沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力巩固练习

【名师】物理沪科版选择性必修第二册第1节安培力-1优选练习

一．单项选择

1．图中画出的是通电导线在磁场中的受力，其中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

2．如图所示，在架子上吊着一根绝缘导线，右侧导线下部某处装有一个铅坠，使导线保持竖直状态，下端连接着一个铝箔刷子，刷子下方放置一张铝箔，调整刷子的高度使之下端刚好与铝箔接触。将左侧导线接到电源的正极上，电源的负极连接铝箔，用可移动的夹子水平地夹住一根强磁铁，右端N极正对右侧导线，接通电源，发现右侧导线在摆动。下列判断正确的是（　　 ）

A．右侧导线开始时垂直纸面向里摆动

B．右侧导线在摆动过程中一直受到安培力作用

C．右侧导线在整个摆动过程中安培力对其做正功

D．同时改变电流方向及磁铁的磁极方向，右侧导线开始摆动方向与原来相同

3．一段通电直导线，长度为l，电流为I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是(　　)

A. 丙和丁的情况下，导线所受到的安培力都大于甲的情况

B. 乙的情况下，导线不受力

C. 乙．丙的情况下，导线都不受力

D. 甲．乙．丁的情况下，导线所受安培力大小都相等

4．如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是 （）

A.  B.

C.  D.

5．如图所示，是两根平行且水平放置的长直导线，通以大小．方向均相同的恒定电流，在连线的垂直平分线上放置一段长为的直导线，刚好在正三角形的三个顶点上。现给通以恒定电流，受到的安培力大小为（导线在空间中产生的磁感应强度为空间中某点到导线的距离，为电流，为比例系数）。若只将导线的电流增大为原来的两倍，则受到的安培力大小变为（　　）

A.  B.  C.  D.

6．如图所示，一根粗细均匀的金属丝弯折成一直角三角形闭合线框，其中，将其放入匀强磁场中，磁场方向垂直三角形所在平面向里，若在间加一电压，则折线边和边受到的安培力大小之比为（）（　　）

A.  B.  C.  D.

7．以下说法正确的是（　　）

A. 一小段通电直导线放在某处所受安培力为零，则该处一定没有磁场

B. 在磁感应强度为零的位置放置一小段通电直导线，导线所受安培力一定为零

C. 一小段通电直导线放在匀强磁场中，所受安培力大小一定相等；

D. 一小段通电直导线在磁场中A点所受安培力比在B点所受安培力大，则说明A点的磁感应强度比B点磁感应强度大

8．质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上，其截面如图所示。导体棒中通有电流强度大小为的电流，空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时，导体棒与圆心的连线跟竖直方向的夹角为，轨道与导体棒的弹力为。下列说法正确的是（　　）

A. 若仅将电流强度缓慢增大，则逐渐减小

B. 若仅将电流强度缓慢增大，则逐渐增大

C. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则逐渐减小

D. 若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°，则逐渐增大

9．如图所示，把一根通电的硬直导线，用轻绳竖直悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b，忽略导线对硬直导线两端的弹力，下列说法中正确的是（　 　）

A．闭合开关S瞬间，硬直导线a端所受安培力向上

B．闭合开关S后，从上往下看，硬直导线顺时针旋转

C．闭合开关S后，轻绳中的拉力会变小

D．若只增加通电螺线管的线圈匝数，则硬直导线处于同一位置时所受安培力减小

10．静置于桌面上的水平螺线管中通有如图所示的恒定电流，螺线管正上方固定一通电直导线M，M中通有垂直纸面向里的恒定电流，导线恰与螺线管中轴线垂直，纸面内，螺线管正上方以直导线M为圆心的圆上有a．b．c．d四点。其中a．c连线恰为圆的竖直直径，b．d连线为圆的水平直径。已知a点的磁感应强度方向水平向左，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（　　）

A. a点的磁感应强度大于c点的磁感应强度

B. b．d两点的磁感应强度相同

C. 导线在图示位置时，通电螺线管所受的安培力竖直向下

D. 若将通电直导线M竖直向下移动到a点的过程中，螺线管所受安培力逐渐增大

11．某同学设计了测定磁场的磁感应强度B大小的实验，他用两根不可伸长的绝缘细线将质量为m．长为L的导体棒水平悬挂在方向竖直向下的匀强磁场中。当突然给导体棒通入大小为I的恒定电流，棒沿弧线“弹起”到最高点时，悬线与竖直方向的夹角刚好为53°，整个过程导体棒一直处于水平状态，其侧视图如图所示，已知重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则（　　）

