2020-2021学年1.1 安培力练习题

【精编】物理沪科版选择性必修第二册第1节安培力-2优选练习

一．单项选择

1．如图甲所示，a．b两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上，且两导线与圆心连线的夹角为60°时，置于圆心O处且垂直圆面的通电直导线d受到的磁场力大小为F。如图乙所示，c导线中通有与a．b导线完全相同的电流，a．b．c垂直圆平面放置在圆周上，且a．b两导线与圆心连线的夹角为120°，b．c两导线与圆心连线的夹角为30°，这时再把通电直导线d置于圆心O处且垂直圆面（甲．乙两种情形均不考虑通电直导线d产生的磁场），此时通电直导线受到的磁场力大小为（　 　）

A．F B．F C．0 D．F

2．如图，无限长水平直导线中通有向左的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一绝缘细线悬挂着一正方形线框。线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框平面保持竖直，线框的边长为L，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L。已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为B＝k（k为常量），线框的质量为m，则剪断细线的瞬间，线框的加速度为（重力加速度为g）（　 　）

A． B．

C． D．

3．如图，由相同导体连接而成的正方形线框abcd固定在匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直，a．b与直流电源两端相接，则导体ab．cd受到的安培力（　 　）

A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向相反

C．大小不等，方向相反 D．大小不等，方向相同

4．如图所示，粗细均匀同种材料制成的半圆形通电导体线框置于匀强磁场中，为导体线框的直径，．两点通入如图所示的电流，已知边受到的安培力大小为F，则导体线框半圆弧部分受到的安培力大小为（　 　）

A． B． C． D．

5．如图所示，pq为一段半径为R圆弧导线，O点为圆心，poq夹角θ=120°，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．2BIR B．BIR C． D．

6．航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中MN．PQ是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　 　）

A．MN．PQ间的磁场是匀强磁场

B．弹射车做加速度减小的加速运动

C．弹射车的动能与电流的大小成正比

D．回路PBAM中通以交变电流，弹射车仍能正常加速

7．小李同学想利用“电磁弹簧秤”称量金属框的质量，如图所示，一边长为d的正方形金属框用两根完全相同的弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场向垂直于纸面向里，大小为B，弹簧上端固定，下端与金属框绝缘，金属框两对称边中心点a．b通过开关S与电动势为E的电源相连，当金属框处于平衡状态时，弹簧伸长量为，闭合开关S，弹簧伸长量为，则下列说法正确的是（　 　）

A．正比于磁感应强度B

B．，弹簧状态保持不变

C．B保持不变，变阻器滑动端P移向D端，增加

D．B保持不变，变阻器滑动端P移向D端，不变

8．如图，固定在匀强磁场中的线框abc是由一根粗细均匀的导线弯折成的闭合等腰直角三角形，∠c=90°，线框所在平面与磁场方向垂直现将直流电源接在线框的a．b两点间，此时ac受到的安培力大小为F，则（　 　）

A．导线bc与ac受到的安培力相同

B．导线acb受到的安培力大小为F

C．导线ab与acb受到的安培力大小相等

D．整个线框受到的安培力大于2F

9．下列说法中正确的是（　　 ）

A．库仑发现了点电荷间的作用规律，并引入电场线的概念来描述电场的性质特点

B．电场强度为零的区域内，电势也一定处处为零

C．通电导线在某区域不受磁场力作用，则该区域不一定不存在磁场

D．由可知，与成正比，与成反比

10．如图三根相互平行的固定长直导线L1．L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向于L2中的相同，与L3中相反。下列说法正确的是（　 　）

A．L1所受磁场作用力的方向与L2．L3所在平面垂直

B．L3所在处磁场的方向水平向左

C．L1．L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1：1：

D．L1．L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为：：1

11．如图，一导体棒通过两根导线悬挂在U型铁芯的两板之间，导线的连接和线圈的绕向如图所示。则按图示方向，下列说法正确的是（　 　）

A．闭合开关后，铁芯上板为N极

B．闭合开关后， 两板之间存在向上的磁场

C．闭合开关后，导体棒向左运动

D．如改变电源的正负极，闭合开关后，导体棒的运动方向与原来相反

12．如图所示，一材料相同，横截面积处处相同的圆形导线固定于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场方向垂直于圆形导线所在的平面，P．Q为圆形导线直径的并在其上接一恒定电压U0，此圆形导线单位长度的电阻为r，则圆形导线受到的安培力大小为（　 　）

