高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力精练

【特供】物理沪科版选择性必修第二册第1节安培力-3优质练习

一．单项选择

1．如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时，导线所受安培力的方向为（　　）

A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右

2．质量为m，长度为L的金属细杆放在倾角为θ的斜面上，杆与斜面间的动摩擦因数为μ，杆中通有垂直纸面向里的恒定电流，整个装置处在如图所示的匀强磁场中，杆处于静止状态，其中杆与斜面间的动摩擦因数不可能为零的是（　　）

A.  B.  C.  D.

3．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b长度均为L，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B，a和b中分别通有电流强度为I和2I的恒定电流，且电流方向相同，已知a导线受到的磁场力大小为零，则b导线受到的磁场力大小为（　　）

A. 0 B. IBL C. 2IBL D. 3IBL

4．如图，两根平行放置于光滑水平桌面的相同的长直导线a和b，通有大小分别为I和2I。方向相反的电流，则两根导线（　 　）

A．相互吸引，加速度大小相等 B．相互排斥，加速度大小相等

C．相互吸引，电流大的加速度大 D．相互排斥，电流大的加速度大

5．在下列四幅图中，关于电场力和安培力的方向正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

6．如图所示，匀强磁场方向水平向右，一根长为L的直导线，折成互相垂直等长的两部分和后放在匀强磁场中，段竖直，段与磁场平行，给导线通以大小为I的电流，导线受到的安培力为F；保持导线固定，将磁场以导线为轴转过，则导线受到的安培力大小为.下列说法正确的是（　　）

A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为

C.  D.

7．云南-广州特高压直流输电工程，是世界上第一个特高压直流输电工程。其局部仰视图如图所示，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1 > I2。a．b．c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a．c两点与b点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是（　　）

A. a点和c点处的磁感应强度相同

B. 导线B和A之间因安培力的作用而相互吸引

C. 导线B对A的安培力大于导线A对B的安培力

D. b点处的磁感应强度方向竖直向下

8．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为，玻璃皿的横截面的半径为，电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为，则（　 　）

A．由上往下看，液体做顺时针旋转

B．液体所受的安培力大小为

C．闭合开关，液体产生的焦耳热是

D．闭合开关后，液体热功率为

9．如图所示，在边长为L的等边三角形线框ABC由三根相同的导体连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，设导体AC受到的安培力大小为F1，导体ABC受到的安培力大小为F2，则F1：F2为（　 　）

A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．4：1

10．某同学做“旋转液体”实验，如图甲所示，将玻璃皿放置在蹄形磁铁两极间，玻璃皿中心放一电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，图乙为俯视图，闭合开关后（　 　）

A．由上往下看，液体顺时针旋转

B．只将．极互换，液体旋转方向不变

C．旋转液体消耗的电能全部转化为焦耳热

D．滑动变阻器的阻值变小，液体转速变大

11．如图所示对磁感强度B．电流I和安培力F方向的相互关系，表示正确的是（　　 ）

A． B． C． D．

12．如图所示，两平行放置．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导线通有电流强度为I，b导线中通过电流方向相反且电流强度为2I的电流时，a导线受到的安培力为F1，b导线受到的安培力为F2，则a导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为(　　)

A.  B.  C.  D.

13．如图所示，是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是（　 　）

A． B． 

C． D．

14．某同学想利用“电磁弹簧测力计”测量磁感应强度，如图所示．一长为l的金属棒ab用两个完全相同的．劲度系数均为k的弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关S与一电动势为E的电源相连，回路总电阻为R．开关S断开，金属棒处于平衡状态时，弹簧伸长长度为x0；闭合开关S，金属棒再处于平衡状态时，弹簧伸长长度为x．重力加速度为g，则关于金属棒质量m和磁感应强度的大小B，下列关系式正确的是

A m=，B=

B. m=，B=

C. m=，B=

D. m=，B=

15．如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（　　）

A. 金属棒受到的安培力大小为

B. 金属棒受到的摩擦力大小为

C. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的摩擦力将减小

D. 若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将减小

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】

【详解】根据安培定则，可知蹄形电磁铁的分布情况，如图所示

故导线所处位置的磁感应线的切线方向为水平向右，根据左手定则，可以判断导线所受安培力的方向为向下。

故选B。

2．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据左手定则判断出金属杆受到的安培力方向竖直向上，金属棒受到的重力与安培力的合力可能为0，故动摩擦因数可能为0，不符合题意，故A错误；

B．根据左手定则判断出金属杆受到的安培力方向竖直向下，安培力和重力都有沿着斜面向下的分力，此时根据平衡可判断出摩擦力方向沿着斜面向上，且不可能为0，符合题意，故B正确；

C．根据左手定则判断出金属杆受到的安培力方向水平向右，安培力沿着斜面向上的分力与重力沿着斜面向下的分力大小可能相等，根摩擦力可能为0，不符合题意，故C错误；

D．根据左手定则判断出金属杆受到的安培力方向沿着斜面向上，安培力与重力沿着斜面向下的分力大小可能相等，摩擦力可能为0，不符合题意，故D错误。

故选B。

3．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由左手定则可知，A导线受到安培力大小为BIL，方向向左，故受到b导线的作用力方向向右，大小等于BIL，对b导线受力分析可知，受到安培力2BIL，方向向左，受到a导线的作用力大小等于BIL，方向向左，故b导线受到的合力为3BIL，D正确。

