-2021-2022学年高二下学期物理教科版2019选择性必修第二册1.1安倍力专题练习 (Word版含答案)
文档属性
| 名称 | -2021-2022学年高二下学期物理教科版2019选择性必修第二册1.1安倍力专题练习 (Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 362.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-05 16:34:31 | ||
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文档简介
1.1安倍力
一、选择题（共18题）
1．如图所示，长为L的直导线垂直放置于匀强磁场中，导线中的电流大小为I，磁场的磁感应强度为B关于导线受到的安培力，下列说法正确的是( )
A．不受安培力
B．大小为BIL，方向为垂直于导线向左
C．大小为BIL，方向为垂直于导线向右
D．大小为BIL，方向为垂直于纸面向外
2．在赤道上空，沿东西方向水平放置两根通电直导线a 和b，且导线a在北侧，导线b在南侧，导线a中的电流方向向东，导线b中的电流方向向西，则关于导线a和地磁场对导线b的安培力F1和F2的方向判断正确的是（ ）
A．F1水平向北，F2竖直向上 B．F1竖直向下，F2水平向北
C．F1水平向南，F2竖直向下 D．F1竖直向上，F2水平向南
3．如图所示,轻质弹簧下面挂有一个边长L、质量为m的正方形金属框ABCD，各边电阻相同, 金属框放置在磁感应强度大小为B，方向垂直金属框向里的匀强磁场中．若A、B两端与导线相连,通以如图方向的电流时，弹簧恰好处于原长状态，则正方形金属框AB边的电流大小为（ ）
A．4mg/3BL B．mg/BL C．3mg/4BL D．mg/4BL
4．如图所示,在倾角为α的光滑固定斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（ ）
A．B=方向垂直斜面向上
B．B=方向垂直斜面向下
C．B=方向垂直斜面向上
D．B=方向竖直向下
5．当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图所示电流时，MN固定不动，金属框的运动情况是（ ）
A．金属框将靠近MN
B．金属框将远离MN
C．金属框将以xx′为轴转动
D．金属框将以yy′为轴转动
6．纸面内通电长直导线周围的磁场分布如图所示，A、为磁场中的两位置，且到的距离大于到的距离。将另一通电直导线平行于先后放置在A、两处（电流不变），设其所受安培力的大小分别为、，则（ ）
A． B． C． D．、方向相同
7．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒摆动的幅度，可能的操作是
A．把磁铁的N极和S极换过来
B．减小通过导体棒的电流强度I
C．把接入电路的导线从②、③两端换成①、④两端
D．更换磁性较弱的磁铁
8．如图所示，直导线垂直于磁场方向放在水平向右的匀强磁场中，通以垂直纸面向里的电流，则直导线受到安培力的方向
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
9．如图所示，正方形线圈有一半处在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．当线圈中以顺时针方向的流时，线圈将（ ）
A．向上平动 B．向下平动
C．向左平动 D．向右平动
10．如图所示，三根长为L平行的直线电流在空间构成以a为顶点的等腰直角三角形，其中a、b电流的方向垂直纸面向里，c电流方向垂直纸面向外，其中b、 c电流大小为I，在a处产生的磁感应强度的大小均为B，导线a通过的电流大小为I，则导线a受到的安培力为（ ）
A．2BIL，方向竖直向上 B．BIL，方向水平向右
C．BIL，方向竖直向上 D．4BIL，方向水平向左
11．利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小。用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”型线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计。当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力，当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1；接入恒定电压为E2时（电流方向与电压为E1时相反），拉力显示器的示数为F2。已知F1>F2，则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
12．如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的半径为R的N匝圆形线圈（线圈平面即纸面），线圈所在处的磁感应强度为B，磁场方向如图中箭头所示，在图（b）中当沿顺时针方向电流大小为I时。线圈所受安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示．水平面内有相距为的两平行定金属导轨，导轨左端接有电动势、内阻的电源，金属棒跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒接入电路部分的电阻，金属导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向与棒垂直且与水平面成角斜向右上方，棒始终静止于导轨上，下列说法正确的是（ ）
A．棒所受摩擦力水平向左 B．通过棒的电流为
