1.1磁场对通电导线的作用力同步练习（2）（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1磁场对通电导线的作用力同步练习（2）（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 675.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 15:46:16 | ||
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文档简介
1.1磁场对通电导线的作用力第一章安培力与洛伦兹力同步练习（2）2021_2022学年高一物理选择性必修第二册（人教版2019）
一、单选题，共10小题
1．将一个弹簧线圈（俯视图为顺时针绕向）的上端固定在铁架台上，下端浸入导电液体中足够深。弹簧线圈上端通过开关接蓄电池正极，与蓄电池负极相连的导线接浸入导电液体中，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．点的磁场方向为垂直纸面向里 B．点的磁场方向可能为竖直向上
C．弹簧线圈内部磁场方向为竖直向上 D．弹簧线圈通电后相邻导线之间作用力可能为排斥力
2．在赤道附近沿东西方向放置一根导线。若导线中通以由东向西的电流，则它所受地磁场安培力的方向为（ ）
A．向上 B．向下 C．向南 D．向北
3．把柔软的铝箔条折成“天桥”状并用胶纸粘牢两端固定在桌面上，电池的正极通过导线与铝箔条相连，负极直接按压在铝箔条上，以下情形中，会使“天桥”中部的铝箔条向上运动的是（忽略导线产生磁场的影响）（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过边中点和边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的两倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为。则导线框中的电流大小为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，金属杆ab的质量为m、通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，金属杆ab静止且紧压在水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角，金属杆ab与水平导轨间动摩擦因数为μ，下列关于金属杆ab受力的说法正确的是（ ）
A．所受安培力的大小为 B．所受安培力的大小为BIL
C．所受摩擦力的大小为 D．所受摩擦力的大小为
6．如图所示，三根相互平行的长直导线、、垂直于纸面固定，其中、间距为，、间距为，、间距为，分别向、、导线通入电流、和后，导线所受安培力方向恰好与、的连线平行，已知通电导线在周围某点所产生的磁感应强度大小满足，其中为常量，则下列说法正确的是（ ）
A．和电流方向相同，大小之比为
B．和电流方向相反，大小之比为
C．若电流的方向垂直纸面向外，则导线所受的安培力一定向右
D．若电流的方向垂直纸面向里，则导线所受的安培力一定向右
7．为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c＝0.5 m×0.4 m×0.3 m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝10.0 T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I＝1.0×103 A，方向如图。则下列判断正确的是（ ）
A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为5.0×103 N
B．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103 N
C．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向
D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能
8．超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船，如图所示是电磁船的简化原理图，AB和CD是与电源相连的导体板，AB与CD之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），下列说法正确的是（ ）
A．使船前进的力，是磁场对海水的安培力
B．要使船前进，海水中的电流方向从CD板流向AB板
C．同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相反
D．船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关
9．在下列四个图中，关于通电直导线所受安培力以及通电导体周围的磁感线，正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线和的电流大小分别为和，已知，方向均向上。若用和分别表示导线与受到的磁场力，则下列说法正确的是（ ）
A．两根导线相互排斥
B．为判断的方向，需要知道和的合磁场方向
