1.1磁场对通电导线的作用力 分层作业(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 1.1磁场对通电导线的作用力 分层作业(Word版含答案) |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 821.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-07 09:26:29 | ||
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文档简介
课时1磁场对通电导线的作用力分层作业巩固提升（2）第一章安培力和洛伦兹力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．如图，在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示．该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同．该磁场的磁感应强度的方向可能是（ ）
A．沿z轴正方向 B．沿z轴负方向
C．沿x轴正方向 D．沿y轴负方向
2．如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为l的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则( )
A．该磁场是匀强磁场
B．该线圈的磁通量为Bl2
C．a导线受到的安培力方向向下
D．b导线受到的安培力大小为BIl
3．如图表示一条放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中已经分别标明电流、磁感应强度和安培力三者方向的关系，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．有一小段通电导线，长为，通过它的电流为，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为，则该处的磁感应强度一定是（ ）
A． B． C． D．以上几种情况都有可能
5．如图所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关断开时，铁片刚好与水银槽中的水银接触。当开关闭合后，铁片会（ ）
A．不动
B．陷入水银面以下
C．向上运动停止在空中
D．不停地上下振动
6．通电矩形导线框与无限长通电直导线在同一平面内，电流方向如图所示，边与平行。关于中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（ ）
A．线框有两条边所受到的安培力方向相同
B．线框有两条边所受到的安培力大小相同
C．整个线框有向里收缩的趋势
D．若导线向左微移，各边受力将变小，但合力不变
7．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架置于光滑水平面上，三边的长度分别为、和，长度为L的电阻丝的电阻为r，框架与一电动势为E、内阻不计的电源相连接，整个系统处于方向垂直于框架平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，则框架受到的安培力的合力为（ ）
A．0
B．，方向
C．，方向
D．，方向
8．如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关（ ）
A．A端向上运动，B端向下运动，悬线张力不变
B．A端向下运动，B端向上运动，悬线张力不变
C．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小
D．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大
9．如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
10．如图所示，长为d质量为m的细金属杆ab，用长为L的细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。闭合开关S后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为。重力加速度为g，则闭合开关的短时间内通过细金属杆ab的电荷量为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题，共4小题
11．磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当有电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足，式中为线圈的匝数，为线圈的面积，为通过线圈的电流，为磁感应强度，为线圈（指针）偏角，是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（ ）
A．该电流表的刻度是均匀的
B．线圈转动过程中受到的安培力的大小不变
C．若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动
D．更换值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度（灵敏度即）
12．如图所示，金属棒置于水平放置的金属导轨上，棒与导轨相互垂直并接触良好，导轨间接有电源。现用两种方式在空间加匀强磁场，棒均处于静止。第一次匀强磁场方向竖直向上，第二次匀强磁场方向斜向左上方与金属导轨平面成角，两次匀强磁场的磁感应强度大小相等。下列说法中正确的是（ ）
