《2019-2020学年高二物理教科版选修3-1同步测练：（17）磁场对运动电荷的作用-安培力 Word版含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高二物理教科版选修3-1同步测练：（17）磁场对运动电荷的作用-安培力 Word版含答案.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 1 页 共 8 页 磁场对通电导线的作用-安培力 1、下列说法正确的是( ) A.将通电直导线放在某处,若通电直导线所受安培力为零,则该处的磁感应强度为零 B.某点的磁场方向,与放在该点的极短的通电导线所受安培力的方向可以成任意夹角 C.某点的磁场方向,与放在该点的小磁针北极受到的磁场力的方向相同 D.给两平行直导线通以方向相反的电流时,两通电导线通过磁场相互吸引 2、某同学画的表示磁场 B、电流 I 和安培力 F 的相互关系如图所示,其中正确的是( ) A. B. C. D. 3、 如图所示， “L” 形导线固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，abcabbc 长为，长为.导线通入
2、恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与ablbc 3 4 lbc 夹角为，则（ ） A. 74 ,tan 43 FBIl B. 73 ,tan 44 FBIl C. 54 ,tan 43 FBIl D. 53 ,tan 44 FBIl 第 2 页 共 8 页 4、地球赤道附近,地磁场的方向近似为水平向北.在赤道上水平架设根东西方向的直流输 电导线并通有自西向东方向的电流.由于地磁场的作用,该导线受到安培力的方向为( ) A.向上B.向下C.向南D.向北 5、 如图所示,一个边长为L的正方形金属框竖直放置,各边电阻相同,金属框放置在磁感应强 度大小为B、方向垂直于金属框所在平面向里的匀强
3、磁场中.若两端与导线相连,由AAB、 到B通以如图所示方向的电流(从A点流入、B点流出),流过边的电流为,则金属框受ABI 到的安培力大小和方向分别为( ) A.竖直向下2BIL B.竖直向上 4 3 BIL C.竖直向上BIL D.竖直向下 3 4 BIL 6、如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面 的压力为,现在磁铁正上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后, 磁 1 N 铁对水平面的压力为,则以下说法正确的是( ) 2 N A.弹簧长度将变长, 12 NN B.弹簧长度将变短, 12 NN C.弹簧长度将变长, 12 NN D.弹簧
4、长度将变短, 12 NN 7、如图，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成 30角，导线中通过的电流为I， 为了增大导线所受的安培力，下列四种方法中可行的是( ) 第 3 页 共 8 页 A.增大电流I B.增大直导线的横截面积 C.将导线在纸面内顺时针转 30 D.将导线在纸面内逆时针转 60 8、 两根固定的相互平行的直导线A和B相距为L,电流方向如图所示.导线C用轻绳悬挂在A、 B导线的中间上方，距离为,三根导线中的电流都为I.下列说法正确的是( ) 3 2 L A.从上往下看，导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小 B.从上往下看，导线C逆时针转动，同时绳子的张力变大 C.当C转到与A
5、、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:3:1 D.当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为 1:1:1 9、实验室常用的电流表是磁电式仪表,其结构示意图如图甲所示,蹄形磁铁和铁芯间的磁场 均匀地辐向分布,如图乙所示.当线圈通以如图乙所示的电流时(a端电流方向为垂直纸面向 外),下列说法不正确的是( ) 第 4 页 共 8 页 A.根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的大小 B.线圈在转动过程中,它的磁通量在发生变化 C.线圈中电流增大时,螺旋弹簧被扭紧,阻碍线圈转动 D.当线圈转到如图乙所示的位置时,安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动 10
6、、 倾角为的光滑导电轨道间接有电源,轨道间距为L,轨道上放一根质量为m的金属杆,ab 金属杆中的电流为,现加一垂直金属杆的匀强磁场,如图所示,杆保持静止,则磁感Iabab 应强度的方向和大小可能为( ) A.磁场方向垂直轨道平面向上时,磁感应强度最小,大小为 sinmg IL B.磁场方向沿z轴正方向,大小为 mg IL C.磁场方向沿x轴正方向,大小为 mg IL D.磁场方向沿z轴正方向,大小为 tanmg IL 11、水平面上有电阻不计的 U 形金属导轨,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电NMPQ 动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨放一根质量为m、接入电阻为R的金属棒,并ab 加
