1.1安培力及其应用基础巩固（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1安培力及其应用基础巩固（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 668.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-02 20:45:12 | ||
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文档简介
1.1安培力及其应用基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下列说法符合史实的是（ ）
A．库仑通过扭秤实验测出了万有引力常量 B．奥斯特观察到通电导线使小磁针发生偏转
C．法拉第提出了分子电流假说 D．洛伦兹提出了磁场对通电导线有作用力的观点
2．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用
C．磁铁对桌面的压力增大、不受桌面摩擦力的作用
D．磁铁对桌面的压力增大、受到桌面摩擦力的作用
3．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，沿边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放人导电液体．现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来．若从上向下看，下列判断正确的是
A．A接电源正极，B接电源负极，液体顺时针旋转
B．A接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转
C．A、B与50Hz交流电源相接，液体持续旋转
D．磁场N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变
4．下列关于相关物理量的描述中正确的是（ ）
A．根据电阻可知，导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定
B．根据电动势可知，在数值上等于非静电力把的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
C．根据公式可知，磁感应强度的方向与通电导线所受安培力的方向相同
D．根据公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到点克服电场力做功为，则A、两点的电势差为
5．质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线挂于等高的P、Q点，处于匀强磁场中，并建立坐标系如图所示，其中x轴沿方向，z轴竖直向上。当导线中通以沿x负方向的电流I时，导线保持静止，细线与竖直方向夹角为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的方向可能沿x轴正方向
B．磁感应强度的方向可能沿y轴正方向
C．磁感应强度的最小值为
D．磁感应强度的最大值为
6．如图所示，导体杆ab的质量为0.1kg，放置在与水平成37°角的倾斜金属导轨上，ab在导轨间的有效电阻为2，与导轨间的动摩擦因数为0.5，导轨间距为0.5m，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为1T，导轨电阻和电池内阻均不计。要使ab静止在导轨上，电动势的最大值为（ ）（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）
A．5V B．4V C．8V D．10V
7．在南半球某位置沿南北方向放置一根通电导线，当通过向北的电流时，该导线受到地磁场的作用力，该力的方向为
A．东 B．南 C．西 D．北
8．如图，质量为60 g的铜棒长为L=20cm，棒的两端与等长的两细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒能够向上摆动的最大偏角θ=60°，g取10 m/s2，则铜棒中电流I的大小是( )
A．A B． A C．6 A D．A
9．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向下 D．竖直向上
10．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.20m，θ=，磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的直流电源。现把一个质量m=0.08kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin=0.6，cos=0.8，则下列说法中正确的是（ ）
A．导体棒上的电流大小为1A
B．导体棒受到的安培力大小为0.40N
C．导体棒受到的摩擦力方向为沿导轨平面向下
D．导体棒受到的摩擦力大小为0.06N
11．如图所示的匀强磁场磁感应强度大小为2 T，方向与水平面夹角为θ（sinθ=0.6），质量0.4 kg、长为0.5 m的金属棒PQ垂直磁场放在水平面上，金属条与水平面间的动摩擦因数为0.25，当给金属条通入大小为4 A、由P流向Q的电流时，金属条的加速度大小为（重力加速度大小为10 m/s2）（ ）
A．0 B．2.5 m/s2 C．4.5 m/s2 D．5.5m/s2
12．如图所示，一根通电金属直棒置于光滑的斜面上，金属棒与斜面底边平行，电流方向从。现在在金属棒周围加上匀强磁场，释放金属棒后，下列四种情况中金属棒能保持静止的是（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，一小段质量为m的通电直导线（电路的其余部分未画出）放置在粗糙的斜面上恰好处于静止状态，电流方向垂直纸面向外。若将一条形磁铁控制在导线的正上方并与斜面成平行状态，磁铁的中线与导线的连线（虚线）正好与斜面相垂直。下列说法中正确的是 （ ）
A．放上磁铁后，斜面对导线的支持力将减小
B．放上磁铁后，斜面对导线的支持力将不变
C．若把磁铁沿平行斜面方向向上移动一小段距离，直导线仍处于静止状态，斜面对导线的摩擦力将增大
D．若把磁铁沿平行斜面方向向上移动一小段距离，直导线仍处于静止状态，斜面对导线的摩擦力将减小
14．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（ ）
B．
C． D．
15．如图所示，平行导体滑轨MM’、NN’放置于同一水平面上，固定在竖直向下的匀强磁场中，导体棒AB、CD横放在滑轨上且静止，形成一个闭合电路．当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及CD受到的安培力方向分别为（ ）
A．电流方向沿ABCD，安培力方向向右
B．电流方向沿ADCB，安培力方向向右
C．电流方向沿ABCD，安培力方向向左
D．电流方向沿ADCB，安培力方向向左
二、填空题（共4题）
16．通电导线在磁场中受的力称作安培力，可用左手定则判断，步骤如下：
（1）伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。
（2）让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向______方向。
（3）______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
17．如图为演示“通电导线之间通过磁场发生相互作用”的实验示意图，接通电源时，发 现两导线会相互靠近或远离已知接线柱是按如图所示方式连接的．