A．两次金属棒所受的安培力大小相等
B．第二次金属棒所受的安培力大
C．第二次金属棒受的摩擦力小
D．第二次金属棒受的摩擦力大
13．如图所示，金属棒ab用软导线悬挂在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，ab通以如图所示的电流I，此时悬线有一定的张力，若要使悬线张力为零，必须安培力方向向上，下列做法中有可能实现的是（ ）
A．增大磁感强度B B．增大ab中的电流I
C．改变电流I的方向 D．改变磁感强度B的方向
14．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为2I和I，电流方向如图中箭头所示，此时a受到的磁场力大小为F。若在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则b受到的磁杨力可能为（ ）
A．大小为，方向向左 B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向右 D．大小为，方向向左
三、填空题，共4小题
15．如图所示，通电圆环挂在通电螺线管的右侧，若通电线圈从上往下看逆时针方向转动，则电源的_________（选填“左端”或“右端”）为正极．
16．如图所示，蹄形磁铁水平放置，在磁场中有一水平光滑导轨通过接线柱P、Q与导线相连，导轨上面搁有一导体细棒．导线将棒、电源、变阻器、开关等构成电路．闭合开关，可观察到导体棒向________（选填“左”或“右”）运动，此现象表明通电导线在磁场中___________________________．
17．判断各图中通电导线所受磁场力的方向．
18．如图所示为直流电动机的示意图，当它接通不计内阻的电源后，转子转动方向如图所示，则A为电源________极，B为电源________极．
四、解答题，共4小题
19．画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。
20．画出图中通电导体棒所受的安培力的方向。
21．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，（轨道摩擦不计）。则
(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B是多少？
(2)磁场力的最大功率多大？
22．把一根长L=10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：
①当导线中通以I1=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10-7N，则该磁场的磁感应强度为多少
②若该导线中通以I2=3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
试题分析：由电流方向、受力方向，根据左手定则可以判断出，磁感应强度的的方向沿y轴的负方向，或者沿x轴的负方向都是可以的，故D是正确的．
考点：左手定则．
2．D
【解析】
利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受大小不变的安培力力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；由左手定则来确定安培力的方向可确定转动方向．
A. 该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；
B. 线圈与磁感线平行，故磁通量为零，故B错误；
C. a导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，安培力向上，故C错误；
D. 导线b始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为IlB，故D正确；
故选D
3．C
【解析】
A．磁场方向向上，电流方向向里，根据左手定则，安培力的方向向右，故A错误；
B．磁场方向向右，电流方向向外，根据左手定则，安培力的方向向上，故B错误；
C．磁场方向向里，电流方向向右，根据左手定则，安培力的方向向上，故C正确；
D．磁场方向向外，电流方向向左，根据左手定则，安培力的方向向上，故D错误；
故选C。
4．C
【解析】
若通电导线与磁感应强度方向垂直，则
若通电导线与磁感应强度方向不垂直，不是最大的磁场力，则，综上可知，C正确。
故选C。
5．D
【解析】
当开关闭合后，弹簧相当于通电螺线管，由于各匝弹簧线圈中通入电流方向相同，相邻两匝弹簧钱圈之间为异名磁极，则弹簧各匝之间相互吸引使弹簧缩短，将铁片向上提起；铁片离开水银面后，电路断开，弹簧失去磁性，在铁片的重力作用下，弹簧伸长，铁片与水银面接触又使电路接通.这个过程循环往复，从而使铁片不停地上下振动。
故选D。
6．B
【解析】
ABC．直导线中的电流方向向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，cd受到向上的安培力，方向全不同， ab和cd两边电流相等，而所在位置的磁场相同，ab和cd两边受到的安培力大小相等，距离导线越近磁场越强，则ad边受向左的安培力大于bc边受到向右的安培力，整个线框有向外扩张的趋势，AC错误，B正确；
D．若导线向左微移，则线框各边所在处磁感应强度均减小，但ad边所在处减小得更多，故各边受安培力均变小，线框所受向左的合力变小，D错误。
故选B。
7．D
【解析】
由题意知，ac边的电阻为5r，abc边的电阻为7r，流过ac边的电流为
所受安培力大小为
