1.1安培力同步训练（Word版含答案）

1.1安倍力
一、选择题（共15题）
1．如图所示，通有向右电流的直导线置于匀强磁场中，导线与磁场平行，则该导线（ ）
A．不受安培力
B．受安培力，方向向右
C．受安培力，方向垂直纸面向里
D．受安培力，方向垂直纸面向外
2．光滑水平面内固定两根平行的长直导线A和B，通以等大反向的电流I1、I2；通有图示方向电流I的短导线C垂直于A、B放在正中间，三者处于同一平面内。释放C，它将（　　）
A．沿着水平面向右运动 B．沿着水平面向左运动
C．顺时针转动，同时向B靠近 D．逆时针转动，同时向A靠近
3．下列说法正确的是（　　）
A．若物体运动速率不变，则物体加速度一定为零
B．若物体所受合外力为零，则物体加速度一定为零
C．若检验电荷在某处电势能为零，则此处场强一定为零
D．若一小段通电导体在某处受磁场力大小为零，则此处磁感应强度一定为零
4．如图为法拉第做过的电磁旋转实验，图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中灰色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上．这时自上向下看，A和C的转动方向为（ ）
A．顺时针、顺时针 B．顺时针、逆时针
C．逆时针、顺时针 D．逆时针、逆时针
5．如图所示，两根平行放置的长直导线a.b载有大小都为1A．方向相反的电流，a受到b的磁场力的大小为F1，今在a.b所在平面内距a.b相等距离的位置上平行于a.b放置另一长直导线c，c中电流大小为2A，与a中电流方向相同，a和b受到c的磁场力的大小都为F2．下列关于导线A．b受磁场力的合力大小和方向的判断，正确的是 :
A．a导线受到磁场力的合力大小为F1+ F2，方向向左
B．b导线受到磁场力的合力大小为F1+ F2，方向向左
C．a导线受到磁场力的合力大小为F2—F1，方向向右
D．b导线受到磁场力的合力大小为F2—F1，方向向右
6．下图中的通电导线在磁场中的受力分析，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用．如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上，则（ ）
A．增大磁感应强度可获得更大的抽液高度
B．通过泵体的电流I＝UL1／σ
C．泵体上表面应接电源负极
D．增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度
8．如图所示，通电导线在纸面内由Ⅰ位置绕垂直纸面的固定轴转到Ⅱ位置，其他条件不变，该导线所受安培力大小(　　)
A．变大 B．变小
C．不变 D．不能确定
9．如图所示，竖直平面内用两根细线将粗细均匀的金属棒CD水平悬挂在天花板上，金属棒的质量为m、长度为L，重力加速度为g，水平方向的匀强磁场垂直于金属棒CD，磁感应强度大小为B，当金属棒中通以电流I时，细线中的拉力恰好为零，则电流I应满足（　　）
I=；方向C到D B．I=；方向D到C
C．I=；方向 C到 D D．I= ；方向D到C
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，小王在探究影响通电导线受力的因素中，将一根直导线水平悬挂在三块蹄形磁铁间，发现在直导线静止后悬线与竖直方向产生一个较小的偏角，如图，通过进一步改变实验条件，得到实验结果如图甲：
由表中结果可知通电导线在磁场中受力
A．与电流无关 B．与磁铁的数量成反比
C．与磁场中的通电导线长度无关 D．与磁场中的通电导线长度可能成正比
12．一种测定电流大小的方法是通过电流天平实现的，其构造如甲图所示。乙图为电流天平的原理示意图，主要结构包括均水平放置的螺线管和绝缘横梁，横梁右半部分镶嵌有水平的“ ”形电路且置于螺线管内。当螺线管中通以激磁电流I0，“ ”形电路中通以待测电流I时，在横梁左端悬挂合适的砝码，就能使横梁水平平衡，则下列说法错误的是（　　）
A．平衡时CD边受到竖直向下的安培力
B．“ ”形电路的三条边都受到安培力
C．通电螺线管中的激磁电流不必须恒定不变
D．通电螺线管的电流方向确定时，“ ”形电路的电流方向也是确定的，才能使横梁平衡
13．在同一平面内有①、②、③三根等间距平行放置的长直导线，通入的电流分别为1A、2A、1A，②的电流方向为c→d，且受到安培力的合力方向水平向右，则（ ）
A．①的电流方向为
B．③的电流方向为
C．①受到安培力的合力方向水平向左
D．③受到安培力的合力方向水平向左
14．关于磁感应强度，下列说法中不正确的是（　　）
A．由可知，磁场中某处的磁感应强度跟该处通电导线所受的磁场力成正比
