第1节 安培力及其应用 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第1节 安培力及其应用 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 723.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-25 17:41:37 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章节节练第1节安培力及其应用
一、单选题
1． 如图所示，四根长直导线垂直纸面放置，其横截面位于一边长为a的正方形顶点A、C、D、E上.四根导线中均通以大小为的恒定电流，电流方向如图所示，已知载流长直导线周围某点的磁感应强度，式中k为常量，I为导线中的电流，r为该点到导线的距离。下列说法正确的是（ ）
A．A处导线所受安培力方向从A指向D
B．A处长为L的一段导线所受安培力大小为
C．若仅改变D处导线中的电流方向，A处导线所受安培力大小变为原来的2倍
D．若仅改变E处导线中的电流方向，A处导线所受安培力大小变为原来的倍
2． 下列说法中正确的是（ ）
A．若一小段电流在某处所受的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零
B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大
C．磁感应强度的方向与通电直导线在该处所受磁场力方向相同
D．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零
3． 有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置，且它们在同一连线上，已知这三根导线中电流大小分别为、和，且，电流方向如图所示，则（ ）
A．直导线c受到的安培力向左
B．直导线a受到的安培力一定向右
C．若只增大，导线c受到的安培力从c指向b
D．若只减小，导线c受到的安培力从c指向a
4． 下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（ ）
A．图甲中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
B．图乙中两个平行放置的通电线圈通入同方向的电流，它们之间存在图示方向的磁场
C．图丙中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动
D．图丁中通有方向相反电流的两导线之间存在斥力，两斥力是一对平衡力
5． 某磁场中部分磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小相等
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等
C．同一小段通电导线放在a处所受安培力一定比放在b处大
D．同一小段通电导线放在a处所受安培力一定比放在b处小
6． 质量为m，电阻率为，横截面积为S，长度为L的粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，要使金属棒的绝缘细线静止时与竖直方向摆角成60°角，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场方向竖直向上或向下，大小为
B．磁场方向竖直向上或向下，大小为
C．增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将小于60°
D．增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒摆角将大于60°
7． 如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和的恒定电流，方向如图。导线c所受安培力的方向（ ）
A．与边平行，竖直向上 B．与边平行，竖直向下
C．与边垂直，指向左边 D．与边垂直，指向右边
8． 如图所示，用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方，磁铁的左端为N极，右端为S极，开始时导线处于水平静止状态，当导线中通以由a向b的电流时，导线ab的运动情况是（从上往下看）（ ）
A．顺时针方向转动，同时上升
B．顺时针方向转动，同时下降
C．逆时针方向转动，同时上升
D．逆时针方向转动，同时下降
9． 匀强磁场垂直纸面向内，纸面内有一通电导体棒，电流方向如图所示．保持电流大小不变，以导体棒的中点为转轴，在纸面内逆时针转过的过程中，导体棒所受的安培力大小（ ）
A．不变 B．一直变大
C．先变大后变小 D．先变小后变大
10．如图所示，“W”形导线有部分在磁场中，、与磁场边界MN垂直，ACDE为等腰梯形，下底AC长为L，上底ED长为0.6L，AE中点P和CD的中点Q在磁场的边界上，导线平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度大小为B，给导线通入大小为I的恒定电流，导线保持静止，则导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．如图所示，电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。一质量m=1kg的金属棒ab垂直于两平行导轨放置并与导轨接触良好，连入导轨间的电阻R=2.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力FT为水平向右，ab处于静止状态。已知E=6V，r=0.5Ω取g=10m/s2，sin37°=0.6，则（ ）
A．通过ab的电流大小为2A，方向由a到b B．ab受到的安培力大小为4N，方向水平向左
C．ab受到的最大静摩擦力大小为3.5N D．FT的取值范围为0.5N≤FT≤7.5N
12．电磁泵在生产、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匀强磁场，磁感应强度为B，把泵体的上下两表面接在电压为U的电源上（内阻不计），则（ ）
A．泵体上表面应接电源负极
B．通过泵体的电流
C．增大磁感应强度可获得更大的抽液高度
D．增大液体的电导率可获得更大的抽液高度
