2024-2025學(xué)年高中物理同步測練17磁吃運動電荷的作用-安培力含解析教科版選修3-1

PAGE8-磁場對通電導(dǎo)線的作用-安培力1、下列說法正確的是()A.將通電直導(dǎo)線放在某處,若通電直導(dǎo)線所受安培力為零,則該處的磁感應(yīng)強度為零B.某點的磁場方向,與放在該點的極短的通電導(dǎo)線所受安培力的方向可以成隨意夾角C.某點的磁場方向,與放在該點的小磁針北極受到的磁場力的方向相同D.給兩平行直導(dǎo)線通以方向相反的電流時,兩通電導(dǎo)線通過磁場相互吸引2、某同學(xué)畫的表示磁場B、電流I和安培力F的相互關(guān)系如圖所示,其中正確的是(

)3、如圖所示，“L”形導(dǎo)線固定并垂直放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，，長為，長為.導(dǎo)線通入恒定電流I，設(shè)導(dǎo)線受到的安培力大小為F，方向與夾角為θ，則（ ）A.B.C.D.4、地球赤道旁邊,地磁場的方向近似為水平向北.在赤道上水平架設(shè)—根東西方向的直流輸電導(dǎo)線并通有自西向東方向的電流.由于地磁場的作用,該導(dǎo)線受到安培力的方向為()A.向上 B.向下 C.向南 D.向北5、如圖所示,一個邊長為L的正方形金屬框豎直放置,各邊電阻相同,金屬框放置在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于金屬框所在平面對里的勻強磁場中.若兩端與導(dǎo)線相連,由A到B通以如圖所示方向的電流(從A點流入、B點流出),流過邊的電流為,則金屬框受到的安培力大小和方向分別為()

A.豎直向下

B.豎直向上

C.豎直向上

D.豎直向下6、如圖所示,在光滑水平面上一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時磁鐵對水平面的壓力為,現(xiàn)在磁鐵正上方位置固定一導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面對里的電流后,磁鐵對水平面的壓力為,則以下說法正確的是()A.彈簧長度將變長,

B.彈簧長度將變短,

C.彈簧長度將變長,

D.彈簧長度將變短,7、如圖，直導(dǎo)線處于足夠大的勻強磁場中，與磁感線成30°角，導(dǎo)線中通過的電流為I，為了增大導(dǎo)線所受的安培力，下列四種方法中可行的是()A.增大電流IB.增大直導(dǎo)線的橫截面積C.將導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)30°D.將導(dǎo)線在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)60°8、兩根固定的相互平行的直導(dǎo)線A和B相距為L,電流方向如圖所示.導(dǎo)線C用輕繩懸掛在A、B導(dǎo)線的中間上方，距離為,三根導(dǎo)線中的電流都為I.下列說法正確的是()

A.從上往下看，導(dǎo)線C順時針轉(zhuǎn)動，同時繩子的張力變小

B.從上往下看，導(dǎo)線C逆時針轉(zhuǎn)動，同時繩子的張力變大

C.當(dāng)C轉(zhuǎn)到與A、B平行時，A、B和C單位長度所受的磁場作用力大小之比為

D.當(dāng)C轉(zhuǎn)到與A、B平行時，A、B和C單位長度所受的磁場作用力大小之比為1:1:1

9、試驗室常用的電流表是磁電式儀表,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示,蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場勻稱地輻向分布,如圖乙所示.當(dāng)線圈通以如圖乙所示的電流時(a端電流方向為垂直紙面對外),下列說法不正確的是()A.依據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小,可以知道被測電流的大小

B.線圈在轉(zhuǎn)動過程中,它的磁通量在發(fā)生變更

C.線圈中電流增大時,螺旋彈簧被扭緊,阻礙線圈轉(zhuǎn)動

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置時,安培力的作用使線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動10、傾角為的光滑導(dǎo)電軌道間接有電源,軌道間距為L,軌道上放一根質(zhì)量為m的金屬桿,金屬桿中的電流為,現(xiàn)加一垂直金屬桿的勻強磁場,如圖所示,桿保持靜止,則磁感應(yīng)強度的方向和大小可能為()A.磁場方向垂直軌道平面對上時,磁感應(yīng)強度最小,大小為B.磁場方向沿z軸正方向,大小為C.磁場方向沿x軸正方向,大小為D.磁場方向沿z軸正方向,大小為11、水平面上有電阻不計的U形金屬導(dǎo)軌,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放一根質(zhì)量為m、接入電阻為R的金屬棒,并加一個范圍足夠大的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向與水平面夾角為θ,且斜指向右上方,如圖所示.重力加速度為g,求:1.當(dāng)棒靜止時,棒受到的支持力和摩擦力各為多少;2.若B的大小和方向均能變更,則要使棒所受支持力為零,B的最小值及其方向.1答案及解析：答案：C解析：即使通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度不為零,當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流的方向與磁場方向平行時,磁場對通電直導(dǎo)線也沒有安培力作用,故A選項錯誤;通電直導(dǎo)線在磁場中所受的安培力方向與磁場方向相互垂直,故B選項錯誤;給兩平行直導(dǎo)線通以方向相反的電流時,用安培定則確定其中一根導(dǎo)線四周的磁場方向,可推斷另一根導(dǎo)線受到遠離第一根導(dǎo)線的安培力作用,即兩通電導(dǎo)線相互排斥,故D選項錯誤;某點的磁場方向,與放在該點的小磁針北極受到的磁場力方向相同,C選項正確.2答案及解析：答案：D解析：試題分析:依據(jù)左手定則可知,A圖中安培力方向應(yīng)當(dāng)向下,B圖中安培力應(yīng)當(dāng)垂直于磁場斜向下,C圖中磁場方向和電流方向在同始終線上,不受安培力作用,D圖中安培力方向斜向左下方垂直于電流方向,故ABC錯誤,D正確.

