第一章第1节安培力及其应用练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章第1节安培力及其应用练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 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 21:06:14 | ||
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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第1节安培力及其应用
每课自我检测
一、单选题
1． 如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一绝缘细线悬挂着的正方形线框。线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L。已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为（k为常量），线框的质量为m，则剪断细线的瞬间，线框的加速度为（ ）
A．0 B． C． D．
2． 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
3． 如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
4． 如图所示，宽为L的光滑金属导轨与水平面成θ角，质量为m、长为L的金属杆ab水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路中电流为I时，金属杆恰好能静止。重力加速度为g，则（ ）
A．若磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为
B．若磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为
C．若磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为
D．若磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为
5． 如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的均匀直导体棒，整个装置处于一竖直向上的匀强磁场中，当导体棒内通有垂直纸面向外的电流I时，导体棒静止在斜面上，则（ ）
A．导体棒所受安培力的方向沿斜面斜向上
B．只增大电流的大小，导体棒所受的摩擦力一定增大
C．只增大磁感应强度的大小，导体棒对斜面的压力一定增大
D．只增大电流的大小，导体棒可能从静止开始沿斜面下滑
6． 如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线P、Q、R相互平行，且彼此之间距离相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线R受到的磁场力的方向是（ ）
A．垂直R，指向y轴负方向 B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴正方向 D．垂直R，指向x轴负方向
7． 仔细观察四幅图，你认为说法正确的是（ ）
①图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家法拉第通过实验首先发现
②图（2）中，标有“，”的电容器，极板上所带的电荷量最多为
③图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，从上往下看做逆时针旋转
④图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大
A．③④ B．①② C．①③ D．②④
8． 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
9． 倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，长为L的导体棒ab，用软导线悬挂在磁感应强度为B的、方向水平的匀强磁场中，若通以从a→b的电流，悬线中有拉力。为了增大悬线拉力，下列方法可以实现的是（ ）
A．磁场方向不变，增加磁感应强度
B．电流方向不变，增加电流强度
C．电流方向和磁场方向同时反向
D．磁场方向反向，电流方向不变
二、多选题
11．如图所示，两长度均为的通电长直导线、锁定在倾角为的光滑斜面上，质量分别为、，两导线中通入的电流大小相等，均为，重力加速度大小为，现在导线的中点施加一沿斜面向上的拉力与此同时对两导线解除锁定，两导线间距离不变并沿斜面向上做匀加速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A．两导线中电流的方向可能相反
B．两导线间的安培力大小为
C．若，撤去瞬间，导线、的加速度大小之比为
D．去掉，导线仅在外加匀强磁场作用下静止在斜面上，所加磁场的磁感应强度大小满足
12．我国的特高压直流输电技术已达到世界先进水平。如图甲所示为向家坝—上海特高压直流输电工程输电塔，图乙为其简化图。两根等高、相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I1、I2，a、b、c三点连线与导线等高并垂直于导线，b点位于两根导线间的中点，且ab=bc，不考虑地磁场的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．两导线间的作用力是吸引力
B．a点与c点的磁感应强度大小相等
C．a点与c点的磁感应强度方向相同
D．a、b、c三点中b点的磁感应强度最大
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．如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项正确的是（ ）
A．图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL
B．图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL
C．图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL
D．图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL
15．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有两根彼此靠近且平行的长直导线a和b放在纸面内，导线长度均为L。导线中通有如图所示的相反方向电流，a中电流为I，b中电流为2I，a受到的磁场力大小为F1，b受到的磁场力大小为F2.已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度大小满足B∝，则（ ）
A．导线a的电流在导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里
B．F2=2F1
C．F2 < 2F1
D．导线a的电流在导线b处产生的磁感应强度大小为
三、解答题
16．如图所示，直角梯形金属线框ACDF倾斜固定放置，AF边水平，边长为1.7m，DF边与AF边垂直，线框平面与水平面夹角θ=37°，在AF边接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的直流电源，CD边长为0.3m，接有阻值为R1=2Ω的定值电阻，AC、DF边的中点分别为G、H，金属线框处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=2T。质量为m=0.2kg的导体棒放在线框上的G、H之间，导体棒接入电路的电阻R2=2Ω，导体棒恰好刚要滑动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属线框的电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。
17．电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置，如图所示，飞机前轮下连有一牵引杆，起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间，储能装置提供瞬发能量，强大的电流从导轨流经牵引杆，牵引杆在安培力作用下带动飞机运行至高速。
（1）请判断图中电磁弹射器工作时磁场的方向。
