1.1安培力 同步训练（word版含答案）

1.1安倍力
一、选择题（共14题）
1．如图所示，图中曲线为两段完全相同的六分之一圆弧连接而成的金属线框（金属线框处于纸面内），每段圆弧的长度均为L，固定于垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中。若给金属线框通以由A到C、大小为I的恒定电流，则金属线框所受安培力的大小和方向为（　　）
A．ILB，垂直于AC向左
B．2ILB，垂直于AC向右
C．，垂直于AC向左
D．，垂直于AC向左
2．如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点。以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流，则过O点的通电直导线所受安培力的方向为（　　）
A．沿y轴正方向 B．沿y轴负方向
C．沿x轴正方向 D．沿x轴负方向
3．如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（　　）
A．金属棒受到的安培力大小为
B．金属棒受到的摩擦力大小为
C．若只改变电流方向，金属棒对导轨的摩擦力将减小
D．若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将减小
4．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．
5．为了研究两条相互平行的通电导线间相互作用力与电流之间的关系，某同学用如图所示的装置进行实验，其中两条导线及所用弹簧均完全相同，则下列选项中符合实验结果的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，金属杆ab的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感强强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为θ角斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，则以下正确的是（　　）
A．金属杆所受摩擦力大小为，方向水平向左
B．金属杆对导轨压力大小为
C．金属杆对导轨压力可以为0
D．仅使磁感应强度B反向，其它条件不变，摩擦力大小不变
7．如图（a）所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图（b）表示处于辐射状磁场中的半径为R的N匝圆形线圈（线圈平面即纸面），线圈所在处的磁感应强度为B，磁场方向如图中箭头所示，在图（b）中当沿顺时针方向电流大小为I时。线圈所受安培力大小为（　　）
A． B． C． D．
8．某通电直导线的长度为L，所在匀强磁场的磁感应强度大小为B，其所受的安培力的大小为F，下列说法正确的是（　　）
A．通过直导线的电流可能为
B．通过直导线的电流可能为
C．安培力的方向可以不垂直于直导线
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为
9．如图所示，正六边形线框abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻及导线电阻忽略不计。S闭合后，线框受到的安培力大小为F。若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（　　）
A． B． C． D．
10．如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（　　）
A．桌面对磁铁的支持力增大
B．桌面对磁铁的支持力减小
C．桌面对磁铁的支持力不变
D．以上说法都有可能
11．把一通电直导线放在磁场中，它受到安培力的作用，则：（ ）
A．安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直
B．安培力的方向一定和磁场方向垂直，但不一定和电流方向垂直
C．安培力的方向一定和电流方向垂直，但不一定和磁场方向垂直
D．安培力方向、磁场方向、电流方向三者一定相互垂直
12．如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来 ,现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒,当导体棒中通以如图所示的电流后,以下说法正确的是( )
A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短
C．台秤读数变小 D．台秤读数变大
13．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，并且学以致用，往往比掌握知识本身更重要．下列说法正确的是 (　　)
A．丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
B．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，这样做是为了消除静电
C．库仑利用库仑扭秤，通过实验确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
D．安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
14．质量为m的金属细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，细杆与导轨间的动摩擦因数为μ，当有电流通过细杆时，细杆恰好静止于导轨上，导轨与细杆处于与纸面平行的匀强磁场中，在如图所示的A、B、C、D四个选项中，细杆与导轨的摩擦力一定不为零的是（　　）
A．B．C． D．
二、填空题
15．沿竖直方向安放两条比较靠近并且相互平行的直导线，当两导线通以同向电流时，两导线相互_____，通以反向电流时，两导线相互_____（填“吸引”或“排斥”）。
16．如图所示，一根轻弹簧将质量为m，长度为L的绝缘直导线悬挂在竖直平面内，直导线在匀强磁场中处于水平静止状态．匀强磁场的方向垂直于纸面向里，大小为B，当导线中通有如图所示的恒定电流时，水平直导线将向____（填“上”或“下”）运动，待稳定后弹簧又处于静止状态，此时弹簧对直导线施加的拉力大小为______.