流过abc边的电流为
abc折线可等效成一根长为5L，与ac平行的直导线，所受安培力大小为
框架受到的安培力的合力为
由左手定则可知，合力方向垂直于ac由b指向d，D正确。
故选D。
8．D
【解析】
用电流元法分析通电直导线AB的运动情况，用特殊位置法分析直导线在竖直方向上的受力情况。
当开关S接通时，根据安培定则知电磁铁附近磁感线的分布如下图所示
由左手定则知通电直导线此时A端受力指向纸内，B端受力指向纸外，故直导线将转动，由特殊位置法知当直导线转到与磁感线垂直（即转过90°）时，整个直导线受到的安培力方向竖直向下，故悬线张力变大。
故选D。
9．A
【解析】
在开关S接通后，线圈中电流由左侧流入，由安培定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场方向向左，由左手定则可知，导线所受安培力方向竖直向上。
故选A。
10．C
【解析】
细金属杆ab离开导轨向右摆起的过程，由机械能守恒定律可得
细金属杆在通电瞬间在水平方向受到磁场的安培力，根据动量定理可得
即
又
可得
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
11．AB
【解析】
A．磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与转动角度成正比，故该电流表的刻度是均匀的，故A正确；
B．磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，故受到的安培力的大小不变，故B正确；
C．若线圈中通以如图乙所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，故顺时针转动，故C错误；
D．更换值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变化，但偏角变化减小了，故灵敏度减小了，故D错误。
故选AB。
12．AC
【解析】
AB．两次磁场方向都与金属棒垂直，故安培力均为，故A正确，B错误；
CD．第一次安培力水平向右，金属棒受重力、支持力、安培力和向左的静摩擦力，根据平衡条件有
第二次安培力斜向右上方，与竖直方向成30°角，金属棒受重力、支持力、安培力和向左的静摩擦力，如图所示
根据平衡条件有
故第二次的摩擦力较小，故C正确，D错误；
故选AC。
13．CD
【解析】
当ab通以如图所示的电流I时，导线所受安培力方向向下，悬线张力不为零，要使悬线张力为零，安培力方向要向上，再根据左手定则判断。
A．增大磁感强度B，安培力方向仍向下，悬线张力不为零，不符合题意，故A错误；
B．增大ab中的电流I，根据左手定则安培力方向向下，悬线张力不为零，不符合题意，故B错误；
C．改变电流I的方向，安培力改为向上，当安培力与重力平衡时，悬线张力为零，符合题意，故C正确；
D．改变磁感强度B的方向，安培力改为向上，当安培力与重力平衡时，悬线张力为零，符合题意，故D正确。
故选CD。
14．BD
【解析】
未放导线前，、导线之间的磁场力是吸引力，大小相等；置入导线后导线受到的磁场力大小为，方向可能向左也可能向右，故导线对导线的作用力可能是向右大小为，或向左大小为，所以导线对导线的作用力可能是向左大小为，或向右大小为，再与导线对导线的作用力合成，可知导线受到的磁杨力可能向左大小为，或向右大小为，故A、C错误，B、D正确；
故选BD。
15．左端
【解析】
将圆环等效成小磁针根据右手定则可知，在未转动时，垂直纸面向外为N极，故螺线管的右端为N极，通电线圈才从上往下看逆时针方向转动，根据右手定则可以判断电源左端为正极。
16． 左 会受到力的作用
【解析】
磁场方向竖直向下，电流方向由A到B，根据左手定则可知，导体棒受安培力向左，此现象表明通电导线在磁场中会受到力的作用。
17．水平向左 竖直向下 水平向右 无安培力
【解析】
根据左手定则可以判断
第一幅图中导线受安培力水平向左；
第二幅图中导线受安培力方向竖直向下；
第三幅图中磁场方向竖直向下，安培力水平向右；
第四幅图中因为电流与磁场方向平行，导线不受安培力作用。
18． 负 正
【解析】
根据图中转动方向可知，磁感线水平向右，线框左边受到的安培力垂直纸面向外，电流方向竖直向下，线框右边受到的安培力垂直纸面向里，电流竖直向上，所以A为电源负极，B为电源正极。
19．
【解析】
(1)中电流与磁场垂直，由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。
(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示，由左手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示。
(3)中由安培定则可判断出电流A处磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丙所示。
(4)中由安培定则可判断出电流A处磁场如图丁所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丁所示。
20．
【解析】
题中A、B、C给出的立体图，如果直接把ab受到的力画在立体图上则较为抽象。为了直观，一般都画成平面图。对A、B、C中的各图从外向内看的正视平面图如图所示(此时ab是一个横截面图)。
21．(1)55T；(2) 1.1×10 7 W
【解析】
(1)在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为
F=ILB ①
设炮弹的加速度的大小为a
F=ma ②
炮弹在两导轨间做匀加速运动
v 2 =2as ③
联立①②③代入题给数据得
