1.1 磁场对通电导线的作用力 课后提升（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1 磁场对通电导线的作用力 课后提升（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 674.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-02 21:38:42 | ||
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文档简介
1.1 磁场对通电导线的作用力 课后提升 2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．如图所示，光滑斜面上放置一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场，导体棒处于静止状态，则关于导体棒电流方向及所受安培力方向，下列说法正确的是（ ）
A．所受安培力方向竖直向上 B．所受安培力方向水平向左
C．电流方向垂直于纸面向外 D．电流方向垂直于纸面向里
2．如图所示，边长为的等边三角形导线框用轻质绝缘细线悬挂于天花板，图中虚线过ab和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中通一大小为I的逆时针方向电流时，线框处于静止状态，此时细线的拉力恰好为零。已知导线框的质量为m，重力加速度为g，则磁场的磁感应强度为（ ）
A． B． C． D．
3．中国的特高压直流输电网已达世界先进水平，我们从技术落后到成为世界第一只用了十几年的时间，中国速度再一次惊艳了世界。如图所示为两根等高、相互平行的特高压直流输电线，水平输电线中分别通有同方向的电流I1和I2，I1=I2，a、b、c三点连线与两根输电线等高并垂直，b点位于两根输电线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度，不考虑地磁场的影响，则（ ）
A．两输电线间的安培力为斥力
B．b、d点处的磁感应强度大小相等
C．a、c点处的磁感应强度大小相等
D．a、c点处的磁感应强度方向相同
4．在绝缘圆柱体上a、b两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有图示电流时，b处金属圆环受到的安培力大小为；若将b处金属圆环移动到位置c且电流不变，则金属圆环受到的安培力大小为。今保持b处金属圆环原来位置与电流不变，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、大小为的电流，则在位置a的金属圆环受到的安培力（ ）
A．大小为，方向向右
B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向左
D．大小为，方向向左
5．如图所示，质量为m、长度为L的一导体棒用细线悬挂在匀强磁场中，磁场方向平行于纸面．导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I，细线偏离竖直方向静止（ ）
A．若磁场方向竖直向下，则磁感应强度
B．若磁场方向平行于细线向下，则磁感应强度
C．若磁场方向水平向左，则磁感应强度
D．磁感应强度B的最小值为
6．磁电式电流表的线圈放在磁体的两极间，磁体产生辐向分布磁场（如图所示），线圈的左右两边所在处的磁感应强度大小都相等，当线圈中通有图示方向的电流时（ ）
A．线圈左边受到向上的安培力，右边受到向下的安培力
B．线圈左右两边受到的安培力方向相同
C．线圈转到不同位置受到的安培力大小不同
D．当线圈中的电流方向发生变化时，线圈的转动方向并不变
7．央视《是真的吗》节目做了如下实验：用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺旋管，将螺旋管放在水平桌面上，用一节干电池和两磁铁制成一个“小车”，两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上，只要将这辆小车推入螺旋管中，小车就会加速运动起来，如图所示。关于小车的运动，以下说法正确的是（ ）
A．该小车能前进利用了电磁感应原理
B．图中小车加速度方向向左
C．将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连，小车仍能加速运动
D．将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连，小车的加速度方向不变
8．如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧下端固定，上端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。闭合开关S后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧压缩量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧拉伸量为x2，忽略回路中电流产生的磁场，弹簧形变均在弹性限度内，则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．航空母舰舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度．电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），是电磁弹射车，回路中电流恒定，且可当长直导线处理．该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（ ）
A．间的磁场是匀强磁场
B．弹射车的速度与运动的时间成正比
C．弹射车所受的安培力与电流的大小成正比
D．若回路中通以交变电流，弹射车也能正常加速
10．三根导线MN、NP、PQ连接成如图所示的形状，与直流电源相连。NP段导线为以O点为圆心的圆弧。MO、OQ、MN、NO、PO、PQ等长，MOQ在同直线上。 垂直于导线所在平面的磁场被ON与OP所在直线划分为三个区域，其磁感应强度大小相同，方向如图所示。已知导线MN受到的安培力大小为F，则（ ）
A．导线NP受到的安培力大小为F
B．导线NP受到的安培力大小为F，方向竖直向下
C．导线MNPQ受到的安培力大小为0
D．导线MNPQ受到的安培力大小为2F ，方向竖直向上
11．如图所示，两根导线电流大小和方向相同，K点离上导线、N点离下导线、M点离两导线的距离均为l，K、M、N三点的磁感应强度大小分别设为BK、BM、BN。则下列说法中正确的是（ ）
A．两导线相互排斥 B．两导线相互吸引
C． D．
12．A、C、D为等边三角形的三个顶点，三个顶点上各固定一根与纸面垂直的长直导线，各导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。O点为三角形的中心，a点为CD边的中点。若O点的磁感应强度大小为，A处导线受到的安培力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．C处电流产生的磁场在O点的磁感应强度大小为
B．a点的磁感应强度可能小于
