1.1安培力及其应用 同步练习（Word版含答案）

1.1安培力及其应用同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，将通电线圈(电流方向沿图中箭头方向)悬挂在磁铁N极附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将(　　)
A．转动同时靠近磁铁 B．转动同时离开磁铁
C．不转动，只靠近磁铁 D．不转动，只离开磁铁
2．在赤道处放置一通电导线，要使导线所受安培力方向竖直向下，则导线中的电流方向应该（ ）
A．由东向西 B．由西向东 C．竖直向上 D．竖直向下
3．如图所示，条形磁铁在斜面上始终保持静止状态，在其上方固定的水平导线L中通以如图所示的电流，当电流减小时，斜面对磁铁的弹力N和摩擦力f（　　）
A．N变大 B．N变小 C．f不变 D．f一定变小
4．有一无限长通电直导线和通电等边三角形导线框在同一平面内，其中边与平行，它们所通电流方向如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．线框所受安培力合力为零
B．线框所受安培力合力的方向水平向左
C．线框所受安培力合力的方向水平向右
D．线框所受安培力合力的方向垂直于纸面向里
5．如图所示，三根通电长直导线P、Q、R垂直纸面放置在正三角形的三个顶点上，它们均通有垂直纸面向里的电流，电流大小均相等，则此时R导线所受磁场力方向为
A．沿x轴正向 B．沿x轴负向
C．沿y轴正向 D．沿y轴负向
6．如图所示是一位同学制作的实验装置：柔软弹簧竖直悬挂，下端恰与铜片接触．当开关闭合后，弹簧时伸时缩，灯泡时明时暗．关于这个实验现象，下列说法中正确的是( )
A．弹簧收缩与铜片分离时，通过灯泡的电流较小，灯泡暗淡
B．弹簧伸长与铜片接触时，通过灯泡的电流较大，灯泡明亮
C．有电流通过弹簧时，各匝环形电流互相吸引致使弹簧收缩
D．有电流通过弹簧时，各匝环形电流互相排斥致使弹簧伸长
7．如图所示，长为L,质量都为m的两相同导体棒a、b，a被放置在光滑的斜面上，b固定不动，a、b在同一水平面上且保持平行，斜面倾角45°，当a、b中通有电流强度为I的反向电流时，a恰好能在斜 面上保持静止，则b在a处所产生的磁感应强度B的大小为
A． B． C． D．
8．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨外面紧贴导轨放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现从t＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即I＝kt，其中k为正恒量。若金属棒与导轨始终垂直，则下列表示棒所受的摩擦力Ff随时间t变化的四幅图中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图所示，把柔软的铝箔条折成天桥状并用胶纸粘牢两端固定在桌面上，使蹄形磁铁横跨过“天桥”，当电池与铝箔接通时（ ）
A．铝箔条中部向左方运动 B．铝箔条中部向下方运动
C．蹄形磁铁对桌面的压力增大 D．蹄形磁铁对桌面的压力减小
10．如图所示，两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E0的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计，重力加速度为g。为使ab静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为（　　）
A．，水平向右 B．，垂直于回路平面向下
C．，竖直向下 D．，垂直于回路平面向上
11．利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度。其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框。当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即，式中k为比例系数。用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源。当线框中电流为零时，输出电压为；当线框中电流为I时，输出电压为U。则磁感应强度的大小为（ ）
A． B． C． D．
12．如图所示，两根水平放置、相互平行的长直导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的恒定电流，为两导线水平连线的中点，、为其水平连线垂直平分线上的两点，且到点的距离相等，在点再放置一条平行于两根导线的不通电长直导线，则（　　）
A．两通电导线之间存在相互排斥的安培力
B．、两点的磁感应强度方向相同
C．若点长直导线通入方向相反的电流，点磁感应强度方向水平向左
D．若点长直导线通入完全相同的电流，其受力方向为由
13．如图所示，光滑的金属轨道分水平段和半圆弧段两部分O点为圆弧的圆心。两金属轨道之间的宽度为0.5m，匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T、方向如图。质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点。当在金属细杆内通以2A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动。已知MN=OP=1m，则（　　）
A．金属细杆开始运动的加速度为5m/s2
B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/s
C．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N
D．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小10m/s2
14．如图所示，在光滑的绝缘水平桌面上，有一质量均匀分布的细圆环，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。圆环的半径为R，质量为m。令此圆环均匀带上正电荷，总电量为Q。当圆环绕通过其中心的竖直轴以角速度ω沿图中所示方向匀速转动时（假设圆环的带电量不减少，不考虑环上电荷之间的作用），下列说法正确的是（　　）
A．圆环匀速转动形成的等效电流大小为
B．圆环受到的合力大小为BQωR
C．圆环内侧（Ⅰ区）的磁感应强度大于外侧（Ⅱ区）的磁感应强度
D．将圆环分成无限个小段，每小段受到的合力都指向圆心，所以圆环有向里收缩的趋势
15．如图所示，分别标出一根放在磁场里的通电直导线的电流方向．导线所受的磁场力方向以及磁场方向，其中图示三者关系不正确的是 （ ）
A． B． C． D．
二、综合题（共4题）
16．如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ = 37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B = 0.60T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 4.5V、内阻r = 0.50Ω的直流电源，现把一个质量m = 0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0= 2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin37° = 0.60，cos37° = 0.80，求：
（1）导体棒受到的安培力；
（2）导体棒受到的摩擦力；
（3）若导轨光滑且磁感应强度B的方向改为竖直向上，为使导体棒仍然保持静止，则电路中需要另外接入一个多大的电阻。
17．如图所示，宽为l的光滑固定导轨与水平面成α角，质量为m的金属杆ab（电阻不计）水平放置在导轨上，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。电源的内阻为r，当变阻器接入电路的阻值为R时，金属杆恰好能静止在导轨上。重力加速度用g表示。求：
（1）金属杆静止时受到的安培力的大小F安；
（2）电源的电动势E；
（3）若保持其它条件不变，仅改变匀强磁场的方向，求由静止释放的瞬间，金属杆可能具有的沿导轨向上的最大加速度a。
18．如图所示为一种电磁天平的结构简图，等比天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈未通电时天平两臂平衡；已知线圈的水平边长L=0.1m，，匝数为N=800，线圈的下底边处于匀强磁场内，磁感应强度B=0.5T，方向垂直于线圈平面向里，线圈中通有方向沿顺时针，大小可在0~2A范围内调解的电流I；挂盘放上待测物体后，调解线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量；重力加速度g=10m/s2，试求：该“电磁天平”能够称量的最大质量。
19．画出下列各图中通电直导线A受到的安培力的方向（或做必要文字说明）_________,_____________.
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．A
4．B
5．D
6．C
7．C
8．C
9．C
10．D
11．D
12．D
13．C
14．C
15．D
16（1）F安 = 0.36N，沿斜面向上；（2）f = 0.12N，沿斜面向下；（3）R = 0.6Ω
17．（1）；（2）；（3）
18．8kg
19． 安培力方向垂直于导线斜向左下方, 安培力平行于斜面向上，
答案第1页，共2页