,国产航母明年面世,其舰载机发射类似于电磁轨道炮弹体发射.其工作原理如图所示,待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触.恒定电流,从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比,静止的通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出.现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法( )
A.只将轨道长度变为原来的2倍
B.只将电流增加至原来的4倍
C.只将弹体质量减至原来的一半
D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度应变为原来的2倍,其他量不变
5.在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,有一长为0.3m,通有5A电流的直导线,当导线与磁场方向垂直时,它受到的安培力大小等于( )
A.0B B.0.3N C.0.2N D.5N
6.磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
B.M、N两点磁感应强度的大小关系:BM < BN
C.磁场的方向就是通电导体所受安培力的方向
D.N点磁场方向为M指向N
7.如图所示,弹簧测力计下挂有一长为L、质量为m的金属棒,金属棒处于磁感应强度垂直纸面向里的匀强磁场中,棒上通有如图所示方向的电流I,金属棒处于水平静止状态,若此时弹簧测力计示数大小为F,重力加速度为g,金属棒以外部分的导线没有处于磁场中且质量不计,则下列说法正确的是( )
A.金属棒所受的安培力方向竖直向上
B.金属棒所受的安培力大小为mg-F
C.若将电流增大为原来的2倍,平衡时弹簧测力计示数会增大为2F
D.若将磁感应强度和金属棒质量同时增大为原来的2倍,平衡时弹簧测力计示数会增大为2F
8.发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代,其中电动机依据的物理原理是( )
A.磁场对电流的作用
B.磁铁间的相互作用
C.惯性定律
D.万有引力定律
9.如图所示,一个边长为L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中.若通以图示方向的电流(从A点流入,从C点流出),电流强度为I,则金属框受到的磁场力为
A.0 B.ILB C.ILB D.2ILB
10.如图所示,一根可以自由转动的通电导线,放在条形磁铁附近,其中点恰好与磁铁中线在同一直线上,电流方向由a到b,则导线( ).
A.不受磁场力作用
B.垂直纸面向外平移
C.a端向外b端向里转动,且靠向磁铁
D.a端向里b端向外转动,且远离磁铁
11.如图所示四幅图中,匀强磁场磁感应强度大小都为B,导体中的电流大小都为I,导体的长度都为L,A、B、C三个图中的导体都与纸面平行,则四幅图中导体所受安培力大小不等于BIL的是
A. B. C. D.
12.某电子天平原理如图所示,“E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B(其余空间的磁场忽略不计),磁极宽度均为L,一正方形线圈套于中心磁极上,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端C、D与外电路连接,当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁铁不接触),随后通过CD两端对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.秤盘和线圈一起向下运动过程中,C点电势低于D点电势
B.外电路对线圈供电电流I要从C端流入
C.重物质量m与电流I的关系为
D.若线圈静止时消耗的最大电功率为P,该电子天平能称量的最大质量为
13.如图所示,折导线abc中ab和bc长度均为L,置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,abc平面与磁场垂直,在导线abc中通有电流I,则导线所受安培力的大小为( )
A. B. C. D.
14.如图所示,28根通有同向等大电流的长直导线(彼此绝缘)正好紧密排列在以O为圆心的圆周上,直径BD水平,AC竖直,直导线中电流方向均垂直纸面向外,现将B处的长直导线撤走,而将C处的长直导线平移到圆心O处,则圆心O处的长直导线所受安培力的方向 ( )
A.沿∠COB的角平分线向下 B.沿∠AOD的角平分线向上
C.沿∠AOB的角平分线向上 D.沿∠COD的角平分线向下
15.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数和质量均相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同,方向如图中箭头所示的电流,天平均处于平衡状态,则哪个选项左盘中所加的砝码质量最大( )
A. B.
C. D.
二、填空题(共4题)
16.如图所示,竖直放置的通电直导线旁有一个通电的环形线圈.当环面与直导线在同一平面内时,环形线圈被直导线排斥向右平移,由此可知环形线圈里电流的方向是_____,直导线受到环形线圈的作用方向是_____.
17.如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,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大小为___________
18.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:F⊥B,F⊥I,即F垂直于______所决定的平面。
19.某兴趣小组的同学为了测量如图甲所示的磁极已知的方形磁铁表面附近磁场的磁感应强度的大小,设计了如图乙所示的装置,图乙中两根完全相同的弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘连接。已知方形磁铁的长度远大于金属棒的长度,现进行如下操作:
a.断开开关S,用刻度尺测量两根轻弹簧的长度均为;
b.用刻度尺测量金属棒ab的长度为L;
c.将方形磁铁置于金属棒ab附近,使方形磁铁在金属棒ab处的磁场垂直于纸面向里(可视为匀强磁场);
d.闭合开关S,待系统稳定后,记录电流表的示数为I,用刻度尺测量两根轻弹簧的长度均为;
e.保持方形磁铁与金属棒ab的距离不变,在小范围内改变方形磁铁相对于金属棒ab的位置,重复实验。
回答下列问题:
(1)两根轻弹簧的长度______(填“>”“=”或“<”);
(2)实验中______(填“需要”或“不需要”)测量金属棒ab的质量;
(3)已知轻弹簧的劲度系数为k,则方形磁铁表面附近磁场的磁感应强度______。(用已知量和测量的物理量表示)
三、综合题(共4题)
20.如图所示,竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中,导线ab长L=0.2m,通以大小I=0.5A、方向向上的电流,导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
(1)判断导线ab所受的安培力的方向;
(2)求匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)若导线ab通以电流大小改为I'=2A,求导线ab所受的安培力大小F'。
21.匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过2.0A的电流时,受到1.6N的安培力,则
(1)磁场磁感应强度是多少?
(2)当通过的电流加倍时,磁感应强度是多少?导线所受安培力大小?
22.如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,一根质量为m=2kg的金属棒垂直导轨方向放置.导轨间距为0.5m,已知金属棒与导轨间的摩擦因数μ="0.05" ,当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀加速直线运动;求金属棒加速度的大小.
23.画出下列各图中通电直导线A受到的安培力的方向(或做必要文字说明)_________,_____________.
参考答案:
1.B
2.C
3.D
4.D
5.B
6.B
7.D
8.A
9.B
10.C
11.C
12.D
13.A
14.B
15.B
16. 逆时针方向 向左
17.BIl
18.B与I
19. > 不需要
20.(1)水平向左 (2)1T (3)0.4N
21.(1)B=4T (2)F= 3.2N
22.
23. 安培力方向垂直于导线斜向左下方, 安培力平行于斜面向上,
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