C．A、D两处导线受到的安培力不同
D．C处导线受到的安培力大小为
三、填空题
13．如图所示，整个实验装置竖直悬挂在弹簧秤下，装置的下端有宽度为L=10cm的线框，线框下边处在匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面。当线框未接通电源时，弹簧秤读数为6N；接通电源后，线框中通过的电流为2A，弹簧秤的读数变为8N，则可知通电线框所受磁场力的大小为_______N，磁场的磁感应强度的大小为_______T。
14．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。
四、解答题
15．在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为，相距。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒质量为，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上．开关闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为，取，，。求：
（1）导体棒静止在某位置时所受安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）断开开关后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力。
16．如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，一质量的金属棒与两导轨垂直并接触良好，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中，取。
（1）当金属棒在导轨上静止时，求金属棒受到的安培力大小以及此时滑动变阻器接入电路中的阻值；
（2）若金属棒以的加速度沿轨道运动，求滑动变阻器接入电路中的阻值。
17．新型消防电磁炮，其工作原理如图所示：处于两平行水平轨道间的灭火弹（导体）与轨道保持良好接触，并可在导轨上移动。给两导轨接上直流电源，电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回。电流在轨道间形成垂直于轨道面的匀强磁场，通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而后高速射出。若已知该消防电磁炮导轨长L=2m，两导轨之间的距离d=0.2m，轨道间的磁感应强度B=5T。质量m=1kg的灭火弹受安培力的作用从轨道左端沿水平轨道由静止开始匀加速运动，离开导轨时的速度v=100m/s。忽略一切摩擦力，求：
（1）灭火弹加速过程中加速度的大小；
（2）灭火弹中电流I的大小。
18．如题图所示为一种“电磁天平"的结构简图，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈未通电时天平两臂平衡：已知线圈的水平边长L=0.1m，匝数为N=800，线圈的下底边处于匀强磁场内，磁场方向垂直于线圈平面向里，线圈中通有大小可在0-50mA范围内可调电流I；挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流，使得天平重新平衡，测出电流即可测得物体的质量：该天平所测质量m的范围是0-200g；重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）线圈中通入电流的方向；
（2）匀强磁场B的大小。
试卷第1页，共3页
试卷第6页，共8页
参考答案
1．C
2．C
3．C
4．D
5．B
6．A
7．B
8．C
9．BD
10．BC
11．BD
12．CD
13．2 10
14．电流 拇指
15．（1）；（2）；（3），方向竖直向下
16．（1）8Ω；（2）3Ω
17．（1）；（2）
18．（1）顺时针方向；（2）0.5T
答案第1页，共2页
答案第2页，共1页
一、单选题
1．如图所示，光滑斜面上放置一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场，导体棒处于静止状态，则关于导体棒电流方向及所受安培力方向，下列说法正确的是（ ）
A．所受安培力方向竖直向上 B．所受安培力方向水平向左
C．电流方向垂直于纸面向外 D．电流方向垂直于纸面向里
2．如图所示，边长为的等边三角形导线框用轻质绝缘细线悬挂于天花板，图中虚线过ab和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中通一大小为I的逆时针方向电流时，线框处于静止状态，此时细线的拉力恰好为零。已知导线框的质量为m，重力加速度为g，则磁场的磁感应强度为（ ）
A． B． C． D．
3．中国的特高压直流输电网已达世界先进水平，我们从技术落后到成为世界第一只用了十几年的时间，中国速度再一次惊艳了世界。如图所示为两根等高、相互平行的特高压直流输电线，水平输电线中分别通有同方向的电流I1和I2，I1=I2，a、b、c三点连线与两根输电线等高并垂直，b点位于两根输电线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度，不考虑地磁场的影响，则（ ）
A．两输电线间的安培力为斥力
B．b、d点处的磁感应强度大小相等
C．a、c点处的磁感应强度大小相等
D．a、c点处的磁感应强度方向相同
4．在绝缘圆柱体上a、b两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有图示电流时，b处金属圆环受到的安培力大小为；若将b处金属圆环移动到位置c且电流不变，则金属圆环受到的安培力大小为。今保持b处金属圆环原来位置与电流不变，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、大小为的电流，则在位置a的金属圆环受到的安培力（ ）
A．大小为，方向向右
B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向左
D．大小为，方向向左
5．如图所示，质量为m、长度为L的一导体棒用细线悬挂在匀强磁场中，磁场方向平行于纸面．导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I，细线偏离竖直方向静止（ ）
A．若磁场方向竖直向下，则磁感应强度
B．若磁场方向平行于细线向下，则磁感应强度
C．若磁场方向水平向左，则磁感应强度
D．磁感应强度B的最小值为
6．磁电式电流表的线圈放在磁体的两极间，磁体产生辐向分布磁场（如图所示），线圈的左右两边所在处的磁感应强度大小都相等，当线圈中通有图示方向的电流时（ ）
A．线圈左边受到向上的安培力，右边受到向下的安培力
B．线圈左右两边受到的安培力方向相同
C．线圈转到不同位置受到的安培力大小不同
D．当线圈中的电流方向发生变化时，线圈的转动方向并不变
7．央视《是真的吗》节目做了如下实验：用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺旋管，将螺旋管放在水平桌面上，用一节干电池和两磁铁制成一个“小车”，两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上，只要将这辆小车推入螺旋管中，小车就会加速运动起来，如图所示。关于小车的运动，以下说法正确的是（ ）
