1.2安培力的应用基础巩固（word 含答案）

1.2安培力的应用基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图是手摇式手电筒，只要晃动手电筒，灯泡就能发光．下列实验能揭示手电筒工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两导线通以图示方向的电流，则下列说法正确的是
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将顺时针方向转动
D．磁电式电流表的优点是灵敏度很高，而且可以通过很大的电流
3．对下列电学仪器的叙述正确的是（　　）
A．图甲中，电容器外壳上所标的“1.0F”是指该电容器工作时的实际带电荷量
B．图乙中，验电器金属杆上端做成金属球状，是为了利用尖端放电现象
C．图丙中，金属电阻温度计常用纯金属做成，是利用了纯金属的电阻率几乎不受温度的影响
D．图丁中，磁电式电流表的主要构造有蹄形磁铁和线圈，是利用了磁场对电流的作用
4．如图是某种电磁泵模型，泵体是一个长方体，ab边长为L1，左右两侧面是边长为L2的正方形，泵体处在垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体上下表面接电动势为U的电源(内阻不计)。若泵稳定工作时理想电流表示数为I，泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．泵体上表面应接电源负极
B．电磁泵不加导电剂也能抽取纯水
C．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1
D．质量为m的水离开泵时的动能为UIt－mgh－I2t
5．如图所示，圆柱体为磁体，磁极在左右两侧，外侧a为一金属圆环，与磁体同轴放置，间隙较小。在左侧的N极和金属圆环上各引出两根导线，分别接高压电源的正负极，加高压后，磁体和金属环a间的空气会被电离，形成放电电流，若从右侧观察放电电流，下列说法正确的是(　　)
A．放电电流将发生顺时针旋转
B．放电电流将发生逆时针旋转
C．放电电流不发生旋转
D．无法确定放电电流的运动情况
6．关于电动机，下列说法中正确的是（　　）
A．电动机将机械能转化为电能的装置
B．换向器是使通入线圈内的电流方向发生有规律的变化，从而使线圈能不停地转动
C．当电动机内的线圈转到其平面与磁场方向垂直的位置时会停止转动
D．直流电动机是利用线圈的转动产生电流的
7．下列说法中正确的是（ ）
A．安培发现电流的周围存在磁场
B．试探电荷在某处受到的电场力为零，则该处的电场强度为零
C．电流元在某处受到的安培力为零，则该处磁感应强度为零
D．磁电式电流表指针偏转的角度与通入的电流成反比
8．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条导线长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　）
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针转动
D．a导线受到的安培力大小始终为BI
9．如图，平放的铝锅锅边上焊一接线柱a，锅中央底部焊另一接线柱b，竖直向下的强磁场穿过铝锅。在锅中倒入一定量的水银，若a、b经导线接直流电源，水银将会旋转起来。下列判断正确的是（　　）
A．若a接正极、b接负极，水银将顺时针旋转
B．若a接正极、b接负极，水银将逆时针旋转
C．若仅将磁场反向，水银的旋转方向将不会改变
D．若把锅中的水银换成盐水则不会旋转
10．关于磁电式电流表，下列说法错误的是
A．磁电式电流表是根据通电线圈在磁场中受安培力的作用而制成的
B．磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流
C．根据磁电式电流表的指针偏转方向，可以知道被测电流的方向
D．磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是匀强磁场，安培力的方向与线圈平面垂直，故其表盘的刻度是均匀的
11．如图所示是磁电式仪表中的辐向磁场。假设长方形线圈的匝数为n，垂直于纸面的边长为L1，平行于纸面的边长为L2，线圈垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。当通入电流I，线圈以角速度ω绕垂直纸面的中心轴OO′转动到水平位置时，下列判断正确的是（　　）
A．穿过线圈的磁通量为BL1L2
B．线圈左侧边所受的安培力方向竖直向上
C．线圈左侧边所受的安培力大小为nBIL1
D．线圈左侧边转动的线速度v=
12．电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等待点．下图中与此工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
13．电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道长7.5m，宽1.5m，发射的炮弹质量为50g，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为20A时，炮弹被发射后的最大速度可达3×103m/s，轨道间磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（　　）
A．磁场方向为竖直向下 B．磁场方向为水平向右
C．磁场的磁感应强度大小为1×103T D．炮弹的加速度大小为3×103m/s2