（2）请根据上述信息，自设物理量，推导出飞机从静止、加速到起飞，起飞轨道至少需要多长。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章第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 C C C C A A D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD AB BC BD AC
三、解答题
16．（1）；（2）
17．(1)竖直向上；(2)
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每课自我检测
一、单选题
1． 如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一绝缘细线悬挂着的正方形线框。线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L。已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为（k为常量），线框的质量为m，则剪断细线的瞬间，线框的加速度为（ ）
A．0 B． C． D．
2． 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
3． 如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
4． 如图所示，宽为L的光滑金属导轨与水平面成θ角，质量为m、长为L的金属杆ab水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路中电流为I时，金属杆恰好能静止。重力加速度为g，则（ ）
A．若磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为
B．若磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为
C．若磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为
D．若磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为
5． 如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的均匀直导体棒，整个装置处于一竖直向上的匀强磁场中，当导体棒内通有垂直纸面向外的电流I时，导体棒静止在斜面上，则（ ）
A．导体棒所受安培力的方向沿斜面斜向上
B．只增大电流的大小，导体棒所受的摩擦力一定增大
C．只增大磁感应强度的大小，导体棒对斜面的压力一定增大
D．只增大电流的大小，导体棒可能从静止开始沿斜面下滑
6． 如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线P、Q、R相互平行，且彼此之间距离相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线R受到的磁场力的方向是（ ）
A．垂直R，指向y轴负方向 B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴正方向 D．垂直R，指向x轴负方向
7． 仔细观察四幅图，你认为说法正确的是（ ）
①图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家法拉第通过实验首先发现
②图（2）中，标有“，”的电容器，极板上所带的电荷量最多为
③图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，从上往下看做逆时针旋转
④图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大
A．③④ B．①② C．①③ D．②④
8． 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
9． 倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，长为L的导体棒ab，用软导线悬挂在磁感应强度为B的、方向水平的匀强磁场中，若通以从a→b的电流，悬线中有拉力。为了增大悬线拉力，下列方法可以实现的是（ ）
A．磁场方向不变，增加磁感应强度
B．电流方向不变，增加电流强度
C．电流方向和磁场方向同时反向
D．磁场方向反向，电流方向不变
二、多选题
11．如图所示，两长度均为的通电长直导线、锁定在倾角为的光滑斜面上，质量分别为、，两导线中通入的电流大小相等，均为，重力加速度大小为，现在导线的中点施加一沿斜面向上的拉力与此同时对两导线解除锁定，两导线间距离不变并沿斜面向上做匀加速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A．两导线中电流的方向可能相反
B．两导线间的安培力大小为
C．若，撤去瞬间，导线、的加速度大小之比为
D．去掉，导线仅在外加匀强磁场作用下静止在斜面上，所加磁场的磁感应强度大小满足
12．我国的特高压直流输电技术已达到世界先进水平。如图甲所示为向家坝—上海特高压直流输电工程输电塔，图乙为其简化图。两根等高、相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I1、I2，a、b、c三点连线与导线等高并垂直于导线，b点位于两根导线间的中点，且ab=bc，不考虑地磁场的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．两导线间的作用力是吸引力
B．a点与c点的磁感应强度大小相等
C．a点与c点的磁感应强度方向相同
D．a、b、c三点中b点的磁感应强度最大
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．如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I。则下列选项正确的是（ ）
A．图甲中导体棒所受的安培力大小为BIL
B．图乙中导体棒所受的安培力大小为BIL
C．图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL
D．图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL
15．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有两根彼此靠近且平行的长直导线a和b放在纸面内，导线长度均为L。导线中通有如图所示的相反方向电流，a中电流为I，b中电流为2I，a受到的磁场力大小为F1，b受到的磁场力大小为F2.已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度大小满足B∝，则（ ）
A．导线a的电流在导线b处产生的磁场方向垂直纸面向里
B．F2=2F1
C．F2 < 2F1
D．导线a的电流在导线b处产生的磁感应强度大小为
三、解答题
16．如图所示，直角梯形金属线框ACDF倾斜固定放置，AF边水平，边长为1.7m，DF边与AF边垂直，线框平面与水平面夹角θ=37°，在AF边接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的直流电源，CD边长为0.3m，接有阻值为R1=2Ω的定值电阻，AC、DF边的中点分别为G、H，金属线框处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=2T。质量为m=0.2kg的导体棒放在线框上的G、H之间，导体棒接入电路的电阻R2=2Ω，导体棒恰好刚要滑动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属线框的电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。
17．电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置，如图所示，飞机前轮下连有一牵引杆，起飞前牵引杆伸出至上下导轨之间，储能装置提供瞬发能量，强大的电流从导轨流经牵引杆，牵引杆在安培力作用下带动飞机运行至高速。
（1）请判断图中电磁弹射器工作时磁场的方向。
（2）请根据上述信息，自设物理量，推导出飞机从静止、加速到起飞，起飞轨道至少需要多长。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第一章第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 C C C C A A D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD AB BC BD AC
三、解答题
16．（1）；（2）
17．(1)竖直向上；(2)
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