A. ，电流方向为侧视图中垂直纸面向外

B. ，电流方向为侧视图中垂直纸面向外

C. ，电流方向为侧视图中垂直纸面向里

D. ，电流方向为侧视图中垂直纸面向里

12．如图所示，两根平行的长直导线a和b中通有大小相等．方向相反的电流I，此时导线a受到的磁场力大小为。当新加一个与两导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为。若把新加的匀强磁场反向，则此时导线b受到的磁场力大小变为（　　）

A.  B.   C.   D. 

13．如图甲所示，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度．挂在天平右臂下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流，此时天平处于平衡状态．现保持边长MN和电流大小．方向不变，将该矩形线圈改为三角形线圈，挂在天平的右臂下方，如图丙所示．则(　　)

A. 天平将向左倾斜 B. 天平将向右倾斜

C. 天平仍处于平衡状态 D. 无法判断天平是否平衡

14．迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为f的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。已知卫生离地平均高度为H，导体绳长为，地球半径为R，质量为M，轨道处磁感应强度大小为B，方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响。据此可得，电池电动势为（　　 ）

A． B．

C． D．

15．如图所示,两根可自由移动的靠的很近得平行长直导线通以相反方向的电流,且,则两根导线所受的安培力和的大小关系及其运动方向为（   ）

A. ，且相互靠近

B. ，且相互远离

C. ，且相互靠近

D. ，且相互远离

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

【分析】根据左手定则判断出安培力的方向：伸开左手，使大拇指与四指方向垂直，四指方向与电流方向相同，磁场方向垂直于掌心，大拇指所指方向为安培力的方向。

【详解】A．电流方向垂直纸面向里，磁场水平向右，由左手定则可知安培力竖直向下，选项A错误；

B．电流方向垂直纸面向外，磁场竖直向下，由左手定则可知安培力水平向右，选项B正确；

C．电流方向向左，磁场的方向垂直纸面向外，由左手定则可得安培力方向竖直向上，选项C错误；

D．电流方向向上，磁场方向垂直纸面向里，由左手定则可知，安培力方向水平向左，选项D错误。

故选B

2．【答案】D

【解析】

A．根据左手定则可判断得，右侧导线开始时，受到垂直纸面向外的安培力作用，所以导线垂直纸面向外摆动，故A错误；

B．右侧导线在摆动过程中，当铝箔刷子与下端铝箔分开时，导线中无电流通过，不受安培力作用，故B错误；

C．右侧导线在整个摆动过程中安培力的方向既有与导线运动方向相同的情况，也有与导线运动方向相反的情况，所以安培力对导线有做正功，也有做负功，故C错误；

D．根据左手定则可判断得，同时改变电流方向及磁铁的磁极方向，右侧导线所受安培力方向不变，所以开始摆动方向与原来相同，故D正确。

故选D。

3．【答案】B

【解析】

【详解】由图象得：甲．丙．丁三图中导线均与磁场垂直，乙图中导线与磁场平行；故甲．丙．丁三种情况下，导线所受安培力大小均为，乙情况下导线所受安培力大小为0．

故选B

点睛：通电导线在磁场中受安培力有两种特殊情形：①导线与磁场垂直②导线与磁场平行．

4．【答案】C

【解析】

【详解】A．安培力向左，A错

B．安培力向右，B错

C．电流方向和磁场平行，没有安培力，C对

D．安培力垂直纸面向里，D错

5．【答案】D

【解析】

【详解】根据电流方向相同相互吸引，且A．B通以大小．方向均相同的恒定电流可得A和B对C安培力如下图所示

由于A．B是两根平行且水平放置的长直导线，所以

FA=FB

根据几何关系可得

2FBcos30°=F

解得

所以只将导线的电流增大为原来的两倍，根据导线在空间中产生的磁感应强度和左手定则可得

则A在C处，产生磁场为原来的两倍， C受到A给的安培力大小变为原来的两倍，为

方向沿CA方向，C受到B给的安培力大小仍为，方向沿CB方向，如下图所示

由余弦定理可得C受的安培力为

故D正确，ABC错误。

故选D。

6．【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】设边电阻为．长度为，由电阻定律和几何关系可知，边电阻为边电阻为，则边所受安培力大小为

边的有效长度也为，故边所受安培力大小为

则

故选。

7．【答案】B

【解析】

【详解】A．一小段通电直导线放在某处所受安培力为零，可能导线与磁场的方向平行，该处不一定没有磁场，A错误；

B．在磁感应强度为零的位置放置一小段通电直导线，导线所受安培力一定为零，B正确；

CD．通电导线在磁场中受到的安培力，除了与导体的长度．通电电流．磁场的磁感应强度有关外，还与导线在磁场中的放置方式有关，所以一小段通电直导线放在匀强磁场中，安培力大小不一定相等；一小段通电直导线在磁场中A点所受安培力比在B点所受安培力大， A点的磁感应强度不一定比B点磁感应强度大；CD错误。