7、一个范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为,且斜指向右上 方,如图所示.重力加速度为g,求: 第 5 页 共 8 页 1.当棒静止时,棒受到的支持力和摩擦力各为多少;abab 2.若B的大小和方向均能改变,则要使棒所受支持力为零,B的最小值及其方向.ab 1 答案及解析： 答案：C 解析：即使通电直导线所在处的磁感应强度不为零,当通电直导线中电流的方向与磁 场方向平行时,磁场对通电直导线也没有安培力作用,故 A选项错误;通电直导线在磁 场中所受的安培力方向与磁场方向相互垂直,故 B 选项错误;给两平行直导线通以方 向相反的电流时,用安培定则确定其中一根导线周围的磁场方向,
8、可判断另一根导线 受到远离第一根导线的安培力作用,即两通电导线相互排斥,故 D选项错误;某点的磁 场方向,与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同,C 选项正确. 2 答案及解析： 答案：D 解析 ： 试题分析:根据左手定则可知,A 图中安培力方向应该向下,B 图中安培力应该垂直于磁 场斜向下,C 图中磁场方向和电流方向在同一直线上,不受安培力作用,D 图中安培力方向斜 向左下方垂直于电流方向,故 ABC 错误,D 正确. 故选 D. 点评:左手定则中涉及物理量及方向较多,在应用过程中容易出现错误,要加强练习,增加熟 练程度. 3 答案及解析： 答案：D 第 6 页 共 8 页 解析：通电导
9、线在匀强磁场中受到安培力，其有效长度为a、c连线的长度， ，根据安培力公式得,根据左手定则，安培力的 2 2 35 44 l Lll FBIL 5 4 FBIl 方向垂直于a、c连线，方向与夹角的正切值，选项 D 正确.bc 3 tan 4 4 答案及解析： 答案：A 解析：因为赤道附近地磁场的方向近似水平向北,输电导线中的电流方向自两向东, 由左手定则可知,该导线所受安培力的方向竖直向上.故选项 A 正确,B、C、D 错误. 5 答案及解析： 答案：B 解析：由题图可知,电流从A点流入、B点流出,则有和的电流,ABADCB 而的电流产生的安培力可等效成边受到的安培力,由于流过边ADCBDCA
10、B 的电流为,金属框各边电阻相等,根据并联电路特点,流过边的电流为,因此金属IDC 1 3 I 框受到的合安培力为,根据左手定则,金属框所受安培力方向竖直向上,故 B 正确,A、 4 3 BIL C、D 错误. 6 答案及解析： 答案：B 解析：开始时条形磁铁受重力和支持力,二力平衡,故弹簧处于原长,磁铁对水平面的压力等 于磁铁的重力;增加通电导体棒后,根据条形磁铁磁感线分布情况得到导体棒所在位置磁场 方向如图所示,由左手定则可判断出导体棒所受安培力方向如图所示.由牛顿第三定律可知, 条形磁铁受到导体棒的作用力斜向左上方,故条形磁铁对水平面的压力减小,同时弹簧缩短. 故选 B. 第 7 页 共
11、 8 页 7 答案及解析： 答案：AD 解析：由知，当增大电流时，可增大通电直导线所受的安培力，故 A 可行；sin30FBIL 由知，当增大直导线的横截面积时，不会影响通电直导线所受的安培力，sin30FBIL 故 B 不可行；内顺时针转时，虽然导线长度没有变化，但所受安培力为 0,故 C 不可行；30 当导线在纸面内逆时针时，虽然导线长度没有变化，由知其所受安培60sin90FBIL 力变大，故 D 可行。 8 答案及解析： 答案：BD 解析 ： 由安培定则可以判断导线C左侧的磁感应强度竖直方向的分量从下往上，右侧的磁感 应强度竖直方向的分量从上往下， 从而可判断导线C左侧受到垂釭纸面向外
12、的力， 右侧受到 垂直纸面向里的力， 从上往下看， 导线C逆时针转动 ； 利用极限法可判断导线C 转动到A、 B 与平行时受到向下的安培力，所以绳子张力变大，A 错误,B 正确.转到与A、B平行时，三根 导线处于等边三角形的顶点上，三根导线电流方向都足垂直纸面向里，且电流大小都为 I, 所以A、B和C单位长度受到的磁场作用力大小相等，C 错误,D 正确. 9 答案及解析： 答案：BD 解析 ： 线圈在磁场中由于受安培力而发生转动,电流越大则指针偏角越大,故根据指针偏转角 度的大小,可以知道被测电流的大小,故 A 正确;由磁场的分布特点可知线圈中的磁通量始终 不变,故 B 错误;当通电后,处于磁
13、场中的线圈受到安培力作用,使其转动,螺旋弹簧被扭动, 则 受到弹簧的阻力,从而阻碍线圈转动,最终使指针静止,故 C 正确;由左手定则可知,a端线圈 受力向上,b端受力向下,故安培力使线圈沿顺时针方向转动,故 D 错误.本题选错误的,故选 B、D. 10 答案及解析： 第 8 页 共 8 页 答案：ACD 解析：由分析可知,当磁场方向垂直轨道平面向上时,B最小,根据平衡条件有 ,则,故选项 A 正确;当磁场方向沿z轴正方向时,安培力sinmgBIL sinmg B IL 方向指向x轴负方向,由平衡条件可得,则,故选项 B 错tanmgBIL tanmg B IL 误,D 正确;当磁场方向沿x轴正
14、方向时,安培力方向竖直向上,则根据平衡条件有 ,即,故选项 C 正确.mgBIL mg B IL 11 答案及解析： 答案：1.;2.,方向水平向右sin EBL R cos EBL mg R mgR EL 解析：1.从b向a看,金属棒受力如图所示,竖直方向有,水平方向有cosNFmg ,而,联立可得,.sinfFFBIL E I R sin EBL f R cos EBL Nmg R 2.若棒受到的支持力为零,则,所以,当时,B有abcos EBL mg R cos mgR B EL cos1 最小值,此时,方向竖直向上,依据左手定则,可知此时磁感应强度方 min mgR B EL Fmg 向向右.