故选D。

4．【答案】B

【解析】

根据安培定则，导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直纸面向外，根据左手定则，导线b受到的安培力方向为垂直于b向外。根据力的作用是相互的，所以两根导线相互排斥，加速度大小相等。

故选B。

5．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．负电荷在电场中所受电场力方向和电场方向相反，故A错误；

B．由左手定则可得掌心向左（磁场B方向向右），四指垂直纸面向外（电流I方向），大拇指向上（安培力F方向），故B正确；

C．电流方向和磁场方向平行，不受安培力，故C错误；

D．由左手定则可得掌心在纸面内向里（磁场B方向垂直纸面向外）四指沿导体棒向下（电流I方向），大拇指垂直导体棒向上（安培力F方向），故D错误。

故选B。

6．【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意知

解得

所以选项AB错误；

CD．将磁场在水平面内转过，．两段受到的安培力大小均为F，互相垂直，则导线受到的安培力大小，所以选项C错误；D正确；

故选D。

7．【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．由右手定则可知导线A在其左侧的磁场向下，在其右侧产生的磁场向上；导线B在其左侧的磁场向下，在其右侧产生的磁场向上，因此a点磁场向下，c点磁场向上，故A错误；

B．A和B导线电流方向相同，同种导线相互吸引，则导线AB相互吸引，故B正确；

C．B对A的安培力与导线A对B的安培力是一对相互作用力大小相等．方向相反，故C错误；

D．由题知I1 > I2，则导线A在b点产生的磁感应强度比导线B在b点产生的磁感应强度大，导线A在b点的磁场水平向左，导线B在b点水平向右，因此b点磁场竖直向上，故D错误。

故选B。

8．【答案】D

【解析】

A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；

B．电压表的示数为1.5V，则根据闭合电路的欧姆定律

E＝U+IR0+Ir

代入数据可得电路中的电流值

I=0.3A

液体所受的安培力大小为

F=BIL=BIa=0.1×0.3×0.05N=1.5×10﹣3N

故B错误；

C．液体的等效电阻为R=0.9Ω，10s内液体的热能

Q=I2Rt=0.32×0.9×10J=0.81J

故C错误；

D．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω，则液体热功率为

P热=I2R=0.32×0.9W=0.081W

故D正确。

故选D。

9．【答案】C

【解析】

由已知条件可知ABC边的有效长度与AC相同，等效后的电流方向也与AC相同，边ABC的电阻等于边AC的电阻的两倍，两者为并联关系，设AC中的电流大小为2I，则ABC中的电流为I，设AC的长为L，由题意知

F1=2BIL

所以边ABC所受安培力为

F2＝BIL

方向与MN边所受安培力的方向相同，故有

F1:F2=2:1

故C正确，ABD错误；
故选C。

10．【答案】D

【解析】

AB．根据左手定则，电流受力方向为逆时针，所以液体将沿逆时针旋转，将．极互换，液体旋转方向改变。AB错误；

C．根据能量守恒，旋转液体消耗的电能转化为动能和热能。C错误；

D．滑动变阻器的阻值变小，电路的电流将增大，液体受到的安培力将增大，旋转转速将变大。D正确。

故选D。

11．【答案】D

【解析】【来源】宁夏银川市长庆高级中学2020-2021学年高二（上）期末物理试题

A．由左手定则可知，通电导线受到的安培力F应竖直向下，A错误；

B．由左手定则可知，通电导线受到的安培力F应斜向左上方且与磁场B垂直，B错误；

C．电流方向与磁场方向平行，不受安培力作用，C错误；

D．由左手定则可知，图中所画磁感强度B．I和安培力F方向的相互关系正确，D正确。

故选D。

12．【答案】C

【解析】

【详解】a．b中电流方向相反，两导线之间的安培力为斥力，设大小为F，对a有：

F1＝F＋BIL

对b有：

F2＝F＋2BIL

解两式得：

F＝2F1－F2

对于导线b

F＝2F1－F2＝B′·2IL

解得

B′＝．

A． ，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论不相符，选项B错误；

C． ，与结论相符，选项C正确；

D．，与结论不相符，选项D错误；

故选C.

13．【答案】B

【解析】

A．根据左手定则可得，安培力的方向垂直导线斜向上，故A错误；

B．根据左手定则可得，安培力的方向水平向左，故B正确；

C．根据左手定则可得，安培力的方向向下，故C错误；

D．根据左手定则可得，安培力的方向水平向左，故D错误。

故选B。

14．【答案】C

【解析】

【详解】开关断开时

2kx0＝mg

闭合开关后

2kx＋BIl＝mg

其中I＝

联立上式可得

A．m=，B=，与结论不相符，选项A错误；

B．m=，B=，与结论不相符，选项B错误；

C．m=，B=，与结论相符，选项C正确；

D．m=，B=，与结论不相符，选项D错误；

15．【答案】D

【解析】

【详解】ABD．作出金属棒受力示意图，如图所示

根据安培力公式可得金属棒所受安培力为

根据平衡条件得

若只增大磁感应强度后，由上式可得金属棒对导轨的压力将减小，故A．B错误，D正确；

C．改变电流方向，则金属棒所受的安培力与原来方向相反，根据平衡条件则有

金属棒对导轨的摩擦力的大小不变，故C错误；

故选D。