C．两个力的大小关系为
D．仅增大电流，、会同时都增大
二、多选题，共4小题
11．下列关于磁电式电流表（结构如图所示）的说法正确的是（ ）
A．磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈
B．表盘的刻度是不均匀的
C．根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向
D．优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱
12．如图甲所示，把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”。如图乙所示，电池左边为正极，右边为负极。把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来。对该装置，下列说法正确的是（ ）
A．从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针
B．线圈受到向左的安培力
C．“小火车”将向左运动
D．铜线圈中由电流产生的磁场方向向右
13．如图所示，质量为m、长度为l的金属棒放置在横截面为圆弧的光滑轨道上，轨道处在竖直平面内，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通有垂直纸面向外的电流I时，金属棒静止于曲面某点，该点与圆心连线和水平线的夹角为θ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向竖直向上
B．匀强磁场的方向竖直向下
C．磁感应强度大小为
D．磁感应强度大小为
14．如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径，电源的电动势，内阻，限流电阻，玻璃容器中液体不动时，测得两电极间的液体电阻，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为，则（ ）
A．由上往下看，液体顺时针旋转 B．由上往下看，液体逆时针旋转
C．液体所受的安培力大小为 D．液体的转动功率大小为
三、填空题，共4小题
15．一根长10cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，受到的磁场力为，则导线中的电流为________A。将导线中电流减小为零时，磁场力的大小为________。此时该点的磁感应强度为__________T。
16．在匀强磁场中，有一段5cm的导线跟磁场垂直。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是____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过它的电流减小为原来的一半，那么导线受磁场的作用力为______N。
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．如图所示，平行导轨MN和PQ上有一辆小车，车上有一个通电线框，图中虚线框A、B、C、D、E是磁场区域，内有垂直纸面的磁场。要使小车在图示位置受到向右的推力，A区域的磁场方向________，B区域磁场方向__________________________，要使小车始终受到磁场的推力作用磁场的变化规律是______________________________________________________________________________________。
四、解答题，共4小题
19．某同学对下面这道习题的解法如下所示，这种解法是否正确？若不正确，请指出错误之处，并给出正确的解答。
如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成角，处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨面的匀强磁场中，在导轨上水平放置一根质量为m的金属棒，且金属棒通有电流的有效长度也为L，此时金属棒恰好能静止，回路中通有电流。
（1）求磁感应强度的方向；
（2）求回路中电流的大小。
某同学的解法如下：
解：（1）要使金属棒能够静止，受力分析如图所示，即安培力方向需沿斜面向上。根据左手定则，可知磁场方向垂直导轨斜面向上。
（2）根据力的平衡条件，有．
而，可得。
20．如图所示是一个测量磁场磁感应强度大小的实验方案。整个装置悬挂在弹簧测力计下，装置下端有单匝线圈，线圈宽度，线框下边处于一个待测匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线框接通直流电源，电流为2A时，发现弹簧测力计的示数为0.6N。保持电流大小不变，改变电流方向，弹簧测力计的示数变为0.8N。
（1）不通电时，弹簧测力计的示数是多少？
（2）待测磁场磁感应强度的大小是多少？
21．观察磁电式电流表的内部结构，想一想：它能不能反接？为什么？
22．如图所示，电源电动势，内阻；竖直导轨的电阻可忽略；靠在竖直导轨上的金属棒的质量，电阻，它与导轨间的动摩擦因数为，有效长度为。为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为且与金属棒垂直向外的磁场。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。问：