故选B。

8．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．对导体棒受力分析，受重力．支持力和电场力，受力如图

若仅将电流强度Ⅰ缓慢增大，安培力的逐渐增大，则θ逐渐增大，FN逐渐增大，A错误B正确；

CD．对导体棒受力分析，受重力．支持力和电场力，如图所示

安培力向右，根据左手定则，电流向内；沿垂直半径方向根据平衡条件可知

若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90°过程，假设导体棒不动，则安培力在沿垂直半径方向的分力先增大后减小，在沿半径向下的分力逐渐减小到零，后来沿半径方向向上的分力增大，所以θ先增大再减小，逐渐减小，CD错误。

故选B。

9．【答案】B

【解析】

A．由安培定则可知螺线管左端为S极．右端为N极，直导线a端处磁感线斜向左下方，由左手定则可知，直导线a端所受安培力垂直纸面向里。选项A错误；

B．同理可得，直导线b端所受安培力垂直纸面向外，所以，从上往下看，硬直导线顺时针旋转。选项B正确；

C．用特殊位置分析法，直导线顺时针旋转后，达到其电流方向与螺线管最近处的电流方向同向平行, 而同向电流相互吸引，所以，轻绳中的拉力会变大。选项C错误；

D．增加通电螺线管的线圈匝数，其周围的磁感强度将增大，直导线处于同一位置时所受安培力增大。选项D错误。

故选B。

10．【答案】D

【解析】

【详解】A．设螺线管在a．c两点产生磁场的磁感应强度大小分别为Ba1和Bc1，通电直导线M在a．c两点产生磁场的磁感应强度大小分别为Ba2和Bc2，根据安培定则以及磁感应强度的叠加法则可知a．c两点的合磁感应强度大小分别为

并且

所以

故A错误；

B．根据对称性可知，b．d两点的磁感应强度大小相同，方向不同，故B错误；

C．导线在图示位置时，通电螺线管在M处产生磁场的磁感应强度方向为水平向右，根据左手定则可知M所受安培力竖直向下，根据牛顿第三定律可知通电螺线管所受安培力竖直向上，故C错误；

D．根据通电螺线管周围磁感线分布特点可知，将通电直导线M竖直向下移动到a点的过程中，导线M所在位置磁感应强度逐渐增大，则M所受安培力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知螺线管所受安培力也逐渐增大，故D正确。

故选D。

11．【答案】A

【解析】

【详解】导体棒受到的安培力向右，由左手定则可知电流方向为侧视图中垂直纸面向外。在导体棒由最低点运动到最高点的过程中，由动能定理可知

可解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

12．【答案】B

【解析】

【详解】如图所示，两根长直线，电流大小相同，方向相反。则a受到b产生磁场的作用力向左大小为，那么b受到a产生磁场的作用力向右大小为，这两个力大小相等，方向相反，即

当再加入匀强磁场时，设a在磁场中受到的安培力为，则a受到的作用力为

或

由于b的电流方向和a的电流方向相反，把新加的匀强磁场反向，b所受的安培力的方向和磁场未反向时a所受安培力方向相同，大小相等，则b受到的磁场力大小为

或

将

代入

或

可得

或

故B正确，ACD错误。

故选B。

13．【答案】B

【解析】

【详解】天平原本处于平衡状态，线圈受到向上的安培力作用；由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，将该矩形线圈改为三角形线圈，则有效长度最短，磁场强度B和电流大小I不变，所以所受的安培力变小，则天平向右倾斜。
故选B．

点睛：本题主要考查了安培力，在计算通电导体在磁场中受到的安培力时，一定要注意F=BIL公式的L是指导体的有效长度．

14．【答案】A

【解析】【来源】2021年山东省普通高中学业水平选择性考试（山东卷）

根据

可得卫星做圆周运动的线速度

根据右手定则可知，导体绳产生的感应电动势相当于上端为正极的电源，其大小为

因导线绳所受阻力f与安培力F平衡，则安培力与速度方向相同，可知导线绳中的电流方向向下，即电池电动势大于导线绳切割磁感线产生的电动势 ，可得

解得

故选A。

15．【答案】D

【解析】

【详解】A．通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，故AB错误；
C．由右手螺旋定则可知：在处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，所所受安培力向右；由右手螺旋定则可知：在处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，所所受安培力向左，则两导线相互远离，故C错误，D正确．

点睛：通电导线处于磁场中要受到安培力作用，可得：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可作为结论让学生记住．