17．从1405~1433年，出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋。在一望无际的茫茫大海中，利用指南针导航。指南针指南的一端是______极（选填“N”或“S”）；安培力是磁场对通电导线的作用，如图所示长度L=0.3m的导体棒垂直磁场放置，磁感应强度B=1T，通入水平向右，大小为I=2A的电流，则导体棒受到的安培力向是______，大小为______N。
18．如图所示，有一个10匝的矩形线圈，它的ab边的长度为10cm，处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里．线圈通以如图所示方向的电流时，天平平衡，电流大小为0.1A．若将电流反向，需在右盘增加2g砝码方可使天平恢复平衡．则磁场的磁感强度大小为________ T．(g取10m/s2)
三、综合题
19．如图所示，在倾角为的斜面上，固定着间距为L的平行光滑金属导轨，导轨上端接有电阻箱和电源．一根质量为m的金属棒垂直导轨放置，且与导轨接触良好，整个装置处在匀强磁场中，磁场的大小不变，方向可改变，当磁场方向水平向左，闭合开关，回路中的电流为，金属棒静止，且恰好与导轨间无挤压，重力加速度为g。
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若磁场方向垂直斜面向上，闭合开关，为使金属棒仍保持静止，求回路中的电流应调到多大？
（3）若保持回路中的电流不变，磁场方向变为垂直斜面向下，求金属棒刚开始运动时的加速度大小。
20．在与水平方向成θ角的倾斜光滑导轨上放一质量为m的导体棒ab（导轨宽度为L，导轨和棒的电阻不计），电源电动势为E，内电阻为r，定值电阻阻值为R，整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，如图所示。
(1)求导体所受安培力的大小。
(2)求导体由静止释放瞬间的加速度。
21．在某匀强磁场中，长的通电直导线垂直该磁场方向放置，当通过导线的电流时，它受到的磁场力大小。
(1)求该处的磁感应强度大小；
(2)若通电直导线的长度不变，通过导线的电流增大为，垂直放在该磁场的另一处，求此时该处的磁感应强度大小和导线在此处受到的安培力大小。
22．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着单匝矩形线圈，线圈的水平边长为L，只线圈下边处于磁感应强度为B0的匀强磁场内，方向垂直于线圈平面向里。当线圈中通以顺时针方向电流I0时，调节砝码使两臂达到平衡，线框质量不计。
（1）试判断天平左、右两边的砝码质量那边大？大多少？
（2）若只将电流大小调整为3I0，为使得天平仍平衡，求需要在左盘中增加的质量m1；
（3）若将线圈绕制成n匝，下边放置于某一方向相同、大小未知的匀强磁场中，当线圈中通以顺时针方向电流I0，重新调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，大小不变。这时需要在右盘中增加质量为m2的砝码，才能使两臂再达到平衡，则该匀强磁场的磁感应强度B是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
由左手定则可知，导线所受安培力垂直于AC向左；设圆弧半径为R，则
解得
则所受安培力
故选D。
2．A
【详解】
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故A、B处导线对O处导线的合力为0，C处导线对O处导线为引力，方向沿y轴正方向，故选A。
3．D
【详解】
ABD．作出金属棒受力示意图，如图所示
根据安培力公式可得金属棒所受安培力为
根据平衡条件得
若只增大磁感应强度后，由上式可得金属棒对导轨的压力将减小，故A、B错误，D正确；
C．改变电流方向，则金属棒所受的安培力与原来方向相反，根据平衡条件则有
金属棒对导轨的摩擦力的大小不变，故C错误；
故选D。
4．C
【详解】
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。
5．B
【详解】
AB．两导线中通以反向电流时，研究右导线的受力情况：将左导线看成场源电流，根据安培定则可知，它在右导线处产生的磁场方向向外，由左手定则判断可知，右导线所受的安培力方向向右；由于两导线间的作用为相互作用，两导线相互排斥；所以两导线受力相同，形变量相同，两导线应向外形变，故B正确，A错误；
CD．两导线通以同向电流时，研究右导线的受力情况：将左导线看成场源电流，根据安培定则可知，它在右导线处产生的磁场方向向外，由左手定则判断可知，右导线所受的安培力方向向左；由于两导线间的作用为相互作用，两导线相互吸引；所以两导线受力相同，形变量相同，故两导线应向里形变，故CD错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．对金属杆做受力分析，如图所示
由平衡条件得
方向水平向右，A错误；
B．由平衡条件得
由牛顿第三定律得金属杆对导轨压力大小
B错误；
C．若金属杆对导轨压力为0，则导轨对金属杆的支持力也为0，金属杆所受的摩擦力也为0，金属杆受重力和安培力不能平衡，所以金属杆对导轨压力不可以为0，C错误；
D．仅使磁感应强度B反向，金属杆受力如图所示，根据平衡条件可得
摩擦力大小不变，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
把线圈看成一小段一小段的直导线连接而成，当电流沿顺时针方向时，由左手定则可知，每小段直导线受到安培力方向都是垂直纸面向外，则线圈所受安培力方向垂直纸面向外，设一匝线圈分成n小段，则线圈受安培力的大小为