（1）所加磁场是斜向上的还是斜向下的？
（2）所加磁场的磁感应强度B的范围是什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
ABC．从上往下看，弹簧中电流方向顺时针方向，由右手螺旋定则可知，弹簧线圈内部磁场方向为竖直向下，外部磁感线从下端出发回到上端。所以点和点的磁场方向可能为竖直向上。故AC错误；B正确；
D．弹簧线圈通电后相邻导线的电流方向相同，根据“同向电流，相互吸引”所以它们之间作用力为吸引力。故D错误。
故B正确。
2．B
【解析】
因为赤道上方的磁场方向平行地面由南向北，当导线中通以由东向西的电流，根据左手定则，导体所受安培力的方向向下。
故选B。
3．D
【解析】
A．因为选项A中铝箔条没有在磁场中，所以通电后铝箔条不受安培力，故A错误；
BCD．三个选项中铝箔条均处在从N极指向S极的磁场中，结合电流方向由左手定则可知，只有选项D中的铝箔条受向上的安培力，向上运动，故BC错误，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：
当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：
联立可得
故C正确，ABD错误；
故选C。
5．B
【解析】
AB．由题意可知磁感应强度与金属杆垂直，所以金属杆所受安培力的大小为
故A错误，B正确；
CD．金属杆受力分析如图所示
根据平衡条件可得其所受摩擦力的大小为
故CD错误。
故选B。
6．B
【解析】
AB．根据通电平行直导线间的相互作用规律可知，若和的电流方向相同，则所受的安培力方向不会与、连线平行。因此和的电流方向相反，假导线受到导线的作用力为斥力，导线受到导线的作用力为吸引力，、分别为导线、对导线的作用力。根据平行四边形定则作图，如图所示
由几何知识可得
又
其中
联立解得
故B正确，A错误；
CD．若电流的方向垂直纸面向外（或向里），由于、的电流方向未知，所以不能确定导线所受的安培力方向，故CD错误。
故选B。
7．D
【解析】
AB．磁场方向向下，电流方向向里，根据左手定则，推进器所受安培力方向向左，因此驱动力方向向左，根据安培力公式有
AB错误；
C．磁场方向向下，根据安培定则可判定超导励磁线圈中的电流方向为PMNQP方向，C错误；
D．改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向，根据左手定则可知驱动力方向相反，可以实现倒行功能，D正确。
故选D。
8．D
【解析】
A．使船前进的力，是海水对超导线圈的作用力，A错误；
B．若海水的电流方向从AB板流向CD板，根据左手定则，海水所受的安培力向后。根据牛顿第三定律，海水对船的磁场力向前，使船前进。故B错误；
C．仅改变超导线圈中电流的方向或者电源正负极，就可以改变海水对超导线圈的磁场力的方向，即推进力方向将与原方向相反，C错误；
D．根据 ，船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关，D正确。
故选D。
9．B
【解析】
A．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力与图中相反，故A错误；
B．根据左手定则可知，图中安培力方向向左，故B正确；
C．根据安培定则可知，图中磁感线方向向右，故C错误；
D．根据安培定则可知，磁感线方向顺时针，故D错误。
故选B。
10．D
【解析】
A．由于两导线通的是同向电流，由安培定则可知，两导线相互吸引，故A错误；
B．为判断的方向，需要知道的磁场方向，故B错误；
C．通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，故C错误；
D．仅增大电流，、会同时都增大，故D正确；
故选D。
11．ACD
【解析】
AD．磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两级之间的线圈，优点是灵敏度高缺点是允许通过的电流很弱，AD正确；
B．极靴与软铁之间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行。因此，磁力距与线圈中电流成正比（与线圈位置无关）；当通电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转过的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏转的角度与电流成正比，因此刻度盘的刻度是均匀的，B错误；
C．线圈中电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向跟着改变，C对。
故选ACD。
12．ABD
【解析】
AD．从左往右看，电流从电池的正极到负极，则铜线圈上的电流方向为顺时针，铜线圈中由电流产生的磁场方向向右，选项AD正确；
BC．因为结合体是放在螺线管里面的，内部磁场方向自左向右，结合体左侧磁铁的S极被螺线管左侧磁极排斥（参考小磁针），而结合体右侧磁铁S极也要和螺线管右侧磁极相吸引，最终结合体两侧磁铁所受总合力向右，即“小火车”将向右运动，根据牛顿第三定律可知，线圈受到向左的安培力，故B正确，C错误；
故选ABD。
13．BC
【解析】
