物理选择性必修 第二册1.1 安培力复习练习题

这是一份物理选择性必修 第二册1.1 安培力复习练习题，共12页。试卷主要包含了如图所示，一根长为L等内容，欢迎下载使用。
【精编】第1节安培力-1优质练习一．填空题1．如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I时(方向顺时针，如图)时，在天平左．右两边各加上质量分别为m1．m2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡．由此可知：磁感应强度的方向为________，大小为________． 2．如图为放置在水平桌面上，测 U 型磁铁两磁极间磁感应强度的实验装置。现将质量为 M．宽度为 d 的 U 型磁铁开口向上放置在电子天平上；匝数为 n．宽度为 d 的矩形线框用导线静止悬挂在绝缘支架上。当通以大小为 I，方向如图所示的电流时，稳定后读得天平的示数为 m，则线框所受安培力方向为______，U 型磁铁两极间的磁感应强度 B=_______只考虑线框下边沿的水平边在磁场中所受的安培力）。3．霍尔效应是电磁基本现象之一，我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图甲所示，在一半导体薄片的P．Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M．N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH=k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学欲通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。(1)若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，所加电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与___________（选填“M”或“N”）端通过导线相连。(2)已知薄片厚度d=0.40 mm，该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。I（×10-3 A）3.06.09.012.015.018.0UH（×10-3 V）1.02.03.04.05.06.0根据表中数据，求出该半导体薄片的霍尔系数为___________×10-3 V·m·A-1·T-1（保留2位有效数字）。(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路，S1．S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向___________（选填“a”或“b”），S2掷向___________（选填“c”或“d”）。为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一阻值合适的定值电阻串联在电路中。在保持其他连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件___________和___________（填器件字母代号）之间。4．如图所示，一根长为L．质量为m的细导体棒a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，导体棒所在空间存在竖直方向的匀强磁场，当细棒中通以恒定电流，当电流方向如图所示，电流强度为I时，a能在斜面上保持静止，重力加速度g已知，则匀强磁场的磁感应强度的大小为_______；方向为________。5．在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图中的几幅图象表现的是导线受力的大小F与通过导线的电流I的关系。a．b各代表一组F．I的数据。在A．B．C三幅图中，正确的是________，请说明道理_______。A．B．C．6．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3A的电流时，受到6.0N的磁场力，则磁场的磁感应强度是______T；当通入的电流加倍时，磁场的磁感应强度是______T。 7．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，用______传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度。实验结果表明，在通电螺线管内部中间区域的磁场可近似看作______磁场。8．在匀强磁场中有一根长为的导线，它与磁场方向垂直.当通以电流时，它受到的作用力为，则该磁场的磁感强度是_______T；当导线在原位置缩短为原长的一半时，磁感强度为_______T 9．如图所示，已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，磁场磁感应强度为B，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小．F=________       F=_________       F=________      F=________10．如图所示，一段静止的长为L的通电导线，每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速度为v。现加一匀强磁场，其方向垂直于导线，磁感应强度为B，那么，导体中的电流大小为_________，这段导线受到的安培力大小为_________。