B．若通电导线在磁场中某处所受磁场力为零，则该处磁感应强度不一定为零
C．磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的通电导线无关
D．磁场方向与通电导线所受到的安培力方向一致
15．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的左上方固定一直导线，导线与磁场垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则（ ）
A．磁铁对桌面压力增大 B．磁场对桌面压力减小
C．桌面对磁铁没有摩擦力 D．桌面对磁铁摩擦力向左
二、填空题
16．在匀强磁场中，某一通电导线与磁场方向垂直，导线长L=0.2m，导线中电流I=1A，其所受到的安培力F=0.4N，则该匀强磁场的磁感应强度B=______T，若导线中的电流增大为2A，此时导线所受到的安培力F′=_________N。
17．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”）
18．磁电式电流表
（1）原理：安培力与电流的关系。通电线圈在磁场中受到___________而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就___________，根据指针的___________，可以知道被测电流的方向。
（2）构造：___________、___________、螺旋弹簧、指针、极靴。
（3）特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小___________。
（4）优点：灵敏度高，可以测出___________的电流。
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流___________
（5）如图所示，已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为l，磁场磁感应强度为B，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小，并写出安培力的方向。_______、______、______、_______。
19．水平放置的平行金属导轨相距为d，导轨一端与电源相连，电源电动势为E，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。长为l的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨成60°角，金属棒受到的安培力为F，则此时通过金属棒的电流为_________，回路的总电阻为_________。
三、综合题
20．电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在匀强磁场中的两条平行导轨（导轨与水平方向成角）上，若给导轨通以很大的电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去。已知匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直两平行导轨向上。两导轨间的距离为，磁场中导轨的长度为，炮弹的质量为，炮弹和导轨间摩擦力不计。求：在导轨与水平方向夹角及炮弹质量一定时，要想提高炮弹发射时的速度，可以采取哪些措施？（通过计算分析，加以说明）
21．如图所示，两平行金属导轨间的距离L，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B，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、内阻r的直流电源。现把一个质量m的导体棒放在金属导轨上，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，金属导轨电阻不计，求：
(1)导体棒中的电流大小；
(2)导体棒受到的安培力大小及方向；
(3)导体棒受到的摩擦力。
22．两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab，处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，导电棒质量为1.2kg，长1m。当导电棒中通入3A电流时，它可在导轨上匀速滑动，若电流强度增大为5A时，导电棒可获得2m/s2的加速度，求装置所在处的磁感强度的大小。
