沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力同步练习题

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力同步练习题，共12页。试卷主要包含了如图所示，在垂直纸面向外，如图，两根平行放置等内容，欢迎下载使用。
【精挑】物理沪科版选择性必修第二册第1节安培力-3作业练习一．单项选择1．如图所示是“简易电动机”的装置，即用一节号干电池负极吸附一块圆柱形强磁铁，铜导线上端与电池正极接触，下面两端与强磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来。则下列说法正确的是（　 　）A．线框转动是由于受到洛伦兹力作用B．如果强磁铁上表面是极，那么从上往下看，线框做逆时针转动C．线框可以一直保持匀速转动D．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率2．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　 　）A．从上往下看，该“简易电动机”逆时针旋转B．电池的输出功率大于线框转动的机械功率C．线框①．②两部分导线电阻在电路中是串联关系D．“简易电动机”由静止到转动起来的过程中，线框中的电流增大3．某研究小组设计了一个利用安培力测量磁感应强度的实验装置 ，如下图甲所示，将矩形线框固定在电子秤的台面上，线框的上部处于垂直于纸面的匀强磁场中（如下图乙所示）。当线框中通顺时针电流时，电子秤读数为；当线框中通逆时针电流时，电子秤读数为（）。已知矩形线框共有匝，边长为，则磁感应强度A. 垂直纸面向外，大小为 B. 垂直纸面向外，大小为C. 垂直纸面向里，大小为 D. 垂直纸面向里，大小为4．如图所示，一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是（　　 ）A．从下向上看顺时针转动并靠近螺线管B．从下向上看顺时针转动并远离螺线管C．从下向上看逆时针转动并远离螺线管D．从下向上看逆时针转动并靠近螺线管5．如图所示，在粗糙水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时弹簧为原长，若在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流时，磁铁保持静止（　　）A. 弹簧有被拉伸的趋势B. 磁铁受到水平向左的摩擦力C. 磁铁对地面的压力将减小D. 磁铁对地面的压力将增大6．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．7．如图所示，三根相互平行的固定长直导线a．b．c两两等距，截面构成等边三角形，均通有电流I。a中电流方向与c中的相同，与b中的相反。已知b中的电流在a导线位置处产生的磁场的磁感应强度大小为B0，则（ 　　）A．b．c中电流在a导线处产生的合磁场磁感应强度为0B．b．c中电流在a导线处产生的合磁场磁感应强度大小为2B0C．a导线受到的安培力大小为B0ILD．a导线受到的安培力大小为B0IL8．如图所示，电阻忽略不计的两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，一质量为m=1kg的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角a=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。连入导轨间的电阻R=4.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力F为平行于金属导轨且垂直于金属棒方向，ab处于静止状态。已知E=10V，r=0.5Ω，sin37°=0.6，g=10m/s2，则（　　）A. 通过ab的电流大小为1A B. ab受到的安培力大小3NC. ab受到的最大静摩擦力为7.5N D. F的取值范围为0.5N≤F≤7.5N9．如图所示，在垂直纸面向外．磁感应强度大小为B的匀强磁场中，固定一长为L的导线弯成六分之一圆弧，O为圆心，两端点A．C连线竖直。若给导线通以由A到C电流强度大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向为（ 　　）A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右C．，水平向右 D．