C．棒所受安培力大小为 D．棒所受摩擦力大小为
14．如图所示，一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止状态，电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态，中点与导线的连线虚线正好沿竖直方向，下列说法正确的是（ ）
A．放上磁铁后，地面对导线产生摩擦力
B．放上磁铁后，地面对导线的支持力仍然等于重力
C．若把磁铁沿竖直方向向上移动，地面对导线的支持力越来越小
D．若把磁铁水平向右移动一小段距离，导线仍处于静止状态，则地面对导线的摩擦力向左
15．一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F.若将该导线做成 圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为（ ）
A．F B． F C． F D． F
16．如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力的大小关系为（ ）
A．Fa>Fb＝Fc B．Fa＝Fb>Fc C．Fa＝Fb＝Fc D．Fb>Fa>Fc
17．如图所示，一根长为L重力可忽略不计的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短 y,若通以向左的电流，大小也等于I时，弹簧伸长 y，则磁感应强度B为：
A． B． C． D．
18．在绝缘圆柱体上a、b两位置固定两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时， b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环平移到c处，它受到的安培力为F2．今保持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力 ( )
A．大小为|F1＋F2|，方向向左 B．大小为|F1－F2|，方向向左
C．大小为|F1＋F2|，方向向右 D．大小为|F1－F2|，方向向右
二、填空题
19．在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B=____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B=______T，导线受到的安培力F=_____N．
20．如图所示，有一根导线ab紧靠在竖直轨道上，它们之间的滑动摩擦因数为μ=0.5，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度B=0.4T．如果导线的质量为M=0.010kg，长度L=0.2m，问在导线ab中至少要通___A的电流才能使它保持静止？电流方向_____ ？（填“a到b”或“b到a”）（g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
21．一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的安培力为4×10－3 N，则导线中的电流是________ A，若将导线中的电流减小0.05 A，则该处的磁感应强度为________ T.
22．如图所示，长为d、质量为m的金属棒MN、两端由长度均为L的等长轻质细绳水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B；棒中通以某由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，则金属棒中的电流大小I=______；如果将悬线长度L增大，其余不变，则金属棒平衡时，θ角的相应变化情况是______（填“增大” “减小”或“不变”）
三、解答题
23．如图所示电路，金属杆ab垂直固定于宽为0.4m的金属导轨上，导轨平面水平并处于竖直向下的磁感应强度为5×10-3T的匀强磁场中．定值电阻R阻值为2Ω，其余电阻均不计；当开关闭合后，电流表的示数为1.5A．求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）1min内电流通过R产生的热量．
24．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间磁感应强度的大小均为B，磁极宽度均为L。忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接、当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。此时根据对应的供电电流I，可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。
（1）供电电流I是从C端，还是从D端流入；
（2）求重物质量与电流的关系。
25．如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻为r，问：
（1）若导线光滑，电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上？
（2）若导线光滑，匀强磁场大小和方向可以改变，但磁场方向始终与导体杆垂直．要使导体杆对导轨没有作用力，磁感应强度大小及方向如何？
26．如图所示，一根质量为m、长为L的细铜棒MN用两根等长的相同材质的细线水平地悬吊在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，不计空气阻力，重力加速度为g.
