1.1安培力基础巩固 同步练习（Word版含答案）

1.1安培力基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如下图所示。在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力（　　）
A．大小不变，方向不变 B．由零增大到最大，方向时刻改变
C．由最大减小到零，方向不变 D．由零增大到最大，方向不变
2．同一段通电导线，放在同一匀强磁场中的四个不同方位，如图所示，则：（ ）
A．（c）中导线受的磁场力大于（a）中受的磁场力；
B．只有（b）中通电导线不受磁场力的作用；
C．（b）（c）中两种情况导线都不受磁场力的作用；
D．（a）（d）中导线所受的磁场力大小相等．
3．一根长为5m的直导线垂直磁场方向放置在某匀强磁场中，当给导线通以10A的电流时，它受到的安培力大小为1N，该匀强磁场磁感应强度的大小为（　　）
A．10T B．5T C．1T D．0.02T
4．两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动。它们通以图示方向的直流电时，CD导线将（　　）
A．逆时针方向转动，同时离开导线AB
B．顺时针方向转动，同时靠近导线AB
C．逆时针方向转动，同时靠近导线AB
D．顺时针方向转动，同时离开导线AB
5．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，重力加速度为水平方向的匀强磁场垂直于金属棒CD，磁感应强度大小为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　　
A．，方向C到D
B．，方向D到C
C．，方向C到D
D．方向D到C
6．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
7．下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法，正确的是（ ）
A．若导线所在处的磁感应强度为0导线受到的磁场力必为0
B．若导线受到的磁场力为0，导线所在处的磁感应强度必为0
C．安培力的方向必与磁场方向垂直，磁场方向必与电流方向垂直
D．若某段通电导线在匀强磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线不一定与磁场方向垂直
8．如图所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。若A、B两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流（由A点流入，从B点流出），流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为（　　）
A．2BIL　竖直向下 B． 竖直向上
C．BIL 竖直向上 D． 竖直向下
9．磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有（ ）
A．比较小的通电线圈的横截面积
B．比较强的辐向分布的磁场
C．比较少的通电线圈匝数
D．劲度系数比较大的两个螺旋弹簧
10．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b受到的磁场力大小为F。当新加一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力大小变为2F，则此时a受到的磁场力大小和新加磁场方向的情况分别是（　　）
A．一定为0、可能垂直纸面向外
B．一定为2F、可能垂直纸面向里
C．可能为0、一定垂直纸面向里
D．可能为2F、一定垂直纸面向外
11．一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示，导线上的电流由左向右流过，当导线以左端点为轴在竖直平面内转过的过程中，导线所受的安培力（ ）
A．大小不变，方向也不变
B．大小由零逐渐增大，方向随时改变
C．大小由零逐渐增大，方向不变
D．大小由最大逐渐减小到零，方向不变
12．在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体-盐水。如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来。观察发生的现象，以下关于液体转动（从上往下看）的说法正确的是（　　）
A．顺时针转动
B．逆时针转动
C．正负电极互换，同时马蹄形磁铁转180度，液体转动方向改变
D．如果盐水换成水银，水银转动方向和盐水转动方向相反
13．如图所示，两平行直导线和竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，两点位于两导线所在的平面内，则（　　）
A．点的磁感应强度可能为零
B．导线受到的安培力方向向右
C．导线在点产生的磁场方向垂直纸面向外
D．同时改变两导线的电流方向，两导线受到的安培力方向均改变
14．如图所示，水平导轨与导体棒ab接触良好且电阻均忽略不计，外加匀强磁场与导轨平面成夹角α=53°，细线对ab棒的拉力为水平方向，不计一切摩擦，现适当增加重物G的重力，需同时调节滑动变阻器R以保证ab棒始终处于静止状态，在此过程中( )
A．需将滑动变阻器R的滑动触头P向左滑
B．A点电势降低
C．ab棒受到的安培力方向始终水平向左
D．ab棒受到的安培力的大小始终等于重物G的重力
15．物理学家有时用通电软导线模拟粒子在磁场中的运动轨迹。如图所示，、两平行直线为匀强磁场的理想边界，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为，一轻质软导线一端固定于O点，另一端悬挂一重物。当软导线通以电流时，重物使软导线中产生张力，软导线形成一段圆弧，导线与圆弧相切于点（导线与的交点）。撤去软导线，通过点沿原来方向射入一定速度的带电粒子，粒子将沿同一圆弧运动，。圆弧的轨道半径是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．手机已成为日常通讯工具，手机使用的电磁波波长比可见光波长_____(选填“长”或“短”)；家用交流电的有效值是220V，其最大值是__________V；一根长为0.1m，电流为5A的通电直导线，放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，且与磁场方向垂直，导线受到的安培力是_________N．
17．物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就成为最早的电动机．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．图中黑色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A将_____________转动和C将__________转动．（均选填“顺时针”或“逆时针”）
18．如图所示，两根靠得很近的平行长直导线①、②，分别通以向上的电流I1、I2，且I1>I2，导线①、②受到的安培力大小分别为F1和F2，则F1______F2（选填“>”、“<”或“=”）；导线①受到的安培力F1的方向为___________．
19．如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置，其线框下端与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。
(1)在接通电路前先观察并记录弹簧测力计的读数F0。
(2)接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，观察并记录弹簧测力计此时的读数F1（F1>F0），则线框受到磁场的安培力F安=_____。
(3)在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及线框不变，只调节滑动变阻器，记录电流表的读数为I2，I3，…，弹簧测力计的读数为F2，F3，…，并分别计算出F2-F0，F3-F0，…。通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是______（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“理想模型法”）。
三、综合题（共4题）
20．如图，在倾角为θ＝370的斜面上，固定一宽L＝0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝40g的金属棒与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.8T、垂直于斜面向上的匀强磁场中，金属棒的电阻R1＝1Ω（导轨电阻不计），金属导轨与金属棒之间的摩擦因数，取g＝10m/s2。要保持金属棒在导轨上静止，则：
（1）金属棒受到的摩擦力为零时，电路中的电流为多大；
（2）求滑动变阻器R接入电路中的阻值范围。
21．如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中。当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长。g=10 m/s2。
(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小；
(2)当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm。如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？
22．磁场对电流的作用力在生活、生产中有广泛的应用．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．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．通电前加砝码使天平平衡．当线圈中通有如图所示电流 I 时，调节砝码使两臂重新达到平衡．然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡．请导出计算磁感应强度B的表达式（用n、m、l、I表示）．
23．图中已经标出了磁场B的方向、通电直导中电流I的方向，在图中画出通电直导线所受安培力的方向．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．C
5．A
6．D
7．A
8．B
9．B
10．B
11．C
12．B
13．C
14．B
15．C
16． 长 0.1
17． 逆时针 顺时针
18． = 向右
19． 控制变量法
20．（1）1.2A（2）4Ω≤R≤28Ω
21．(1)0.5T；(2)3cm
22．
23．
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