A．0

B．

C．

D．

13．下列图中磁感应强度B．电流I和安培力F之间的方向关系错误的是(　 　)

A.  B.

C.  D.

14．如图所示，两平行直导线通有同向电流I1．I2，下列判断正确的是（　 　）

A．两导线之间存在着静电斥力作用

B．两导线之间存在着相互排斥的磁力作用

C．导线2受到电流I1和I2共同产生的磁场的作用力

D．导线2上PQ段受到的磁场力由整根导线1产生的磁场所施加

15．如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB=BC=CD=DE=L，且∠C=120°．∠B=∠D=150°。现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为（　 　）

A．BIL B．（2+）BIL

C．4BIL D．（2+）BIL

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】

当a．b两导线与圆心连线的夹角为60°时，它们在圆心处的磁感应强度如图甲所示，设Ba＝Bb＝B1，则有

B＝B1

通电直导线d受到的磁场力大小为

当a．b两导线与圆心连线夹角为120°时，如图乙所示，它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B′＝B1，再与c导线在圆心处产生的磁场叠加后磁感应强度矢量和为B1，因此圆心处的磁感应强度大小为B，此时通电直导线d受到的磁场力大小

BCD错误，A正确。

故选A。

2．【答案】A

【解析】【来源】辽宁省辽西育明高级中学2020-2021学年高二（下）第二次月考物理试题

线框下边受到的安培力的大小为

方向向上，线框上边受到的安培力大小

方向向下，根据牛顿第二定律可得，剪断细线的瞬间

解得

故选A。

3．【答案】D

【解析】【来源】2021届广东省清远市第一中学高三（下）高考考前模拟考试物理试题

设ab边电阻为r，则adcb边电阻为3r，两部分并联电压相等，由

可知，导体ab．cd的电流为3：1，由

可知，导体ab．cd所受的安培力大小之比为3：1，两段导体电流方向均向右，由左手定则可知，受到的安培力方向均向上，D正确。

故选D。

4．【答案】A

【解析】【来源】湖南省长沙市三湘名校教育联盟五市十校2020-2021学年高二（下）期末联考物理试题

设导线框的直径为，则半圆弧长度为，根据电阻定律

可知导线框直径部分与半圆弧部分电阻之比为，导线框直径部分与半圆弧部分并联，电流与电阻成反比，设通过导线框直径的电流为I，则通过导线框半圆孤部分电流为，导线框直径受到的安培力大小为

导线框半圆弧部分等效长度也为，导线框半圆弧部分受到的安培力大小为

解得

故A正确。

故选A。

5．【答案】D

【解析】【来源】山东省济宁市兖州区2020-2021学年高二（下）期中物理试题

通电导线的有效长度为pq的连线，长度为，通电导线所受安培力的大小为

故选D。

6．【答案】D

【解析】【来源】2021届四川省南充市高三（下）5月第三次高考适应性物理试题

A．根据右手螺旋法则可知平行金属直导轨之间存在竖直向上的磁场，且通电直导线产生的磁场为环形磁场，离导线越远，磁场越弱，故MN．PQ间的磁场不是匀强磁场，A错误；

B．沿导轨方向，磁场不变，且M．P两端加载恒定电压，电阻不变，则电流大小也不变，平行导轨的宽度也不变，则由安培力

可知安培力大小不变，所以弹射车的加速度不变，故弹射车做匀加速直线运动，B错误；

C．根据动能定理可知

当电压增大时，回路中的电流增大，而电流增大则使导轨间的磁场也随之增大，即电压的大小将会影响磁场和电流的大小，则由

可知安培力与电压的大小不成正比，故动能与电压的大小也不成正比，C错误；

D．根据右手螺旋法则可知电流方向沿回路PBAM时，导轨之间产生竖直向上的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右；当电流方向沿回路MABP时，根据右手螺旋法则导轨之间产生竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向依然向右。故电流的变化不改变电磁弹射车所受安培力的方向，即电磁弹射系统能够正常工作，D正确。