（1）通电后，当细线的张力为不通电时的时，棒中电流的大小和方向如何？
（2）如果通电后电流大小、方向均不变，将磁场方向变为竖直向上，铜棒平衡后，求每根细线上张力的大小。
参考答案
1．B2．C3．C4．A5．A6．B7．C8．B9．C10．A11．B12．D13．C14．C15．C16．B17．B18．B
19．2; 2； 0.15；
20．2.5 b到a
21．0.05 0.4
22． 不变
23．（1）F=3.0×10-3N（2）Q=270 J
24．(1)从D端流入；(2)
25．（1）（2） 水平向左
26．（1） ；由M指向N；（2）mg
一、选择题（共18题）
1．如图所示，长为L的直导线垂直放置于匀强磁场中，导线中的电流大小为I，磁场的磁感应强度为B关于导线受到的安培力，下列说法正确的是( )
A．不受安培力
B．大小为BIL，方向为垂直于导线向左
C．大小为BIL，方向为垂直于导线向右
D．大小为BIL，方向为垂直于纸面向外
2．在赤道上空，沿东西方向水平放置两根通电直导线a 和b，且导线a在北侧，导线b在南侧，导线a中的电流方向向东，导线b中的电流方向向西，则关于导线a和地磁场对导线b的安培力F1和F2的方向判断正确的是（ ）
A．F1水平向北，F2竖直向上 B．F1竖直向下，F2水平向北
C．F1水平向南，F2竖直向下 D．F1竖直向上，F2水平向南
3．如图所示,轻质弹簧下面挂有一个边长L、质量为m的正方形金属框ABCD，各边电阻相同, 金属框放置在磁感应强度大小为B，方向垂直金属框向里的匀强磁场中．若A、B两端与导线相连,通以如图方向的电流时，弹簧恰好处于原长状态，则正方形金属框AB边的电流大小为（ ）
A．4mg/3BL B．mg/BL C．3mg/4BL D．mg/4BL
4．如图所示,在倾角为α的光滑固定斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（ ）
A．B=方向垂直斜面向上
B．B=方向垂直斜面向下
C．B=方向垂直斜面向上
D．B=方向竖直向下
5．当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图所示电流时，MN固定不动，金属框的运动情况是（ ）
A．金属框将靠近MN
B．金属框将远离MN
C．金属框将以xx′为轴转动
D．金属框将以yy′为轴转动
6．纸面内通电长直导线周围的磁场分布如图所示，A、为磁场中的两位置，且到的距离大于到的距离。将另一通电直导线平行于先后放置在A、两处（电流不变），设其所受安培力的大小分别为、，则（ ）
A． B． C． D．、方向相同
7．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒摆动的幅度，可能的操作是
A．把磁铁的N极和S极换过来
B．减小通过导体棒的电流强度I
C．把接入电路的导线从②、③两端换成①、④两端
D．更换磁性较弱的磁铁
8．如图所示，直导线垂直于磁场方向放在水平向右的匀强磁场中，通以垂直纸面向里的电流，则直导线受到安培力的方向
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
9．如图所示，正方形线圈有一半处在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．当线圈中以顺时针方向的流时，线圈将（ ）
A．向上平动 B．向下平动
C．向左平动 D．向右平动
10．如图所示，三根长为L平行的直线电流在空间构成以a为顶点的等腰直角三角形，其中a、b电流的方向垂直纸面向里，c电流方向垂直纸面向外，其中b、 c电流大小为I，在a处产生的磁感应强度的大小均为B，导线a通过的电流大小为I，则导线a受到的安培力为（ ）
A．2BIL，方向竖直向上 B．BIL，方向水平向右
C．BIL，方向竖直向上 D．4BIL，方向水平向左
11．利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B的大小。用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”型线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计。当有拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力，当线框接入恒定电压为E1时，拉力显示器的示数为F1；接入恒定电压为E2时（电流方向与电压为E1时相反），拉力显示器的示数为F2。已知F1>F2，则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
12．如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的半径为R的N匝圆形线圈（线圈平面即纸面），线圈所在处的磁感应强度为B，磁场方向如图中箭头所示，在图（b）中当沿顺时针方向电流大小为I时。线圈所受安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示．水平面内有相距为的两平行定金属导轨，导轨左端接有电动势、内阻的电源，金属棒跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒接入电路部分的电阻，金属导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向与棒垂直且与水平面成角斜向右上方，棒始终静止于导轨上，下列说法正确的是（ ）
A．棒所受摩擦力水平向左 B．通过棒的电流为
C．棒所受安培力大小为 D．棒所受摩擦力大小为
14．如图所示，一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止状态，电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态，中点与导线的连线虚线正好沿竖直方向，下列说法正确的是（ ）