13．如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置与水平面夹角为30°，导轨间距为L。一质量为m的导体棒与导轨垂直放置，电源电动势恒定，不计导轨电阻当磁场竖直向上时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿顺时针旋转，最终水平向右，在磁场变化的过程中导体棒始终静止。则下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度一直减小
B．磁感应强度先变小后变大
C．导体棒对导轨的压力变小
D．磁感应强度最小值为
14．在磁场中的某同一位置放置一条导线，导线的方向与磁场方向垂直，先后在导线中通入不同的电流，导线所受的磁场力也不一样。下列四幅图中，、均各代表一组、的数据，则能正确表示与关系的是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、接入电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．P板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上
B．Q板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下
C．金属棒ab中的电流
D．金属棒ab中的电流
三、解答题
16．如图所示，通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L＝1m的光滑绝缘框架上，匀强磁场方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），磁场的磁感应强度B＝0.3T。右侧回路中，电源的电动势E＝9V、内阻r＝1Ω。额定功率为6W、额定电压为3V的电动机M正常工作。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2。试求：
（1）电动机的额定电流IM与通过电源的电流I总；
（2）导体棒的质量m。
17．在两平行金属导轨间接入电源，并垂直导轨放置导体棒ab以形成闭合回路。已知两导轨处在同一水平面内且间距l=0.1m；导体棒所能移动到的区域都存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T；回路中电流强度始终为I=10A，方向如图所示。已知，导体棒运动过程中始终垂直于导轨，其质量为m=0.1kg，与导轨之间摩擦系数为μ=0.2；重力加速度g=10m/s2。从静止开始释放导体棒，则：
(1)最初导体棒受到的磁场力FA的大小和方向；
(2)当导体棒位移达到S=4m时，整个回路中磁通量的大小相比于最初增加了多少
(3)求导体棒位移达到S=4m所需的时间t，并求出此时导体棒的速度v；
(4)就在导体棒的位移达到S=4m的瞬间，将电流反向而保持电流强度大小不变。请问电流反向后再过多久，导体样回到最初释放的位置
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章节节练第1节安培力及其应用（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C B B B C D A A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ACD CD BC BC BC
三、解答题
16．（1）2A；6A；（2）0.2kg
17．(1)1N，向右；(2)0.4Wb；(3)1s；8m/s；(4)2s
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一、单选题
1． 如图所示，四根长直导线垂直纸面放置，其横截面位于一边长为a的正方形顶点A、C、D、E上.四根导线中均通以大小为的恒定电流，电流方向如图所示，已知载流长直导线周围某点的磁感应强度，式中k为常量，I为导线中的电流，r为该点到导线的距离。下列说法正确的是（ ）
A．A处导线所受安培力方向从A指向D
B．A处长为L的一段导线所受安培力大小为
C．若仅改变D处导线中的电流方向，A处导线所受安培力大小变为原来的2倍
D．若仅改变E处导线中的电流方向，A处导线所受安培力大小变为原来的倍
2． 下列说法中正确的是（ ）
A．若一小段电流在某处所受的磁场力为零，该处的磁感应强度不一定为零
B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大
C．磁感应强度的方向与通电直导线在该处所受磁场力方向相同
D．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零
3． 有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置，且它们在同一连线上，已知这三根导线中电流大小分别为、和，且，电流方向如图所示，则（ ）
A．直导线c受到的安培力向左
B．直导线a受到的安培力一定向右
C．若只增大，导线c受到的安培力从c指向b
D．若只减小，导线c受到的安培力从c指向a
4． 下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（ ）
A．图甲中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
B．图乙中两个平行放置的通电线圈通入同方向的电流，它们之间存在图示方向的磁场
C．图丙中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动
D．图丁中通有方向相反电流的两导线之间存在斥力，两斥力是一对平衡力
5． 某磁场中部分磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小相等
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等
C．同一小段通电导线放在a处所受安培力一定比放在b处大
D．同一小段通电导线放在a处所受安培力一定比放在b处小
6． 质量为m，电阻率为，横截面积为S，长度为L的粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，要使金属棒的绝缘细线静止时与竖直方向摆角成60°角，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．磁场方向竖直向上或向下，大小为
B．磁场方向竖直向上或向下，大小为
C．增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将小于60°