，水平向左10．如图，两根平行放置．长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。当a导线通有电流大小为I．b导线通有电流大小为2I，且电流方向相反时，a导线受到的磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小（　 　）A． B． C． D．11．如图所示，在平面直角坐标系的第一象限分布着非匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，沿y轴方向磁场分布是不变的，沿x轴方向磁感应强度与x满足关系B＝kx，其中k是一恒定的正数，正方形线框ADCB边长为a，A处有一极小开口AE，由粗细均匀的同种规格导线制成，整个线框放在磁场中，且AD边与y轴平行，AD边与y轴距离为a，线框AE两点与一电源相连，稳定时流入线框的电流为I，关于线框受到的安培力情况，下列说法正确的是（　　 ）A．整个线框受到的合力方向与BD连线垂直B．整个线框沿y轴方向所受合力为0C．整个线框在x轴方向所受合力为ka2I，沿x轴方向D．整个线框在x轴方向所受合力为ka2I，沿x轴方向12．如图所示，三根材料相同．橫截面相同的导体棒组成，匀强磁场的方向垂直于的平面向里，金属棒AB．AC与CB的长度之比为5：4：3。将A．B两点通过导线与电源相连，导体棒AB受到的安培力大小为F1，导体棒AC．CB受到的安培力的合力大小为F2，仅考虑匀强磁场对导体棒的作用，则F1：F2为（　 　）
 A．1：1 B．7：9 C．5：9 D．7：513．如图所示，匀强磁场的方向斜向上，与水平方向成45°角。a．b．c连线构成一个等边三角形，ab．bc是两段长度为L的导线，ac连线与磁场方向垂直。给导线abc通以电流I，则导线abc受到的安培力大小为（　 　）A．BIL B．2BIL C．0 D．BIL14．如图甲．乙所示，边长为L的正方形线圈abcd和直径为L的圆环，对称地放置在xOy坐标系中，ab．bc．cd．da边和圆环所在的磁场均为匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向如图所示。若正方形线圈和圆环的通电电流大小相等．方向均为逆时针，则正方形线圈所受的安培力与圆环所受的安培力大小之比为（　　 ）A．1∶1B．∶1C．2∶1D．015．如图所示，水平面上的U形导轨NMPQ处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，垂直于ab且指向右斜上方。导轨宽度为L，垂直于导轨放置一根金属棒ab， ab棒中电流为I，则ab棒受到的安培力大小为（　 　）A． B． C． D．0
参考答案与试题解析1．【答案】B【解析】A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，故A错误；B．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，根据条形磁铁的磁感线分布规律，线圈竖直边处的磁场方向为从外侧指向转轴的，或者说是汇聚的，而线圈竖直边的电流是竖直向下，由左手定则，从上往下看，线圈的竖直边受到的磁场力的方向为逆时针，所以线框做逆时针转动，故B正确；C．线框从静止开始旋转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势，电流会减小，线框不是一直保持匀速转动，故C错误；D．电流通过线圈，线圈要产生热量，损失电能，则电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，故D错误。故选B。2．【答案】B【解析】A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动，故A错误；B．电池输出的电动率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，故B正确；C．线框①．②两部分导线电阻在电路中是并联关系，故C错误；D．稳定时，因导线切割磁感应线，产生的感应电动势与电源相反，则线框中电流比刚开始转动时的小，故D错误；故选B。3．【答案】C【解析】【详解】电子秤读数，即，由可知，通顺时针电流时，安培力向上，磁场垂直纸面向里；对线框进行受力分析知解得。A．垂直纸面向外，大小为，与结论不相符，选项A错误；B．垂直纸面向外，大小为，与结论不相符，选项B错误；C．垂直纸面向里，大小为，与结论相符，选项C正确；D．