AB．根据平衡条件，磁场力向右，根据左手定则，匀强磁场的方向竖直向下，B正确，A错误；
CD．根据平衡条件得
解得
D错误，C正确。
故选BC。
14．BC
【解析】
AB．根据电流的方向及磁场方向，结合左手定则，由上往下看，液体逆时针旋转。A错误，B正确；
C．根据电路中电压与电流的关系有
解得
则液体所受的安培力大小为
C正确；
D．液体的转动功率大小为
D错误。
故选BC。
15． 0.1 0 0.4
【解析】
根据
F=BIL
可得
将导线中电流减小为零时，磁场力的大小为0。
此时该点的磁感应强度不变，仍为0.4T。
16． 2 0.15
【解析】
根据磁感应强度的定义式，有
B==2T
导线受磁场的作用力为
F=BI′L′=2×0.15×0.5N=0.15N
17．a
【解析】
当有电流时指针偏向右边，根据左手定则，可判断线框内电流方向如图所示，则电流从a接线柱进入
18． 垂直纸面向内 垂直纸面向外 磁场方向及时改变使线框左边始终处在向内的磁场中，线框的右边始终处在向外的磁场中
【解析】
要使小车能向右行驶，则电流受到的安培力向右，根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以此时A区域磁场方向为垂直纸面向内，B区域磁场方向为垂直纸面向外
要使小车能向右行驶，则电流受到的安培力向右，根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以此时A区域磁场方向为垂直纸面向内，B区域磁场方向为垂直纸面向外
要使小车始终受到磁场的推力作用磁场的变化规律是，磁场方向及时改变使线框左边始终处在向内的磁场中，线框的右边始终处在向外的磁场中。
19．解法正确
【解析】
该同学的解法是正确的；解答此类题目的易错点：用左手定则判断安培力的方向时注意电流的方向、磁场的方向和安培力的方向关系；其次对导体棒要正确受力分析，画出受力分析图，利用正交分解法列出平衡方程；
20．（1）0.7N；（2）0.5T
【解析】
（1）由题意，改变电流方向后，弹簧测力计的示数增大，说明线圈所受安培力方向变为竖直向下。设不通电时，弹簧测力计的示数为F，通电后线圈所受安培力的大小为FA，则有
解得
F=0.7N
FA=0.1N
（2）根据安培力公式可得待测磁场磁感应强度的大小为
21．见解析
【解析】
电流表中有电流通过，线圈受安培力作用转动，当合力矩为零时，指针指在一定刻度，可指示电流值；对于零刻度线在中间的灵敏电流表，可以反接，此时指针将向相反方向偏转；若零刻度线在边缘的电流表，则不能反接，否则电流表反向偏转将损坏电流表。
22．（1）斜向上；（2）
【解析】
（1）为使金属棒不下滑，由左手定则可知，所加磁场方向斜向上。
（2）根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则
若摩擦力方向向下，则
电路中电流为
解得
B1=2.34T
B2=3.75T
所加磁场的磁感应强度B的范围是
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题，共10小题
1．将一个弹簧线圈（俯视图为顺时针绕向）的上端固定在铁架台上，下端浸入导电液体中足够深。弹簧线圈上端通过开关接蓄电池正极，与蓄电池负极相连的导线接浸入导电液体中，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．点的磁场方向为垂直纸面向里 B．点的磁场方向可能为竖直向上
C．弹簧线圈内部磁场方向为竖直向上 D．弹簧线圈通电后相邻导线之间作用力可能为排斥力
2．在赤道附近沿东西方向放置一根导线。若导线中通以由东向西的电流，则它所受地磁场安培力的方向为（ ）
A．向上 B．向下 C．向南 D．向北
3．把柔软的铝箔条折成“天桥”状并用胶纸粘牢两端固定在桌面上，电池的正极通过导线与铝箔条相连，负极直接按压在铝箔条上，以下情形中，会使“天桥”中部的铝箔条向上运动的是（忽略导线产生磁场的影响）（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过边中点和边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的两倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为。则导线框中的电流大小为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，金属杆ab的质量为m、通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，平行导轨间的距离为L，金属杆ab静止且紧压在水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角，金属杆ab与水平导轨间动摩擦因数为μ，下列关于金属杆ab受力的说法正确的是（ ）
A．所受安培力的大小为 B．所受安培力的大小为BIL
C．所受摩擦力的大小为 D．所受摩擦力的大小为
6．如图所示，三根相互平行的长直导线、、垂直于纸面固定，其中、间距为，、间距为，、间距为，分别向、、导线通入电流、和后，导线所受安培力方向恰好与、的连线平行，已知通电导线在周围某点所产生的磁感应强度大小满足，其中为常量，则下列说法正确的是（ ）
A．和电流方向相同，大小之比为
B．和电流方向相反，大小之比为