故選D.

點評:左手定則中涉及物理量及方向較多,在應(yīng)用過程中簡單出現(xiàn)錯誤,要加強練習(xí),增加嫻熟程度.3答案及解析：答案：D解析：通電導(dǎo)線在勻強磁場中受到安培力，其有效長度為a、c連線的長度，，依據(jù)安培力公式得,依據(jù)左手定則，安培力的方向垂直于a、c連線，方向與夾角θ的正切值，選項D正確.4答案及解析：答案：A解析：因為赤道旁邊地磁場的方向近似水平向北,輸電導(dǎo)線中的電流方向自兩向東,由左手定則可知,該導(dǎo)線所受安培力的方向豎直向上.故選項A正確,B、C、D錯誤.5答案及解析：答案：B解析：由題圖可知,電流從A點流入、B點流出,則有和的電流,而的電流產(chǎn)生的安培力可等效成邊受到的安培力,由于流過邊的電流為,金屬框各邊電阻相等,依據(jù)并聯(lián)電路特點,流過邊的電流為,因此金屬框受到的合安培力為,依據(jù)左手定則,金屬框所受安培力方向豎直向上,故B正確,A、C、D錯誤.6答案及解析：答案：B解析：起先時條形磁鐵受重力和支持力,二力平衡,故彈簧處于原長,磁鐵對水平面的壓力等于磁鐵的重力;增加通電導(dǎo)體棒后,依據(jù)條形磁鐵磁感線分布狀況得到導(dǎo)體棒所在位置磁場方向如圖所示,由左手定則可推斷出導(dǎo)體棒所受安培力方向如圖所示.由牛頓第三定律可知,條形磁鐵受到導(dǎo)體棒的作用力斜向左上方,故條形磁鐵對水平面的壓力減小,同時彈簧縮短.故選B.7答案及解析：答案：AD解析：由知，當(dāng)增大電流時，可增大通電直導(dǎo)線所受的安培力，故A可行；由知，當(dāng)增大直導(dǎo)線的橫截面積時，不會影響通電直導(dǎo)線所受的安培力，故B不行行；內(nèi)順時針轉(zhuǎn)時，雖然導(dǎo)線長度沒有變更，但所受安培力為0,故C不行行；當(dāng)導(dǎo)線在紙面內(nèi)逆時針時，雖然導(dǎo)線長度沒有變更，由知其所受安培力變大，故D可行。8答案及解析：答案：BD解析：由安培定則可以推斷導(dǎo)線C左側(cè)的磁感應(yīng)強度豎直方向的重量從下往上，右側(cè)的磁感應(yīng)強度豎直方向的重量從上往下，從而可推斷導(dǎo)線C左側(cè)受到垂釭紙面對外的力，右側(cè)受到垂直紙面對里的力，從上往下看，導(dǎo)線C逆時針轉(zhuǎn)動；利用極限法可推斷導(dǎo)線C轉(zhuǎn)動到A、B與平行時受到向下的安培力，所以繩子張力變大，A錯誤,B正確.轉(zhuǎn)到與A、B平行時，三根導(dǎo)線處于等邊三角形的頂點上，三根導(dǎo)線電流方向都足垂直紙面對里，且電流大小都為I,所以A、B和C單位長度受到的磁場作用力大小相等，C錯誤,D正確.9答案及解析：答案：BD解析：線圈在磁場中由于受安培力而發(fā)生轉(zhuǎn)動,電流越大則指針偏角越大,故依據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小,可以知道被測電流的大小,故A正確;由磁場的分布特點可知線圈中的磁通量始終不變,故B錯誤;當(dāng)通電后,處于磁場中的線圈受到安培力作用,使其轉(zhuǎn)動,螺旋彈簧被扭動,則受到彈簧的阻力,從而阻礙線圈轉(zhuǎn)動,最終使指針靜止,故C正確;由左手定則可知,a端線圈受力向上,b端受力向下,故安培力使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動,故D錯誤.本題選錯誤的,故選B、D.10答案及解析：答案：ACD解析：由分析可知,當(dāng)磁場方向垂直軌道平面對上時,B最小,依據(jù)平衡條件有,則,故選項A正確;當(dāng)磁場方向沿z軸正方向時,安培力方向指向x軸負(fù)方向,由平衡條件可得,,則,故選項B錯誤,D