F=1100N
B=55T
(2)磁场力的最大功率
P=Fv
解得
P=1.1×10 7 W
22．①，方向垂直纸面向里；②，方向竖直向上；
【解析】
①由磁感应强度公式
方向垂直纸面向里
②由安培力公式
由左手定则得，安培力的方向竖直向上。
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．如图，在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示．该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同．该磁场的磁感应强度的方向可能是（ ）
A．沿z轴正方向 B．沿z轴负方向
C．沿x轴正方向 D．沿y轴负方向
2．如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为l的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则( )
A．该磁场是匀强磁场
B．该线圈的磁通量为Bl2
C．a导线受到的安培力方向向下
D．b导线受到的安培力大小为BIl
3．如图表示一条放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中已经分别标明电流、磁感应强度和安培力三者方向的关系，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．有一小段通电导线，长为，通过它的电流为，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为，则该处的磁感应强度一定是（ ）
A． B． C． D．以上几种情况都有可能
5．如图所示，一个轻质弹簧下端悬挂一个小铁片，当开关断开时，铁片刚好与水银槽中的水银接触。当开关闭合后，铁片会（ ）
A．不动
B．陷入水银面以下
C．向上运动停止在空中
D．不停地上下振动
6．通电矩形导线框与无限长通电直导线在同一平面内，电流方向如图所示，边与平行。关于中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（ ）
A．线框有两条边所受到的安培力方向相同
B．线框有两条边所受到的安培力大小相同
C．整个线框有向里收缩的趋势
D．若导线向左微移，各边受力将变小，但合力不变
7．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架置于光滑水平面上，三边的长度分别为、和，长度为L的电阻丝的电阻为r，框架与一电动势为E、内阻不计的电源相连接，整个系统处于方向垂直于框架平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，则框架受到的安培力的合力为（ ）
A．0
B．，方向
C．，方向
D．，方向
8．如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关（ ）
A．A端向上运动，B端向下运动，悬线张力不变
B．A端向下运动，B端向上运动，悬线张力不变
C．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小
D．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大
9．如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
10．如图所示，长为d质量为m的细金属杆ab，用长为L的细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。闭合开关S后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为。重力加速度为g，则闭合开关的短时间内通过细金属杆ab的电荷量为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题，共4小题
11．磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当有电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足，式中为线圈的匝数，为线圈的面积，为通过线圈的电流，为磁感应强度，为线圈（指针）偏角，是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（ ）
A．该电流表的刻度是均匀的
B．线圈转动过程中受到的安培力的大小不变
C．若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动
D．更换值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度（灵敏度即）
12．如图所示，金属棒置于水平放置的金属导轨上，棒与导轨相互垂直并接触良好，导轨间接有电源。现用两种方式在空间加匀强磁场，棒均处于静止。第一次匀强磁场方向竖直向上，第二次匀强磁场方向斜向左上方与金属导轨平面成角，两次匀强磁场的磁感应强度大小相等。下列说法中正确的是（ ）
A．两次金属棒所受的安培力大小相等
B．第二次金属棒所受的安培力大
C．第二次金属棒受的摩擦力小
D．第二次金属棒受的摩擦力大
13．如图所示，金属棒ab用软导线悬挂在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，ab通以如图所示的电流I，此时悬线有一定的张力，若要使悬线张力为零，必须安培力方向向上，下列做法中有可能实现的是（ ）