(1)请在图中虚线框中标出B导线在A导线周围产生的磁场的方向用“”或“”表示；
(2)在图中标出A导线所受安培力的方向_____________．
18．如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。
（1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______；
（2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取）
19．如图所示，在水平桌面上有一个台秤，台秤上沿东西方向放置金属棒ab，金属棒ab处在沿南北方向的匀强磁场中．现通过测量金属棒ab在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小并判定其方向
（1）在图中画线代替导线完成实验电路图，要求接通电源后电流由a流向b
（2）完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线；
②保持开关S断开，读出台秤示数m0；
③闭合开关S，调节R的阻值使电流大小适当，
此时台秤仍有读数，然后读出并记录台秤示数m1和____________
④用米尺测量_________________
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得到B＝_________．
（4）判断磁感应强度方向的方法是：若m1＜m0，磁感应强度方向垂直金属棒向_________（填“南”或“北”）．
三、综合题（共4题）
20．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体（包括金属杆CD的质量）加速到v=10km/s的电磁炮．若轨道宽L=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，求：
（1）弹体的加速度大小；
（2）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为多少？
（3）磁场力的最大功率为多少（轨道摩擦不计）？
21．如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L=0.5 m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为．金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2＝2Ω，电源电动势E＝2V，电源内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，其他电阻不计．装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场．（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：
（1）所加磁场磁感应强度方向；
（2）磁感应强度B的大小．
22．如图所示，一长为0.1m的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12V电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．
（1）判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向及大小；
（2）求出金属棒的质量．
23．画出下列各图中通电直导线A受到的安培力的方向（或做必要文字说明）_________,_____________.
参考答案
1．B
2．A
3．A
4．B
5．C
6．C
7．A
8．A
9．D
10．B
11．D
12．C
13．C
14．D
15．B
16．电流 拇指
17．
18． 1
19．； 电流表的示数I； 金属棒的长度l； 南．
20．（1）5×105m/s2 （2）55T （3）1.1×107W
21．（1）垂直斜面向下；（2）1.2T
22．（1）安培力方向向下F=0.6N（2）m=0.1kg
23．安培力方向垂直于导线斜向左下方, 安培力平行于斜面向上，
一、选择题（共15题）
1．下列说法符合史实的是（ ）
A．库仑通过扭秤实验测出了万有引力常量 B．奥斯特观察到通电导线使小磁针发生偏转
C．法拉第提出了分子电流假说 D．洛伦兹提出了磁场对通电导线有作用力的观点
2．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用
B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用
C．磁铁对桌面的压力增大、不受桌面摩擦力的作用
D．磁铁对桌面的压力增大、受到桌面摩擦力的作用
3．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，沿边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放人导电液体．现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来．若从上向下看，下列判断正确的是
A．A接电源正极，B接电源负极，液体顺时针旋转
B．A接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转
C．A、B与50Hz交流电源相接，液体持续旋转
D．磁场N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变
4．下列关于相关物理量的描述中正确的是（ ）
A．根据电阻可知，导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定
B．根据电动势可知，在数值上等于非静电力把的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
C．根据公式可知，磁感应强度的方向与通电导线所受安培力的方向相同
D．根据公式可知，若将电荷量为的正电荷，从A点移动到点克服电场力做功为，则A、两点的电势差为
5．质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线挂于等高的P、Q点，处于匀强磁场中，并建立坐标系如图所示，其中x轴沿方向，z轴竖直向上。当导线中通以沿x负方向的电流I时，导线保持静止，细线与竖直方向夹角为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的方向可能沿x轴正方向
B．磁感应强度的方向可能沿y轴正方向
C．磁感应强度的最小值为
D．磁感应强度的最大值为
6．如图所示，导体杆ab的质量为0.1kg，放置在与水平成37°角的倾斜金属导轨上，ab在导轨间的有效电阻为2，与导轨间的动摩擦因数为0.5，导轨间距为0.5m，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为1T，导轨电阻和电池内阻均不计。要使ab静止在导轨上，电动势的最大值为（ ）（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）
A．5V B．4V C．8V D．10V
7．在南半球某位置沿南北方向放置一根通电导线，当通过向北的电流时，该导线受到地磁场的作用力，该力的方向为
A．东 B．南 C．西 D．北
8．如图，质量为60 g的铜棒长为L=20cm，棒的两端与等长的两细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒能够向上摆动的最大偏角θ=60°，g取10 m/s2，则铜棒中电流I的大小是( )
A．A B． A C．6 A D．A