11．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1cm，电流为0.5A，所受的磁场力为5×10-4N，该位置的磁感应强度多大____；若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力______。12．从1405~1433年，出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋。在一望无际的茫茫大海中，利用指南针导航。指南针指南的一端是______极（选填“N”或“S”）；安培力是磁场对通电导线的作用，如图所示长度L=0.3m的导体棒垂直磁场放置，磁感应强度B=1T，通入水平向右，大小为I=2A的电流，则导体棒受到的安培力向是______，大小为______N。
 13．在匀强磁场中，某一通电导线与磁场方向垂直，导线长L=0.2m，导线中电流I=1A，其所受到的安培力F=0.4N，则该匀强磁场的磁感应强度B=______T，若导线中的电流增大为2A，此时导线所受到的安培力F′=_________N。14．如图中，竖直放置的直导线旁有一通电的环形线圈，其环面与直导线在同一平面。当导线通以电流I时，环形线圈向右平移，则环形线圈里电流的方向是________（选填“逆时针”或“顺时针”），直导线受到环形线圈的作用力方向是_________。15．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的S极位于两导轨的正上方，N极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。(1)在图中画出连线，完成实验电路______；要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的右方向运动；(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当减小两导轨间的距离B．换一根更长的金属棒C．适当增大金属棒中的电流其中正确的是______（填入正确选项前的标号）；(3)根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了______（填入正确选项前的标号）；A．电动机    B．回旋加速器    C．电磁炮    D．质谱仪16．某小组利用如图所示的装置测定磁极间的磁感应强度，在力传感器下端挂一个n匝矩形线圈，将线圈的短边完全置于磁极之间的磁场（可视为匀强磁场）中并使平面与磁极的连线垂直。断开电路，线圈静止时力传感器的读数为F1；接通电路，线圈中的电流强度为I时，力传感器的读数为F2（F2<F1），则线圈所受的安培力F=___________；已知线圈短边的长度为L，则磁极间磁场的磁感应强度B=___________。17．某同学设计了一个利用电磁铁来探究安培力的实验，其原理如图所示。
 （1）在U形铁芯上缠绕线圈，给线圈通电，为了使线圈产生的磁场对放置在铁芯中间的通电直导线产生图示的安培力F，则在U形铁芯上的线圈应怎样绕线？请在图中画出线圈绕线方式的示意图。（__________）（2）如果要增大安培力，可采取的措施是___________．___________或___________。18．如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置，其线框下端与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。
 (1)在接通电路前先观察并记录弹簧测力计的读数F0。(2)接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，观察并记录弹簧测力计此时的读数F1（F1>F0），则线框受到磁场的安培力F安=_____。(3)在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及线框不变，只调节滑动变阻器，记录电流表的读数为I2，I3，…，弹簧测力计的读数为F2，F3，…，并分别计算出F2-F0，F3-F0，…。通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是______（选填“控制变量法”．“等效替代法”或“理想模型法”）。
参考答案与试题解析1．【答案】垂直纸面向里        【解析】【详解】因为B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以需要在右边加砝码．则有mg=2NBIL，所以B=故答案为2．【答案】竖直向上        【解析】【来源】2020届上海市普陀区高三（下)质量调研（二模)物理试题 【分析】【详解】[1]．由左手定则知：则线框所受安培力方向为竖直向上；