A．增大磁感强度B B．增大ab中的电流I
C．改变电流I的方向 D．改变磁感强度B的方向
14．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为2I和I，电流方向如图中箭头所示，此时a受到的磁场力大小为F。若在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则b受到的磁杨力可能为（ ）
A．大小为，方向向左 B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向右 D．大小为，方向向左
三、填空题，共4小题
15．如图所示，通电圆环挂在通电螺线管的右侧，若通电线圈从上往下看逆时针方向转动，则电源的_________（选填“左端”或“右端”）为正极．
16．如图所示，蹄形磁铁水平放置，在磁场中有一水平光滑导轨通过接线柱P、Q与导线相连，导轨上面搁有一导体细棒．导线将棒、电源、变阻器、开关等构成电路．闭合开关，可观察到导体棒向________（选填“左”或“右”）运动，此现象表明通电导线在磁场中___________________________．
17．判断各图中通电导线所受磁场力的方向．
18．如图所示为直流电动机的示意图，当它接通不计内阻的电源后，转子转动方向如图所示，则A为电源________极，B为电源________极．
四、解答题，共4小题
19．画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。
20．画出图中通电导体棒所受的安培力的方向。
21．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，（轨道摩擦不计）。则
(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B是多少？
(2)磁场力的最大功率多大？
22．把一根长L=10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，求：
①当导线中通以I1=2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10-7N，则该磁场的磁感应强度为多少
②若该导线中通以I2=3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
试题分析：由电流方向、受力方向，根据左手定则可以判断出，磁感应强度的的方向沿y轴的负方向，或者沿x轴的负方向都是可以的，故D是正确的．
考点：左手定则．
2．D
【解析】
利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受大小不变的安培力力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转；由左手定则来确定安培力的方向可确定转动方向．
A. 该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；
B. 线圈与磁感线平行，故磁通量为零，故B错误；
C. a导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，安培力向上，故C错误；
D. 导线b始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为IlB，故D正确；
故选D
3．C
【解析】
A．磁场方向向上，电流方向向里，根据左手定则，安培力的方向向右，故A错误；
B．磁场方向向右，电流方向向外，根据左手定则，安培力的方向向上，故B错误；
C．磁场方向向里，电流方向向右，根据左手定则，安培力的方向向上，故C正确；
D．磁场方向向外，电流方向向左，根据左手定则，安培力的方向向上，故D错误；
故选C。
4．C
【解析】
若通电导线与磁感应强度方向垂直，则
若通电导线与磁感应强度方向不垂直，不是最大的磁场力，则，综上可知，C正确。
故选C。
5．D
【解析】
当开关闭合后，弹簧相当于通电螺线管，由于各匝弹簧线圈中通入电流方向相同，相邻两匝弹簧钱圈之间为异名磁极，则弹簧各匝之间相互吸引使弹簧缩短，将铁片向上提起；铁片离开水银面后，电路断开，弹簧失去磁性，在铁片的重力作用下，弹簧伸长，铁片与水银面接触又使电路接通.这个过程循环往复，从而使铁片不停地上下振动。
故选D。
6．B
【解析】
ABC．直导线中的电流方向向上，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ad边受向左的安培力，bc边受到向右的安培力，ab边受到向下的安培力，cd受到向上的安培力，方向全不同， ab和cd两边电流相等，而所在位置的磁场相同，ab和cd两边受到的安培力大小相等，距离导线越近磁场越强，则ad边受向左的安培力大于bc边受到向右的安培力，整个线框有向外扩张的趋势，AC错误，B正确；
D．若导线向左微移，则线框各边所在处磁感应强度均减小，但ad边所在处减小得更多，故各边受安培力均变小，线框所受向左的合力变小，D错误。
故选B。
7．D
【解析】
由题意知，ac边的电阻为5r，abc边的电阻为7r，流过ac边的电流为
所受安培力大小为
流过abc边的电流为
abc折线可等效成一根长为5L，与ac平行的直导线，所受安培力大小为
框架受到的安培力的合力为
由左手定则可知，合力方向垂直于ac由b指向d，D正确。
故选D。
8．D
【解析】
用电流元法分析通电直导线AB的运动情况，用特殊位置法分析直导线在竖直方向上的受力情况。
当开关S接通时，根据安培定则知电磁铁附近磁感线的分布如下图所示