ABC错误，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
AB．由
得
当
时，I最小为，故A正确，B错误；
C．根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故C错误；
D．磁场与电流不垂直时，安培力的大小为
当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为0，将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半；将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
S闭合后，ab棒与其余各棒并联，设电源电动势为E，则两支路的电流大小均为
ab棒受到安培力的大小为
其余各棒在磁场中的等效长度也为L，受到的安培力大小为
线框受到的安培力大小
若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小
故选A。
10．B
【详解】
直导线放置在条形磁铁中央，直导线受到水平向左的磁场，根据左手定则可知直导线受到竖直向下的安培力，根据牛顿第三定律可知，直导线对磁铁一个竖直向上的力，故桌面对磁铁的支持力减小，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．A
【详解】
安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直，但是磁场和电流的方向不一定垂直，安培力是垂直于磁场和电流决定的平面，所以A正确，BCD错误．
12．BC
【详解】
A、B以导体棒为研究对象，根据左手定则判断可知，其所受安培力方向为斜向右下方，根据牛顿第三定律分析得知，磁铁受到的安培力方向斜向左上方，则磁铁将向左运动，弹簧被压缩，长度将变短．故A错误，B正确．
C、D由于磁铁受到的安培力方向斜向左上方，对弹簧秤的压力减小，则F1＞F2．故C正确，D错误．
故选BC
13．BC
【详解】
A、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的内在联系，使人们突破了对电与磁认识的局限性，法拉第发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，故A错误；
B、麻醉剂乙醚接触静电易产生爆炸现象，为防止麻醉剂乙醚爆炸， ，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，这样做是为了消除静电，故B正确；
C、库伦通过扭秤实验发现了两个静止的点电荷之间相互作用的规律从而提出了库仑定律，故C正确；
D、安培定则是用来判断通电导线产生的磁场方向的，不能用来判断通电导线在磁场中受安培力方向，故D错误；
故选BC．
14．AC
【详解】
A．通电细杆受竖直向下的重力、水平向左的安培力和垂直于斜面向上的支持力，可知这三个力的合力不可能等于0，通电细杆一定受摩擦力，故A正确；
B．通电细杆受竖直向下的重力、竖直向上的安培力，当重力与竖直向上的安培力大小相等时，则摩擦力为0，如果重力大于竖直向上的安培力大小，则通电细杆还受垂直于斜面向上的支持力和摩擦力，故B错误；
C．通电细杆受竖直向下的重力、竖直向下的安培力、和垂直于斜面向上的支持力，这三个力的合力不可能等于0，所以通电细杆若要处于平衡，一定受沿斜面向上的摩擦力，故C正确；
D．通电细杆受竖直向下的重力、水平向右的安培力、和垂直于斜面向上的支持力，可知这三个力的合力可能等于0，通电细杆可能受摩擦力，也可能不受，故D错误。
故选AC。
15． 吸引 排斥
【详解】
通入电流后，每根导线都能在周围产生磁场，他们彼此在对方的磁场中都会受到安培力的作用，根据同向相吸，异向相斥，则当两导线通以同向电流时，两导线相互吸引，通以反向电流时，两导线相互排斥。
16． 下 mg+ILB
【详解】
导体棒长为L，磁感应强度B，电流为I，并且导体棒和磁场垂直，所以导体棒受到的安培力大小为F=BIL，根据左手定则可知，安培力的方向为向下，所以水平直导线将向下运动．
静止时，导线处于受力平衡状态，所以弹簧的向上的弹力
F=mg+ILB．
17． S 竖直向上 0.6
【详解】
地理的南北极与地磁的南北极相反，根据同名磁极相吸引，异名磁极相排斥可知，指南针的S极指向地理的南极；
通电导线在磁场中受到安培力作用，左手定则可知，力的方向竖直向上，大小为
18．0.1
【详解】
试题分析：设现况质量M，砝码质量为m，第一次:对线框而言，第二次，联立则B=0.1T
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由题意可知
解得
（2）若磁场方向垂直斜面向上，则
解得
（3）磁场方向变为垂直斜面向下，则根据牛顿第二定律
解得
20．(1)；(2)gsinθ-
【详解】
(1)根据安培力公式有
F安=BIL
由闭合电路欧姆定律得
解得
F安=
(2)以导体棒为研究对象，受力情况如图所示，根据牛顿第二定律，有
mgsinθ-F安cosθ=ma
联立得　
a=gsinθ-
21．（1）；（2），
【详解】
（1）根据左手定则可得
代入数据解得
（2）磁感应强度是由磁场本身决定的，所以
导线在此处受到的安培力大小为
22．（1）左边砝码质量大，；（2）；（3）
【详解】
（1）由左手定则，线圈受到的安培力向下，所以左边砝码质量大；
由平衡知
得
（2）由平衡知
得
（3）由平衡知
两式联立得
答案第1页，共2页