23．如图所示，质量为m，长为l 的金属细棒ab，用两根轻质导线吊放在水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，使其保持水平静止．磁场的磁感应强度为B，棒ab中通入恒定电流后，导线的拉力恰好为零．则：
（1）棒ab中所通的恒定电流应沿什么方向？
（2）通入电流的大小是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
试题分析：根据安培力产生的条件，通电导线与磁场平行不受安培力，即可求解．
解：由题意可知，因通电导线与磁场平行，所以不受到安培力的作用，故A正确，BCD错误；
故选A．
2．A
【详解】
根据安培定则可知，AB两条平行导线间的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，直导线C受安培力水平向右，则将沿水平面向右运动。
故选A。
3．B
【详解】
A．物体运动速率不变，如果运动方向发生了变化，则物体加速度一定不为零，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，若物体所受合外力为零，则物体加速度一定为零，故B正确；
C．若检验电荷在某处电势能为零，则此处电势为零，场强不一定为零，故C错误；
D．若一小段通电导体在某处受磁场力大小为零，可能是因为导体与磁感线平行，不一定是磁感应强度为零，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
在右边，在导线所在处，磁铁的磁感线的切线是斜向下的（与竖直方向夹角较大），而导线与竖直方向夹角较小，因此，磁场可正交分解后，有沿导线向下的磁场分量和垂直导线向上的磁场分量．显然，导线受到与它垂直的磁场分量的作用力方向是垂直纸面向里的（在图示位置，用左手定则），所以导线是顺时针方向旋转的（俯视时）．同理可得a为逆时针方向，C正确．
5．C
【详解】
试题分析：电流a所受的磁场力可看成电流B.电流c对它作用力的合力．ab的电流的方向相反，它们之间是排斥力；ac的电流方向相同，它们之间是吸引力．又因为C离a比较近且c的电流大，由此c对a的作用力也大，即F1＜F2，合力的大小就是：F2-F1方向是c对a的作用力的方向．故C正确，A错误；b受到a和c对它的排斥力，都是向右，因此它受的合力是两个力的和，方向向右．故BD都错误．故选C.
6．D
【详解】
根据左手定则：伸开左手使得大拇指与四指垂直，在同一平面内，让磁感线与掌心垂直，四指方向与电流方向一致，大拇指所指的方向为安培力的方向
A．依据左手定则，电流垂直向里，磁场水平向右，则安培力方向竖直向下，故A错误；
B．依据左手定则，电流垂直向外，则安培力垂直磁场方向斜向左上方，故B错误；
C．依据左手定则，电流垂直向外，磁场垂直向里，两者相互平行，没有安培力，故C错误；
D．依据左手定则，电流斜向左上方，磁场垂直向里，则安培力方向垂直电流向下，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】
A、增大磁感应强度B，受到的磁场力变大，因此可获得更大的抽液高度，故A正确；
B、根据电阻定律，泵体内液体的电阻：，因此流过泵体的电流，故B错误；
C、当泵体上表面接电源的负极时，电流从下向上流过泵体，这时受到的磁场力水平向右，不能拉动液体向左运动，故C错误；
D、若增大液体的电阻率，可以使电流减小，受到的磁场力减小，使抽液高度减小，故D错误．
8．C
【详解】
通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置，导线仍然与磁场垂直，故安培力大小不变，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．A
【详解】
导体受到的安培力等于重力时，此时拉力等于零，故
解得
由左手定则可知电流方向由C到D。
故选A。
10．B
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律，有
故A错误；
B．导体棒受到的安培力为
故B正确；
CD．导体棒受力如图
重力沿斜面向下的分力为
则棒有向下运动的趋势，静摩擦力沿斜面向上，且静摩擦力大小为
故CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
试题分析：由1、2、3行数据可知，在通入电流相同的情况下，接入磁铁中的导线长度越大，悬线偏角越大，说明通电导线在磁场中的受力与磁场中的通电导线长度可能成正比．由1、4、5行数据可知，在接入磁铁中的导线长度相同的情况下，通入电流值越大，悬线偏角越大，说明通电导线在磁场中的受力与磁场中的通电电流大小有关．故D对，故选D．