9．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向下 D．竖直向上
10．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.20m，θ=，磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的直流电源。现把一个质量m=0.08kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin=0.6，cos=0.8，则下列说法中正确的是（ ）
A．导体棒上的电流大小为1A
B．导体棒受到的安培力大小为0.40N
C．导体棒受到的摩擦力方向为沿导轨平面向下
D．导体棒受到的摩擦力大小为0.06N
11．如图所示的匀强磁场磁感应强度大小为2 T，方向与水平面夹角为θ（sinθ=0.6），质量0.4 kg、长为0.5 m的金属棒PQ垂直磁场放在水平面上，金属条与水平面间的动摩擦因数为0.25，当给金属条通入大小为4 A、由P流向Q的电流时，金属条的加速度大小为（重力加速度大小为10 m/s2）（ ）
A．0 B．2.5 m/s2 C．4.5 m/s2 D．5.5m/s2
12．如图所示，一根通电金属直棒置于光滑的斜面上，金属棒与斜面底边平行，电流方向从。现在在金属棒周围加上匀强磁场，释放金属棒后，下列四种情况中金属棒能保持静止的是（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，一小段质量为m的通电直导线（电路的其余部分未画出）放置在粗糙的斜面上恰好处于静止状态，电流方向垂直纸面向外。若将一条形磁铁控制在导线的正上方并与斜面成平行状态，磁铁的中线与导线的连线（虚线）正好与斜面相垂直。下列说法中正确的是 （ ）
A．放上磁铁后，斜面对导线的支持力将减小
B．放上磁铁后，斜面对导线的支持力将不变
C．若把磁铁沿平行斜面方向向上移动一小段距离，直导线仍处于静止状态，斜面对导线的摩擦力将增大
D．若把磁铁沿平行斜面方向向上移动一小段距离，直导线仍处于静止状态，斜面对导线的摩擦力将减小
14．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加恒定磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（ ）
B．
C． D．
15．如图所示，平行导体滑轨MM’、NN’放置于同一水平面上，固定在竖直向下的匀强磁场中，导体棒AB、CD横放在滑轨上且静止，形成一个闭合电路．当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及CD受到的安培力方向分别为（ ）
A．电流方向沿ABCD，安培力方向向右
B．电流方向沿ADCB，安培力方向向右
C．电流方向沿ABCD，安培力方向向左
D．电流方向沿ADCB，安培力方向向左
二、填空题（共4题）
16．通电导线在磁场中受的力称作安培力，可用左手定则判断，步骤如下：
（1）伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。
（2）让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向______方向。
（3）______所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
17．如图为演示“通电导线之间通过磁场发生相互作用”的实验示意图，接通电源时，发 现两导线会相互靠近或远离已知接线柱是按如图所示方式连接的．
(1)请在图中虚线框中标出B导线在A导线周围产生的磁场的方向用“”或“”表示；
(2)在图中标出A导线所受安培力的方向_____________．
18．如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向；大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。
（1）用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为______；
（2）当，，，时，磁感应强度为______T。（重力加速度g取）
19．如图所示，在水平桌面上有一个台秤，台秤上沿东西方向放置金属棒ab，金属棒ab处在沿南北方向的匀强磁场中．现通过测量金属棒ab在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小并判定其方向
（1）在图中画线代替导线完成实验电路图，要求接通电源后电流由a流向b
（2）完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线；
②保持开关S断开，读出台秤示数m0；
③闭合开关S，调节R的阻值使电流大小适当，
此时台秤仍有读数，然后读出并记录台秤示数m1和____________
④用米尺测量_________________
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得到B＝_________．
（4）判断磁感应强度方向的方法是：若m1＜m0，磁感应强度方向垂直金属棒向_________（填“南”或“北”）．
三、综合题（共4题）
20．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=2.2g的弹体（包括金属杆CD的质量）加速到v=10km/s的电磁炮．若轨道宽L=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，求：
（1）弹体的加速度大小；
（2）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度为多少？
（3）磁场力的最大功率为多少（轨道摩擦不计）？
21．如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L=0.5 m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为．金属棒ab两端连在导轨间部分对应的电阻为R2＝2Ω，电源电动势E＝2V，电源内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，其他电阻不计．装置所在区域存在一垂直于斜面MPQN的匀强磁场．（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：
（1）所加磁场磁感应强度方向；
（2）磁感应强度B的大小．
22．如图所示，一长为0.1m的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12V电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．
（1）判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向及大小；
（2）求出金属棒的质量．
23．画出下列各图中通电直导线A受到的安培力的方向（或做必要文字说明）_________,_____________.
参考答案
1．B
2．A
3．A
4．B
5．C
6．C
7．A
8．A
9．D
10．B
11．D
12．C
13．C
14．D
15．B
16．电流 拇指
17．
18． 1
19．； 电流表的示数I； 金属棒的长度l； 南．
20．（1）5×105m/s2 （2）55T （3）1.1×107W
21．（1）垂直斜面向下；（2）1.2T
22．（1）安培力方向向下F=0.6N（2）m=0.1kg
23．安培力方向垂直于导线斜向左下方, 安培力平行于斜面向上，