A．该小车能前进利用了电磁感应原理
B．图中小车加速度方向向左
C．将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连，小车仍能加速运动
D．将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连，小车的加速度方向不变
8．如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为L，劲度系数为k的轻质弹簧下端固定，上端与水平直导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。闭合开关S后，导体棒中的电流为I，导体棒平衡时，弹簧压缩量为x1；调转图中电源极性使棒中电流反向，导体棒中电流仍为I，导体棒平衡时弹簧拉伸量为x2，忽略回路中电流产生的磁场，弹簧形变均在弹性限度内，则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．航空母舰舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度．电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），是电磁弹射车，回路中电流恒定，且可当长直导线处理．该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（ ）
A．间的磁场是匀强磁场
B．弹射车的速度与运动的时间成正比
C．弹射车所受的安培力与电流的大小成正比
D．若回路中通以交变电流，弹射车也能正常加速
10．三根导线MN、NP、PQ连接成如图所示的形状，与直流电源相连。NP段导线为以O点为圆心的圆弧。MO、OQ、MN、NO、PO、PQ等长，MOQ在同直线上。 垂直于导线所在平面的磁场被ON与OP所在直线划分为三个区域，其磁感应强度大小相同，方向如图所示。已知导线MN受到的安培力大小为F，则（ ）
A．导线NP受到的安培力大小为F
B．导线NP受到的安培力大小为F，方向竖直向下
C．导线MNPQ受到的安培力大小为0
D．导线MNPQ受到的安培力大小为2F ，方向竖直向上
11．如图所示，两根导线电流大小和方向相同，K点离上导线、N点离下导线、M点离两导线的距离均为l，K、M、N三点的磁感应强度大小分别设为BK、BM、BN。则下列说法中正确的是（ ）
A．两导线相互排斥 B．两导线相互吸引
C． D．
12．A、C、D为等边三角形的三个顶点，三个顶点上各固定一根与纸面垂直的长直导线，各导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。O点为三角形的中心，a点为CD边的中点。若O点的磁感应强度大小为，A处导线受到的安培力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．C处电流产生的磁场在O点的磁感应强度大小为
B．a点的磁感应强度可能小于
C．A、D两处导线受到的安培力不同
D．C处导线受到的安培力大小为
三、填空题
13．如图所示，整个实验装置竖直悬挂在弹簧秤下，装置的下端有宽度为L=10cm的线框，线框下边处在匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面。当线框未接通电源时，弹簧秤读数为6N；接通电源后，线框中通过的电流为2A，弹簧秤的读数变为8N，则可知通电线框所受磁场力的大小为_______N，磁场的磁感应强度的大小为_______T。
14．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。
四、解答题
15．在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为，相距。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒质量为，接入电路的电阻，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上．开关闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为，取，，。求：
（1）导体棒静止在某位置时所受安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）断开开关后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力。
16．如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，一质量的金属棒与两导轨垂直并接触良好，其余电阻不计。整个装置处于磁感应强度、垂直于斜面向上的匀强磁场中，取。
（1）当金属棒在导轨上静止时，求金属棒受到的安培力大小以及此时滑动变阻器接入电路中的阻值；
（2）若金属棒以的加速度沿轨道运动，求滑动变阻器接入电路中的阻值。
17．新型消防电磁炮，其工作原理如图所示：处于两平行水平轨道间的灭火弹（导体）与轨道保持良好接触，并可在导轨上移动。给两导轨接上直流电源，电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回。电流在轨道间形成垂直于轨道面的匀强磁场，通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而后高速射出。若已知该消防电磁炮导轨长L=2m，两导轨之间的距离d=0.2m，轨道间的磁感应强度B=5T。质量m=1kg的灭火弹受安培力的作用从轨道左端沿水平轨道由静止开始匀加速运动，离开导轨时的速度v=100m/s。忽略一切摩擦力，求：
（1）灭火弹加速过程中加速度的大小；
（2）灭火弹中电流I的大小。
18．如题图所示为一种“电磁天平"的结构简图，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈未通电时天平两臂平衡：已知线圈的水平边长L=0.1m，匝数为N=800，线圈的下底边处于匀强磁场内，磁场方向垂直于线圈平面向里，线圈中通有大小可在0-50mA范围内可调电流I；挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流，使得天平重新平衡，测出电流即可测得物体的质量：该天平所测质量m的范围是0-200g；重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）线圈中通入电流的方向；
（2）匀强磁场B的大小。
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参考答案
1．C
2．C
3．C
4．D
5．B
6．A
7．B
8．C
9．BD
10．BC
11．BD
12．CD
13．2 10
14．电流 拇指
15．（1）；（2）；（3），方向竖直向下
16．（1）8Ω；（2）3Ω
17．（1）；（2）
18．（1）顺时针方向；（2）0.5T
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