垂直纸面向里，大小为，与结论不相符，选项D错误；故选C。 4．【答案】A【解析】通电螺线管的磁感线如图所示，则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动．即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，故A正确，BCD错误；故选A。5．【答案】C【解析】【详解】开始时磁体受重力和支持力，二力平衡，故弹簧处于原长，磁体对地压力等于磁体重力；通电后，根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向如图所示，由左手定则可判断出通电导线所受安培力方向如图所示由牛顿第三定律可知，条形磁铁受到的电流对磁体的作用力斜向左上方，磁铁静止，则A．磁铁静止，弹簧为原长，A错误；B．磁铁受到水平向右的摩擦力，B错误；CD．根据平衡条件可得，磁铁对地面的压力将减小，D错误C正确。故选C。6．【答案】C【解析】导体棒AB与导体棒ADCB相当并联电路，电阻之比与长度成正比，则电阻之比为1：3，所以电流之比为3：1，所以导体棒DC安培力是导体棒AB安培力三分之一，导体棒AD与导体棒CB的安培力恰好大小相等方向相反，所以线框ABCD受到的安培力的大小为导体棒AB与导体棒DC的安培力之和，则线框ABCD受到的安培力的大小为，C正确。故选C。7．【答案】C【解析】导线a．b．c两两等距，截面构成等边三角形，均通有电流I，b中的电流在a导线位置处产生的磁场的磁感应强度大小为B0，导线a．c在其他导线位置处产生的磁场的磁感应强度大小也为B0，b．c中电流在a导线处产生的磁场如图所示根据几何关系其夹角为120°，合磁场的磁感应强度与一根导线在该处产生的磁场的磁感应强度大小相等，等于 B0， 则a导线受到的安培力大小为故选C。8．【答案】D【解析】【详解】A．通过ab的电流大小为方向为a到b，选项A错误；B．ab受到的安培力为F= BIL=5N选项B错误；C．对ab受力分析如图所示，最大静摩擦力选项C错误；D．当最大静摩擦力方向向右时当最大静摩擦力方向向左时所以选项D正确。故选D。9．【答案】D【解析】六分之一圆弧所对的圆心角为 解得根据左手定则，方向水平向左故选D。10．【答案】D【解析】两个导线间的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律，等大．反向．共线，大小设为Fab；对左边电流，有对右边电流，有两式联立解得则b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小为故选D。11．【答案】B【解析】CD．从已知可得AD边处的磁场强度B1＝ka，则AD边受到的安培力大小为FAD＝B1IL＝ka2I根据左手定则知，方向沿x轴负方向；BC边处的磁场强度B2＝2ka，则BC边受到的安培力大小为FBC＝B2IL＝2ka2I根据左手定则知，方向沿x轴正方向；则整个线框在x轴方向所受合力为FBC－FAD＝ka2I方向沿x轴正方向，故C．D错误；B．沿y轴方向磁场分布是不变的，则DC和EB边的磁感应强度都相同，设为B，则DC边受到的安培力大小为FDC＝BIL＝BIa根据左手定则知，方向沿y轴正方向；EB边受到的安培力大小为FBE＝BIL＝BIa根据左手定则知，方向沿y轴负方向；因此整个线框沿y轴方向所受合力为FDC－FEB＝0故B正确；A．整个线框受到的合力大小为ka2I，方向沿x轴正方向，与AD．BC边垂直，不与BD垂直，A错误。故选B。12．【答案】D【解析】设导体棒AB．AC与CB的长度分别为5L．4L．3L，长度为L的导体棒的电阻为r，AB两端电压为U，则通过AB的电流为通过ACB的电流导体棒AB受到安培力导体棒AC，CB受到的安培力的合力为故可得F1：F2=7：5故选D。13．【答案】A【解析】由a．b．c连线构成等边三角形可知，通电导线的有效长度相当于ac的长，为L，故受到的安培力F=BIL，A正确，BCD错误。故选A。14．【答案】B【解析】设通电电流为I，da．bc边所受的安培力大小方向均相同，其合力大小F1=2BIL方向垂直bc边斜向下同理ab．cd边所受安培力合力大小F2=2BIL方向垂直cd边斜向下且F1F2，则正方形线圈所受的安培力F=图乙中第Ⅰ．Ⅱ象限的圆环受到的安培力的合力F1′=BIL方向沿y轴负方向第Ⅲ．Ⅳ象限的圆环受到的安培力的合力F2′=BIL方向沿y轴负方向则圆环所受的安培力合力大小F′=2BIL则F∶F′=∶1选项B正确；ACD错误；故选B。15．【答案】C【解析】因为金属棒与磁场垂直，所以ab棒受到的安培力大小为故选C。