由左手定则知通电直导线此时A端受力指向纸内，B端受力指向纸外，故直导线将转动，由特殊位置法知当直导线转到与磁感线垂直（即转过90°）时，整个直导线受到的安培力方向竖直向下，故悬线张力变大。
故选D。
9．A
【解析】
在开关S接通后，线圈中电流由左侧流入，由安培定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场方向向左，由左手定则可知，导线所受安培力方向竖直向上。
故选A。
10．C
【解析】
细金属杆ab离开导轨向右摆起的过程，由机械能守恒定律可得
细金属杆在通电瞬间在水平方向受到磁场的安培力，根据动量定理可得
即
又
可得
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
11．AB
【解析】
A．磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与转动角度成正比，故该电流表的刻度是均匀的，故A正确；
B．磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，故受到的安培力的大小不变，故B正确；
C．若线圈中通以如图乙所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，故顺时针转动，故C错误；
D．更换值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变化，但偏角变化减小了，故灵敏度减小了，故D错误。
故选AB。
12．AC
【解析】
AB．两次磁场方向都与金属棒垂直，故安培力均为，故A正确，B错误；
CD．第一次安培力水平向右，金属棒受重力、支持力、安培力和向左的静摩擦力，根据平衡条件有
第二次安培力斜向右上方，与竖直方向成30°角，金属棒受重力、支持力、安培力和向左的静摩擦力，如图所示
根据平衡条件有
故第二次的摩擦力较小，故C正确，D错误；
故选AC。
13．CD
【解析】
当ab通以如图所示的电流I时，导线所受安培力方向向下，悬线张力不为零，要使悬线张力为零，安培力方向要向上，再根据左手定则判断。
A．增大磁感强度B，安培力方向仍向下，悬线张力不为零，不符合题意，故A错误；
B．增大ab中的电流I，根据左手定则安培力方向向下，悬线张力不为零，不符合题意，故B错误；
C．改变电流I的方向，安培力改为向上，当安培力与重力平衡时，悬线张力为零，符合题意，故C正确；
D．改变磁感强度B的方向，安培力改为向上，当安培力与重力平衡时，悬线张力为零，符合题意，故D正确。
故选CD。
14．BD
【解析】
未放导线前，、导线之间的磁场力是吸引力，大小相等；置入导线后导线受到的磁场力大小为，方向可能向左也可能向右，故导线对导线的作用力可能是向右大小为，或向左大小为，所以导线对导线的作用力可能是向左大小为，或向右大小为，再与导线对导线的作用力合成，可知导线受到的磁杨力可能向左大小为，或向右大小为，故A、C错误，B、D正确；
故选BD。
15．左端
【解析】
将圆环等效成小磁针根据右手定则可知，在未转动时，垂直纸面向外为N极，故螺线管的右端为N极，通电线圈才从上往下看逆时针方向转动，根据右手定则可以判断电源左端为正极。
16． 左 会受到力的作用
【解析】
磁场方向竖直向下，电流方向由A到B，根据左手定则可知，导体棒受安培力向左，此现象表明通电导线在磁场中会受到力的作用。
17．水平向左 竖直向下 水平向右 无安培力
【解析】
根据左手定则可以判断
第一幅图中导线受安培力水平向左；
第二幅图中导线受安培力方向竖直向下；
第三幅图中磁场方向竖直向下，安培力水平向右；
第四幅图中因为电流与磁场方向平行，导线不受安培力作用。
18． 负 正
【解析】
根据图中转动方向可知，磁感线水平向右，线框左边受到的安培力垂直纸面向外，电流方向竖直向下，线框右边受到的安培力垂直纸面向里，电流竖直向上，所以A为电源负极，B为电源正极。
19．
【解析】
(1)中电流与磁场垂直，由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。
(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示，由左手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示。
(3)中由安培定则可判断出电流A处磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丙所示。
(4)中由安培定则可判断出电流A处磁场如图丁所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丁所示。
20．
【解析】
题中A、B、C给出的立体图，如果直接把ab受到的力画在立体图上则较为抽象。为了直观，一般都画成平面图。对A、B、C中的各图从外向内看的正视平面图如图所示(此时ab是一个横截面图)。
21．(1)55T；(2) 1.1×10 7 W
【解析】
(1)在导轨通有电流I时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为
F=ILB ①
设炮弹的加速度的大小为a
F=ma ②
炮弹在两导轨间做匀加速运动
v 2 =2as ③
联立①②③代入题给数据得
F=1100N
B=55T
(2)磁场力的最大功率
P=Fv
解得
P=1.1×10 7 W
22．①，方向垂直纸面向里；②，方向竖直向上；
【解析】
①由磁感应强度公式
方向垂直纸面向里
②由安培力公式
由左手定则得，安培力的方向竖直向上。
答案第1页，共2页
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