12．B
【详解】
AB．根据安培定则可知磁感线与螺线管的中线平行，根据左手定则知CD边受竖直向下的安培力，U形电路另两边与磁感线平行，不受安培力，A正确，不符合题意；B错误，符合题意；
C．电流天平是测定电流大小的装置，通电螺线管中的激磁电流变化时，安培力变化，可以通过改变砝码来平衡，故通电螺线管中的激磁电流不必须恒定不变，C正确，不符合题意；
D．螺线管中电流方向改变，磁场方向改变，根据左手定则知安培力方向也变，横梁不能平衡，故通电螺线管的电流方向确定时，“ ”形电路的电流方向也是确定的，才能使横梁平衡，D正确，不符合题意。
故选B。
13．BCD
【详解】
AB．根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，因②的电流方向为且受到安培力的合力方向水平向右，可知①的电流方向为，③的电流方向为，A错误，B正确；
C．①受到②③的排斥力，故安培力的合力方向水平向左，C正确；
D．③受到②的吸引力和①的排斥力，因②的吸引力大于①的排斥力，故③受到安培力的合力方向水平向左，D正确。
故选BCD。
14．AD
【详解】
AC．磁场中某处的磁感应强度是由磁场本身所决定的，与该处通电导线所受的磁场力大小无关，与放在该处的通电导线无关，故A错误，C正确；
B．若通电导线在磁场中某处所受磁场力为零，可能是电流方向与磁场平行，而该处磁感应强度不一定为零，故B正确；
D．根据左手定则可知，磁场方向与通电导线所受到的安培力方向互相垂直，故D错误。本题选择不正确的。
故选AD。
15．AD
【详解】
以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右下方，磁铁对桌面压力增大，磁铁有向右运动的趋势，所以受到的摩擦力方向向左。
故选AD。
16． 2 0.8
【详解】
通电导线垂直放置在匀强磁场中，所受安培力为，可得磁感应强度为
当电流增大为，所受的安培力为
17． 不变
【详解】
试题分析：受力分析，做出沿MN的方向观察的受力图，金属棒MN所受安培力的方向垂直于MN和磁场方向水平向右，与OMNO′平面不垂直．
由受力分析可知，mgtanθ=BId，得；由表达式可知，θ与L无关，故如果将悬线长度L增大，其余不变，则金属棒平衡时，θ角不变．
18． 安培力 越大 偏转方向 磁铁 线圈 相同 很弱 很弱 ，垂直导线斜向下 ，垂直纸面斜向外 ，垂直导线斜向上 0
【详解】
（1）原理：安培力与电流的关系。通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
（2）构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。
（3）特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小相同。
（4）优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱
（5）磁场和电流垂直，所以安培力为
方向：垂直导线斜向下
磁场和电流垂直，所以安培力为
方向：垂直纸面斜向外
磁场和电流垂直，所以安培力为
方向：垂直导线斜向上
磁场和电流平行，安培力等于零
19．
【详解】
通电导体垂直于磁场的长度为
受到的安培力为
解得
通过金属棒的电流为。
根据欧姆定律
回路的总电阻为。
20．增大、、、
【详解】
当通入电流时，炮弹受到的安培力为
发射过程中安培力做功
发射过程中重力做功
由动能定理得
联立解得
可以看出，当炮弹质量和导轨倾角一定时，从理论上讲，增大、、、都可以提高炮弹的发射速度。
21．(1) ；(2) ，方向沿斜面向上；(3)
【详解】
(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
(2)导体棒受到的安培力
方向沿斜面向上
(3)若导体棒所受重力沿斜面向下的分力大于安培力，根据共点力平衡条件有：
解得
方向沿斜面向上
若导体棒所受重力沿斜面向下的分力小于安培力，根据共点力平衡条件有
解得
方向沿斜面向下
若导体棒所受重力沿斜面向下的分力等于安培力，则
22．B=1.2T
【详解】
匀速运动有：摩擦力等于安培力
加速运动时，安培力和摩擦力的合力提供加速度
联立解得
B=1.2T
23．（1）从a到b（2）I=mg/Bl
【详解】
(1)根据题意可以知道,安培力方向向上,因此根据左手定则可判断流过导线的电流方向应该从a到b
(2)根据题意可得: ,得：
综上所述本题答案是： （1）从a到b （2）
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