C．若电流的方向垂直纸面向外，则导线所受的安培力一定向右
D．若电流的方向垂直纸面向里，则导线所受的安培力一定向右
7．为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c＝0.5 m×0.4 m×0.3 m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝10.0 T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I＝1.0×103 A，方向如图。则下列判断正确的是（ ）
A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为5.0×103 N
B．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103 N
C．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向
D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能
8．超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船，如图所示是电磁船的简化原理图，AB和CD是与电源相连的导体板，AB与CD之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），下列说法正确的是（ ）
A．使船前进的力，是磁场对海水的安培力
B．要使船前进，海水中的电流方向从CD板流向AB板
C．同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相反
D．船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关
9．在下列四个图中，关于通电直导线所受安培力以及通电导体周围的磁感线，正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线和的电流大小分别为和，已知，方向均向上。若用和分别表示导线与受到的磁场力，则下列说法正确的是（ ）
A．两根导线相互排斥
B．为判断的方向，需要知道和的合磁场方向
C．两个力的大小关系为
D．仅增大电流，、会同时都增大
二、多选题，共4小题
11．下列关于磁电式电流表（结构如图所示）的说法正确的是（ ）
A．磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈
B．表盘的刻度是不均匀的
C．根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向
D．优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱
12．如图甲所示，把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”。如图乙所示，电池左边为正极，右边为负极。把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来。对该装置，下列说法正确的是（ ）
A．从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针
B．线圈受到向左的安培力
C．“小火车”将向左运动
D．铜线圈中由电流产生的磁场方向向右
13．如图所示，质量为m、长度为l的金属棒放置在横截面为圆弧的光滑轨道上，轨道处在竖直平面内，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通有垂直纸面向外的电流I时，金属棒静止于曲面某点，该点与圆心连线和水平线的夹角为θ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向竖直向上
B．匀强磁场的方向竖直向下
C．磁感应强度大小为
D．磁感应强度大小为
14．如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径，电源的电动势，内阻，限流电阻，玻璃容器中液体不动时，测得两电极间的液体电阻，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为，则（ ）
A．由上往下看，液体顺时针旋转 B．由上往下看，液体逆时针旋转
C．液体所受的安培力大小为 D．液体的转动功率大小为
三、填空题，共4小题
15．一根长10cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，受到的磁场力为，则导线中的电流为________A。将导线中电流减小为零时，磁场力的大小为________。此时该点的磁感应强度为__________T。
16．在匀强磁场中，有一段5cm的导线跟磁场垂直。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是____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过它的电流减小为原来的一半，那么导线受磁场的作用力为______N。