[2]．根据平衡条件可知Mg=mg+nBId解得3．【答案】M    1.3    b    c    E    S1（或S2）    【解析】【来源】山东省2021年普通高中学业水平等级考试名校仿真模拟物理试题07 【分析】【详解】(1)[1]根据半导体材料是空穴导电，即相当于正电荷移动导电，结合左手定则可以判定通电过程中，正电荷向M侧移动，因此用电压表测M．N两点间电压时，应将电压表的“＋”接线柱与M端相接。(2)[2]根据题目中给出的霍尔电压和电流．磁场以及薄片厚度的关系式UH＝k可得≈1.3×10－3 V·m·A－1·T－1(3)[3][4][5][6]根据电路图可知，要使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向b，S2掷向c，为了保证测量安全，在保证其他连接不变的情况下，加入的定值电阻应该接在干路上，即接在E和S1（或S2）之间。4．【答案】    (1).     (2). 竖直向上【解析】【详解】根据左手定则可知，当磁场方向竖直向上时，导线受的安培力水平向右，则由平衡知识可知：mg=BIL，解得.5．【答案】B    在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线    【解析】[1] 在磁场中的同一位置，磁感应强度相同，导线的方向与磁场方向垂直放入磁场，安培力大小为 ，当磁感应强度和导线长度不变时，安培力与电流大小成正比，在 F与I的关系图象中为过原点的倾斜直线。6．【答案】  (1). 0.1    (2). 0.1 【解析】[1]由题，通电导线与磁场垂直，则磁场的磁感强度为[2]磁场的磁感强度由磁场本身决定，与通电导线中的电流无关，当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度仍为0.1T。 7．【答案】磁    匀强    【解析】【来源】上海市金山区2020-2021学年高二（下）质量监控物理试题 [1]在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，用磁传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度。[2] 实验结果表明，在通电螺线管内部中间区域的磁场可近似看作匀强磁场。8．【答案】0.1    0.1    【解析】【详解】[1]．由F=BIL可得磁感应强度为：[2]．磁感应强度与导线长度无关，当导线的长度在原位置缩短为原来的一半时，磁感应强度仍为0.1T．9．【答案】BIL；     BIL；    BIL；    0    【解析】【来源】海南华侨中学三亚学校2018-2019学年高二12月月考物理试题 【详解】当导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，平行时受安培力为零，则从左到右，导体棒所受安培力的大小分别为：BIL．BIL．BIL．0.【点睛】此题关键是搞清四个导体棒的放置方式，知道导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，最大值为BIL，平行时受安培力为零.10．【答案】nev    nevBL    【解析】【来源】四川省内江市2019-2020学年高二上学期期末检测物理试题 【分析】【详解】[1]每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电量均为e，它们定向移动的平均速率为v，所以电流的大小为[2]磁场对这段导线的安培力11．【答案】0.1T    0    【解析】[1]根据磁感应强度定义式，可得[2]若将通电导体跟磁场平行放置，该导体受到的磁场力为012．【答案】S    竖直向上    0.6    【解析】【来源】云南省大理市下关第一中学2020-2021学年高二上学期段考物理试题（二） [1]地理的南北极与地磁的南北极相反，根据同名磁极相吸引，异名磁极相排斥可知，指南针的S极指向地理的南极；[2][3]通电导线在磁场中受到安培力作用，左手定则可知，力的方向竖直向上，大小为13．【答案】2    0.8    【解析】[1]通电导线垂直放置在匀强磁场中，所受安培力为，可得磁感应强度为[2]当电流增大为，所受的安培力为14．【答案】逆时针    水平向左    【解析】【来源】2020届上海市长宁区高三（下)二模物理试题 【分析】【详解】[1][2]直导线中的电流方向由下向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，环形线圈被直导线排斥向右平移，依据左手定则与右手螺旋定则，可知，环形线圈里电流的方向逆时针；依据牛顿第三定律，可知，环形线圈被直导线排斥向右平移，那么直导线受到环形线圈的作用方向是向左。15．【答案】    C    AC    【解析】(1)[1]电路连线如图；(2) [2]AC．根据公式F=BIL可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得Fs-μmgs=mv2则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，A错误．C正确；
B．若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F不变，棒的质量变大，速度变小，故B错误；故选C。(3)[3]根据磁场会对电流产生作用力的原理，人们发明了电动机和电磁炮；回旋加速器和质谱仪都是根据带电粒子在磁场中做圆周运动制成的，故选AC。 16．【答案】        【解析】[1]设线圈的重力为mg，依题意解得[2]依题意解得 17．【答案】    增大电流I1    增大电流I2    增加铁芯上绕线的匝数    【解析】（1）[1]根据左手定则可知，要使通电直导线中产生图示的安培力，则磁场方向向上，即U形铁芯下端为N极，上端为S极，故绕线方式如图所示
 （2）[2][3][4]根据可知，如果要增大安培力，可采取的措施是增大电流I1．增大电流I2或增加铁芯上绕线的匝数。 18．【答案】    控制变量法    【解析】(2)[1]弹簧测力计的示数增大，是由于导线受到了安培力的作用，所以；(3)[2]控制其他物理量不变，只变化电流，观察安培力随电流的变化情况，这个实验方法是控制变量法。