A．放上磁铁后，地面对导线产生摩擦力
B．放上磁铁后，地面对导线的支持力仍然等于重力
C．若把磁铁沿竖直方向向上移动，地面对导线的支持力越来越小
D．若把磁铁水平向右移动一小段距离，导线仍处于静止状态，则地面对导线的摩擦力向左
15．一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F.若将该导线做成 圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为（ ）
A．F B． F C． F D． F
16．如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，其中b最短，c为直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力的大小关系为（ ）
A．Fa>Fb＝Fc B．Fa＝Fb>Fc C．Fa＝Fb＝Fc D．Fb>Fa>Fc
17．如图所示，一根长为L重力可忽略不计的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短 y,若通以向左的电流，大小也等于I时，弹簧伸长 y，则磁感应强度B为：
A． B． C． D．
18．在绝缘圆柱体上a、b两位置固定两个金属圆环，当两环通有如图所示电流时， b处金属圆环受到的安培力为F1；若将b处金属圆环平移到c处，它受到的安培力为F2．今保持b处金属圆环位置不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为I2的电流，则在a位置的金属圆环受到的安培力 ( )
A．大小为|F1＋F2|，方向向左 B．大小为|F1－F2|，方向向左
C．大小为|F1＋F2|，方向向右 D．大小为|F1－F2|，方向向右
二、填空题
19．在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B=____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B=______T，导线受到的安培力F=_____N．
20．如图所示，有一根导线ab紧靠在竖直轨道上，它们之间的滑动摩擦因数为μ=0.5，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度B=0.4T．如果导线的质量为M=0.010kg，长度L=0.2m，问在导线ab中至少要通___A的电流才能使它保持静止？电流方向_____ ？（填“a到b”或“b到a”）（g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
21．一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的安培力为4×10－3 N，则导线中的电流是________ A，若将导线中的电流减小0.05 A，则该处的磁感应强度为________ T.
22．如图所示，长为d、质量为m的金属棒MN、两端由长度均为L的等长轻质细绳水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B；棒中通以某由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，则金属棒中的电流大小I=______；如果将悬线长度L增大，其余不变，则金属棒平衡时，θ角的相应变化情况是______（填“增大” “减小”或“不变”）
三、解答题
23．如图所示电路，金属杆ab垂直固定于宽为0.4m的金属导轨上，导轨平面水平并处于竖直向下的磁感应强度为5×10-3T的匀强磁场中．定值电阻R阻值为2Ω，其余电阻均不计；当开关闭合后，电流表的示数为1.5A．求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）1min内电流通过R产生的热量．
24．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间磁感应强度的大小均为B，磁极宽度均为L。忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接、当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。此时根据对应的供电电流I，可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。
（1）供电电流I是从C端，还是从D端流入；
（2）求重物质量与电流的关系。
25．如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻为r，问：
（1）若导线光滑，电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上？
（2）若导线光滑，匀强磁场大小和方向可以改变，但磁场方向始终与导体杆垂直．要使导体杆对导轨没有作用力，磁感应强度大小及方向如何？
26．如图所示，一根质量为m、长为L的细铜棒MN用两根等长的相同材质的细线水平地悬吊在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，不计空气阻力，重力加速度为g.
（1）通电后，当细线的张力为不通电时的时，棒中电流的大小和方向如何？
（2）如果通电后电流大小、方向均不变，将磁场方向变为竖直向上，铜棒平衡后，求每根细线上张力的大小。
参考答案
1．B2．C3．C4．A5．A6．B7．C8．B9．C10．A11．B12．D13．C14．C15．C16．B17．B18．B
19．2; 2； 0.15；
20．2.5 b到a
21．0.05 0.4
22． 不变
23．（1）F=3.0×10-3N（2）Q=270 J
24．(1)从D端流入；(2)
25．（1）（2） 水平向左
26．（1） ；由M指向N；（2）mg