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．如图所示，平行导轨MN和PQ上有一辆小车，车上有一个通电线框，图中虚线框A、B、C、D、E是磁场区域，内有垂直纸面的磁场。要使小车在图示位置受到向右的推力，A区域的磁场方向________，B区域磁场方向__________________________，要使小车始终受到磁场的推力作用磁场的变化规律是______________________________________________________________________________________。
四、解答题，共4小题
19．某同学对下面这道习题的解法如下所示，这种解法是否正确？若不正确，请指出错误之处，并给出正确的解答。
如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成角，处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨面的匀强磁场中，在导轨上水平放置一根质量为m的金属棒，且金属棒通有电流的有效长度也为L，此时金属棒恰好能静止，回路中通有电流。
（1）求磁感应强度的方向；
（2）求回路中电流的大小。
某同学的解法如下：
解：（1）要使金属棒能够静止，受力分析如图所示，即安培力方向需沿斜面向上。根据左手定则，可知磁场方向垂直导轨斜面向上。
（2）根据力的平衡条件，有．
而，可得。
20．如图所示是一个测量磁场磁感应强度大小的实验方案。整个装置悬挂在弹簧测力计下，装置下端有单匝线圈，线圈宽度，线框下边处于一个待测匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线框接通直流电源，电流为2A时，发现弹簧测力计的示数为0.6N。保持电流大小不变，改变电流方向，弹簧测力计的示数变为0.8N。
（1）不通电时，弹簧测力计的示数是多少？
（2）待测磁场磁感应强度的大小是多少？
21．观察磁电式电流表的内部结构，想一想：它能不能反接？为什么？
22．如图所示，电源电动势，内阻；竖直导轨的电阻可忽略；靠在竖直导轨上的金属棒的质量，电阻，它与导轨间的动摩擦因数为，有效长度为。为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为且与金属棒垂直向外的磁场。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。问：
（1）所加磁场是斜向上的还是斜向下的？
（2）所加磁场的磁感应强度B的范围是什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
ABC．从上往下看，弹簧中电流方向顺时针方向，由右手螺旋定则可知，弹簧线圈内部磁场方向为竖直向下，外部磁感线从下端出发回到上端。所以点和点的磁场方向可能为竖直向上。故AC错误；B正确；
D．弹簧线圈通电后相邻导线的电流方向相同，根据“同向电流，相互吸引”所以它们之间作用力为吸引力。故D错误。
故B正确。
2．B
【解析】
因为赤道上方的磁场方向平行地面由南向北，当导线中通以由东向西的电流，根据左手定则，导体所受安培力的方向向下。
故选B。
3．D
【解析】
A．因为选项A中铝箔条没有在磁场中，所以通电后铝箔条不受安培力，故A错误；
BCD．三个选项中铝箔条均处在从N极指向S极的磁场中，结合电流方向由左手定则可知，只有选项D中的铝箔条受向上的安培力，向上运动，故BC错误，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：
当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：
联立可得
故C正确，ABD错误；
故选C。
5．B
【解析】
AB．由题意可知磁感应强度与金属杆垂直，所以金属杆所受安培力的大小为
故A错误，B正确；
CD．金属杆受力分析如图所示
根据平衡条件可得其所受摩擦力的大小为
故CD错误。
故选B。
6．B
【解析】
AB．根据通电平行直导线间的相互作用规律可知，若和的电流方向相同，则所受的安培力方向不会与、连线平行。因此和的电流方向相反，假导线受到导线的作用力为斥力，导线受到导线的作用力为吸引力，、分别为导线、对导线的作用力。根据平行四边形定则作图，如图所示
由几何知识可得
又
其中
联立解得
故B正确，A错误；
CD．若电流的方向垂直纸面向外（或向里），由于、的电流方向未知，所以不能确定导线所受的安培力方向，故CD错误。
故选B。
7．D
【解析】
AB．磁场方向向下，电流方向向里，根据左手定则，推进器所受安培力方向向左，因此驱动力方向向左，根据安培力公式有
AB错误；
C．磁场方向向下，根据安培定则可判定超导励磁线圈中的电流方向为PMNQP方向，C错误；
D．改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向，根据左手定则可知驱动力方向相反，可以实现倒行功能，D正确。
故选D。
8．D
【解析】
A．使船前进的力，是海水对超导线圈的作用力，A错误；
B．若海水的电流方向从AB板流向CD板，根据左手定则，海水所受的安培力向后。根据牛顿第三定律，海水对船的磁场力向前，使船前进。故B错误；
C．仅改变超导线圈中电流的方向或者电源正负极，就可以改变海水对超导线圈的磁场力的方向，即推进力方向将与原方向相反，C错误；
D．根据 ，船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关，D正确。
