高中教科版 (2019)1 安培力综合训练题

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A组 基础巩固练
1．D [根据左手定则可知，安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直，但磁感应强度的方向不一定跟电流方向垂直，故D正确。]
2．C [根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，四指指向电流方向，A选项安培力方向向下，故A错误；B选项通电导线与磁场平行，不受安培力，故B错误；C选项安培力方向向下，故C正确；D选项安培力方向垂直于纸面向外，故D错误。]
3．C [由于线框在a、b产生的磁场作用下处于静止状态，且有向外扩张的形变趋势，线框的左边的作用力方向向左，由左手定则可知，线框左边所处磁场的方向垂直于纸面向里，则a导线电流向上，线框的右边的作用力方向向右，由左手定则可知，线框右边所处磁场的方向垂直纸面向里，则b导线电流向下，即a向上，b向下，故C正确。]
4．A [根据同向电流相互吸引、异向电流相互排斥，则知线框左侧的电流受到的安培力向左，右侧的安培力向右，由于左侧靠近电流I1，则I1对线框左侧的安培力大于对右侧的安培力，线框所受的安培力合力方向向左，则线框将靠近通电直导线，故A正确。]
5．D [导线在磁场内有效长度为2L sin 30°，故该V形通电导线受到的安培力大小为F＝BI·2L sin 30°＝BIL，故A、B错误；由左手定则可得安培力方向向上，故C错误，D正确。]
6．D [在磁场中通电导线的有效长度为 2L，每一匝线圈都要受到安培力，则线圈所受的安培力大小是 2nBIL，故D正确。]
7．解析：(1)电流反向后丝线拉力变小，说明反向之前导体棒受到的安培力竖直向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外。
(2)当电流由a到b，有mg＋F＝2T1
当电流b到a时可得mg＝2T2＋F
则F＝0.05 N。
(3)由安培力公式F＝BIl代入数据解得B＝0.125 T。
答案：(1)垂直纸面向外 (2)0.05 N (3)0.125 T
8．D [由左手定则判断安培力方向向左，根据平衡条件可得BIL＝μmg，解得B＝0.25 T，故D正确，A、B、C错误。]
9．D [第一种情况下，导体棒所受安培力沿斜面向上，因导体棒恰好受力平衡，对导体棒受力分析，有向下的重力，垂直于斜面向上的支持力和沿着斜面向上的安培力，所以有mg sin θ＝B1IL．第二种情况下，导体棒所受安培力水平向右，且导体棒受力平衡，对导体棒受力分析，有向下的重力，垂直于斜面向上的支持力和水平向右的安培力，则有mg tan θ＝B2IL，两种情况下导体棒所受安培力大小不相等，斜面对导体棒的支持力也不相等，故A、B错误；由A、B选项中两方程可得，两种情况下磁感应强度大小的关系为B1＝B2cs θ，故C错误，D正确。]
B组 素养提升练
10．A [天平原本处于平衡状态，所以线圈所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线圈平面与磁场强度垂直，且线圈不全在磁场区域内，所以线圈与磁场区域的交点的长度等于线圈在磁场中的有效长度，磁场强度B和电流大小I相等，由图可知，A图的有效长度最长，所以A图中线圈所受的安培力最大，则A图天平最容易失去平衡，A正确，B、C、D错误。]
11．C [闭合开关后，可看到弹簧的下端离开水银面后又回到水银中，并不断重复这种过程。当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，之后重复上述过程。故弹簧的长度会出现周期性变化，故C正确。]
12．D [当导线静止在图(a)右侧时，导体棒MN在重力、拉力和安培力的作用下处于平衡状态，由平衡条件可知，导体棒所受安培力指向右侧，又安培力与磁场方向垂直，所以安培力垂直于轻绳指向右上方，由左手定则可知，导线中电流方向由M指向N，A项错误；由平衡条件有轻绳拉力F＝mg2-BIL2，又BIL＝mg sin θ，得sin θ＝BLmgI，分析易知B、C项错误，D项正确。]
13．解析：(1)根据F＝ILB可知，电流反向前后，磁场对bc边的作用力大小相等，设为F，
由左手定则可知，它们的方向是相反的。电流反向前，磁场对bc边的作用力向上，电流反向后，磁场对bc边的作用力向下。
则有：2F＝2×10-2×10 N＝0.2 N，
解得：F＝0.1 N，即磁场对bc边的作用力大小是0.1 N。
(2)因为磁场对矩形线圈的作用力F＝NBIL
解得：B＝FNIL＝0.110×0.1×0.1 T＝1 T。
答案 (1)0.1 N (2)1 T
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