14．在某频道播出的节目中，海军电力工程专家马伟明院士表示，正在研制设计中的国产003型航母采用电磁弹射已成定局。电磁弹射就是采用电磁场的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁炮也是利用电磁弹射工作的。电磁炮的原理如图所示，若电容器的电容C=5×10-2F，电磁炮释放前两端电压为2kV，利用这种装置可以把质量m=20g的弹体（包括金属杆的质量）在极短的时间内加速到300m/s发射出去。若这种装置的轨道宽L=2m、轨道内充满磁感应强度B=2.5T的匀强磁场，不计轨道摩擦且金属杆与轨道始终接触良好。 则在这个过程中下列说法正确的是（　　）
A．电容器两端的电压将变为40V
B．电容器两端的电压将变为2.5kV
C．通过电磁炮的电荷量为1.2C
D．通过电磁炮的电荷量为100C
15．有什么方法可使直流电动机的线圈连续转动（　　）
A．增大输入电压 B．增强磁场
C．增多线圈匝数 D．使用换向器改变电流方向
二、填空题（共4题）
16．电磁炮是一种最新研制的武器.它的主要原理如图所示.1982年在澳大利亚国立大学的实验室中，就已经制成了能把质量为的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到的电磁炮（常规炮弹速度大小约为）.若轨道宽为，长为，通以的电流，则在轨道间所加的匀强磁场的感应强度为_______T，磁场力的最大功率为_______W（轨道忽略摩擦不计）.
17．如图所示，为一种磁电式仪表的原理图，可用它来测定电流的大小。无电流时，指针指在左边。当有电流时指针偏向右边，则电流从__________接线柱进入。
18．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=_____W（轨道摩擦不计）。
19．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度。每次实验导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。
(1)下列说法正确的是：____________。
A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响
B．该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响
C．如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调
D．如果想减小θ，可以把接入电路的导体棒从①、④两端换成②、③两端
(2)若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为：___________。
(3)本实验采用的研究方法是：______________。
三、综合题（共4题）
20．“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点，图示是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑平行水平导轨间距L=0.2m，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=5×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg，所用电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I=5×103A，不计空气阻力。求：
(1)弹体所受安培力大小；
(2)弹体从静止加速到5km/s，导轨长度的最小值。
21．如图所示，不变形的通电矩形线圈adcb，通以方向为b→c→d→a的电流，电流为5A，此时线圈平面与竖直方向夹角30°静止，已知cd长6cm，bc长8cm，每厘米导线质量0.1g，保持ab水平。不计摩擦。
(1)如果线框处于竖直向下的磁场中，求磁感应强度。
(2)如果磁场方向垂直纸面向外，为使线框静止在原位，求磁感应强度。
22．电磁炮是一种新型武器，下图为简化后的原理图，恒流源的电流通过金属杆EF（装有弹头），两平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，金属杆受磁场力推动向右加速。设弹头质量（含金属杆EF的质量），轨道宽度，长度，通过的电流大小恒为，弹头从导轨最左端开始由静止匀加速至最右端，达到的发射速度，重力加速度，（轨道摩擦不计），求：
（1）弹头在导轨上运动的时间；
（2）导轨间匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）采取哪些措施能提高弹头的发射速度。（至少提两条）
23．如图所示，电磁炮是一种新型的兵器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹．它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出．设两轨道间距离为d=0.10m，匀强磁场的磁感应强度为B=40T，电流恒定，I=2000A，轨道长度为L=20m，炮弹的质量为m=20g，忽略一切阻力．求：
(1)弹体的加速度大小；
(2)弹体最终获得的速度大小；
(3)磁场力对弹体的最大功率．
参考答案
1．B
2．C
3．D
4．D
5．A
6．B
7．B
8．D
9．A
10．D
11．C
12．D
13．C
14．C
15．D
16．55
17．a
18．18 2.16×106
19．D 控制变量法
20．(1)F=5×105N；(2) x=5m
21．(1)；(2)。
22．（1）0.2s；（2）20T；
（3）可选的措施主要有：采用超导材料、增大电流、利用大电流产生更强的磁场、减轻弹头的质量、加长轨道的长度等。
23．（1） （2） （3）