故选D。
9．B
【解析】
A．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力与图中相反，故A错误；
B．根据左手定则可知，图中安培力方向向左，故B正确；
C．根据安培定则可知，图中磁感线方向向右，故C错误；
D．根据安培定则可知，磁感线方向顺时针，故D错误。
故选B。
10．D
【解析】
A．由于两导线通的是同向电流，由安培定则可知，两导线相互吸引，故A错误；
B．为判断的方向，需要知道的磁场方向，故B错误；
C．通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，故C错误；
D．仅增大电流，、会同时都增大，故D正确；
故选D。
11．ACD
【解析】
AD．磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两级之间的线圈，优点是灵敏度高缺点是允许通过的电流很弱，AD正确；
B．极靴与软铁之间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行。因此，磁力距与线圈中电流成正比（与线圈位置无关）；当通电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转过的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏转的角度与电流成正比，因此刻度盘的刻度是均匀的，B错误；
C．线圈中电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向跟着改变，C对。
故选ACD。
12．ABD
【解析】
AD．从左往右看，电流从电池的正极到负极，则铜线圈上的电流方向为顺时针，铜线圈中由电流产生的磁场方向向右，选项AD正确；
BC．因为结合体是放在螺线管里面的，内部磁场方向自左向右，结合体左侧磁铁的S极被螺线管左侧磁极排斥（参考小磁针），而结合体右侧磁铁S极也要和螺线管右侧磁极相吸引，最终结合体两侧磁铁所受总合力向右，即“小火车”将向右运动，根据牛顿第三定律可知，线圈受到向左的安培力，故B正确，C错误；
故选ABD。
13．BC
【解析】
AB．根据平衡条件，磁场力向右，根据左手定则，匀强磁场的方向竖直向下，B正确，A错误；
CD．根据平衡条件得
解得
D错误，C正确。
故选BC。
14．BC
【解析】
AB．根据电流的方向及磁场方向，结合左手定则，由上往下看，液体逆时针旋转。A错误，B正确；
C．根据电路中电压与电流的关系有
解得
则液体所受的安培力大小为
C正确；
D．液体的转动功率大小为
D错误。
故选BC。
15． 0.1 0 0.4
【解析】
根据
F=BIL
可得
将导线中电流减小为零时，磁场力的大小为0。
此时该点的磁感应强度不变，仍为0.4T。
16． 2 0.15
【解析】
根据磁感应强度的定义式，有
B==2T
导线受磁场的作用力为
F=BI′L′=2×0.15×0.5N=0.15N
17．a
【解析】
当有电流时指针偏向右边，根据左手定则，可判断线框内电流方向如图所示，则电流从a接线柱进入
18． 垂直纸面向内 垂直纸面向外 磁场方向及时改变使线框左边始终处在向内的磁场中，线框的右边始终处在向外的磁场中
【解析】
要使小车能向右行驶，则电流受到的安培力向右，根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以此时A区域磁场方向为垂直纸面向内，B区域磁场方向为垂直纸面向外
要使小车能向右行驶，则电流受到的安培力向右，根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以此时A区域磁场方向为垂直纸面向内，B区域磁场方向为垂直纸面向外
要使小车始终受到磁场的推力作用磁场的变化规律是，磁场方向及时改变使线框左边始终处在向内的磁场中，线框的右边始终处在向外的磁场中。
19．解法正确
【解析】
该同学的解法是正确的；解答此类题目的易错点：用左手定则判断安培力的方向时注意电流的方向、磁场的方向和安培力的方向关系；其次对导体棒要正确受力分析，画出受力分析图，利用正交分解法列出平衡方程；
20．（1）0.7N；（2）0.5T
【解析】
（1）由题意，改变电流方向后，弹簧测力计的示数增大，说明线圈所受安培力方向变为竖直向下。设不通电时，弹簧测力计的示数为F，通电后线圈所受安培力的大小为FA，则有
解得
F=0.7N
FA=0.1N
（2）根据安培力公式可得待测磁场磁感应强度的大小为
21．见解析
【解析】
电流表中有电流通过，线圈受安培力作用转动，当合力矩为零时，指针指在一定刻度，可指示电流值；对于零刻度线在中间的灵敏电流表，可以反接，此时指针将向相反方向偏转；若零刻度线在边缘的电流表，则不能反接，否则电流表反向偏转将损坏电流表。
22．（1）斜向上；（2）
【解析】
（1）为使金属棒不下滑，由左手定则可知，所加磁场方向斜向上。
（2）根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则
若摩擦力方向向下，则
电路中电流为
解得
B1=2.34T
B2=3.75T
所加磁场的磁感应强度B的范围是
答案第1页，共2页
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