故选D。

7．【答案】A

【解析】

AB．设两弹簧的劲度系数均为k，对金属框，开关断开和闭合时分别由力的平衡条件得

联立求得

又

即有

所以，正比于磁感应强度B，故A正确，B错误。

CD．B保持不变，变阻器滑动端P移向D端，电阻变大，流经金属框的电流减小，则安培力减小，将减小，故CD错误。

故选A。

8．【答案】D

【解析】【来源】2021届山西省太原市高三（下）二模理综物理试题

A．根据左手定则可知，导线bc与ac受到的安培力大小相同，方向不同，故A错误；

BCD．设ac段电阻为R，则bc段电阻也为R，ab段电阻为，根据可知，若设流过ac电流为I，则流过ab的电流为，设ac=bc=L，则ab=，则ac．bc受到的安培力为

ab受到的安培力为

则导线acb受到的安培力大小为

则整个线框受到的安培力大小为

故BC错误，D正确。

故选D。

9．【答案】C

【解析】【来源】河南省三门峡市外国语高级中学2020-2021学年高二（上）期中物理试题

A．库仑发现了点电荷间的作用规律，法拉第引入电场线的概念来描述电场的性质特点，A错误；

B．电场强度为零的区域内，电势不一定等于零，B错误；

C．通电导线在某区域不受磁场力作用，该区域可能不存在磁场，也可能导线与磁场平行，C正确；

D． 由可知，与无关，与也无关，D错误。

故选C。

10．【答案】C

【解析】

A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2．L3所在的平面平行，故A错误；

B．同理对L3受力分析，可知L3所受磁场力的方向与L1．L2所在的平面垂直，竖直向上，根据左手定则，L3所在处磁场的方向水平向右，故B错误；

CD．设三根导线两两之间的相互作用力为F，则L1．L2受到的磁场力的合力等于F，L3受的磁场力的合力为，即L1．L2．L3单位长度受到的磁场力之比为，故C正确，D错误。

故选C。

11．【答案】B

【解析】【来源】浙江省之江教育评价2020-2021学年高二（下）期中联考物理试题

AB．闭合开关后，由导线的绕向和流向结合安培定则可知Ｕ形铁芯内部有向下的磁场，则铁芯的上板为S极，两板之间存在向上的磁场，故A错误，B正确；

C．导体棒所接电流向里，由左手定则可知导体棒受到向右的安培力，导体棒向右运动，故C错误；

D．如改变电源的正负极，磁场方向和导体棒的电流方向同时反向，则闭合开关后，导体棒的运动方向与原来相同，故D错误；

故选B。

12．【答案】D

【解析】【来源】2021届华大新高考联盟高三（下）4月教学质量测评理综物理试题

P．Q为圆形导线直径的两个端点，设圆形导线直径为d，圆形导线上半部分的电阻为

根据欧姆定律可得圆形导线上半部分的电流为

圆形导线上半部分等效长度为d，受到的安培力大小为

同理，圆形导线下半部分受到的安培力大小也为

根据左手定则可知上下两部分受安培力方向相同，则圆形导线受到的安培力大小为

选项D正确ABC错误。

故选D。

13．【答案】D

【解析】

【详解】A．图中根据左手定则知，电流所受的安培力方向竖直向上．故A正确，不符合题意；

B．图中根据左手定则知，电流所受的安培力方向水平向右．故B正确，不符合题意；

C．图中根据左手定则知，电流所受安培力方向垂直电流方向斜向上，故C正确，不符合题意；

D．图中根据左手定则知，电流所受的安培力方向水平向左．故D错误，符合题意。

故选D。

14．【答案】D

【解析】【来源】2021届浙江省北斗星盟高三（下）适应性联考物理试题

AB．先由安培定则判断出电流I1和电流I2的磁场，再根据左手定则可判断出两导线之间存在磁场力，是引力，故AB错误；

C．导线2受到电流I1磁场的作用力，导线1受到电流I2磁场的作用力，故C错误；

Ｄ．导线2上PQ段受到的磁场力由整根导线1产生的磁场所施加的磁场力的合力，故D正确。

故选D。

15．【答案】D

【解析】【来源】西藏山南市第二高级中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

据图和几何关系求得AE间的距离为

据安培力公式

故选D。