D．增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒摆角将大于60°
7． 如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和的恒定电流，方向如图。导线c所受安培力的方向（ ）
A．与边平行，竖直向上 B．与边平行，竖直向下
C．与边垂直，指向左边 D．与边垂直，指向右边
8． 如图所示，用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方，磁铁的左端为N极，右端为S极，开始时导线处于水平静止状态，当导线中通以由a向b的电流时，导线ab的运动情况是（从上往下看）（ ）
A．顺时针方向转动，同时上升
B．顺时针方向转动，同时下降
C．逆时针方向转动，同时上升
D．逆时针方向转动，同时下降
9． 匀强磁场垂直纸面向内，纸面内有一通电导体棒，电流方向如图所示．保持电流大小不变，以导体棒的中点为转轴，在纸面内逆时针转过的过程中，导体棒所受的安培力大小（ ）
A．不变 B．一直变大
C．先变大后变小 D．先变小后变大
10．如图所示，“W”形导线有部分在磁场中，、与磁场边界MN垂直，ACDE为等腰梯形，下底AC长为L，上底ED长为0.6L，AE中点P和CD的中点Q在磁场的边界上，导线平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度大小为B，给导线通入大小为I的恒定电流，导线保持静止，则导线受到的安培力大小为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．如图所示，电阻忽略不计的两平行粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α=53°，导轨宽度为L=0.5m，一端与电源连接。一质量m=1kg的金属棒ab垂直于两平行导轨放置并与导轨接触良好，连入导轨间的电阻R=2.5Ω，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力FT为水平向右，ab处于静止状态。已知E=6V，r=0.5Ω取g=10m/s2，sin37°=0.6，则（ ）
A．通过ab的电流大小为2A，方向由a到b B．ab受到的安培力大小为4N，方向水平向左
C．ab受到的最大静摩擦力大小为3.5N D．FT的取值范围为0.5N≤FT≤7.5N
12．电磁泵在生产、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匀强磁场，磁感应强度为B，把泵体的上下两表面接在电压为U的电源上（内阻不计），则（ ）
A．泵体上表面应接电源负极
B．通过泵体的电流
C．增大磁感应强度可获得更大的抽液高度
D．增大液体的电导率可获得更大的抽液高度
13．如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置与水平面夹角为30°，导轨间距为L。一质量为m的导体棒与导轨垂直放置，电源电动势恒定，不计导轨电阻当磁场竖直向上时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿顺时针旋转，最终水平向右，在磁场变化的过程中导体棒始终静止。则下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度一直减小
B．磁感应强度先变小后变大
C．导体棒对导轨的压力变小
D．磁感应强度最小值为
14．在磁场中的某同一位置放置一条导线，导线的方向与磁场方向垂直，先后在导线中通入不同的电流，导线所受的磁场力也不一样。下列四幅图中，、均各代表一组、的数据，则能正确表示与关系的是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、接入电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．P板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上
B．Q板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下
C．金属棒ab中的电流
D．金属棒ab中的电流
三、解答题
16．如图所示，通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L＝1m的光滑绝缘框架上，匀强磁场方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），磁场的磁感应强度B＝0.3T。右侧回路中，电源的电动势E＝9V、内阻r＝1Ω。额定功率为6W、额定电压为3V的电动机M正常工作。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2。试求：
（1）电动机的额定电流IM与通过电源的电流I总；
（2）导体棒的质量m。
17．在两平行金属导轨间接入电源，并垂直导轨放置导体棒ab以形成闭合回路。已知两导轨处在同一水平面内且间距l=0.1m；导体棒所能移动到的区域都存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T；回路中电流强度始终为I=10A，方向如图所示。已知，导体棒运动过程中始终垂直于导轨，其质量为m=0.1kg，与导轨之间摩擦系数为μ=0.2；重力加速度g=10m/s2。从静止开始释放导体棒，则：
(1)最初导体棒受到的磁场力FA的大小和方向；
(2)当导体棒位移达到S=4m时，整个回路中磁通量的大小相比于最初增加了多少
(3)求导体棒位移达到S=4m所需的时间t，并求出此时导体棒的速度v；
(4)就在导体棒的位移达到S=4m的瞬间，将电流反向而保持电流强度大小不变。请问电流反向后再过多久，导体样回到最初释放的位置
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章节节练第1节安培力及其应用（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C B B B C D A A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ACD CD BC BC BC
三、解答题
16．（1）2A；6A；（2）0.2kg
17．(1)1N，向右；(2)0.4Wb；(3)1s；8m/s；(4)2s
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