1.1安培力 同步练习（Word版含答案）

1.1、安培力
一、选择题（共16题）
1．关于物理学史，下列说法中不正确的是（　　）
A．法拉第首先使用电场线来描述电场 B．奥斯特发现了通电导线周围有磁场
C．洛伦兹发现磁场对通电导线有安培力的作用 D．安培提出分子电流假说
2．4（T）乘以2（A）乘以3（m）是（　　）
A．24W B．24J C．24V D．24N
3．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为（　　）
A．零
B．10 T，方向竖直向上
C．0.1 T，方向竖直向下
D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向
4．如图，金属棒用两根绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面向里的匀强磁场中。棒中通有从M流向N的电流，静止时两细线对棒的拉力相等。改变下列哪些条件，可以使金属棒静止时细线的拉力变小（　　）
A．仅使电流的方向反向
B．仅使磁场的方向反向
C．同时将电流和磁场的方向反向
D．仅增加棒中电流的大小
5．一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（　　）
A．通电直导线受到安培力的大小为ILB
B．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力
C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面
D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功
6．一段通电直导线,长度为l,电流为I,放在同一个匀强磁场中,导线和磁场的相对位置如图所示的四种情况下,通电导线所受到的安培力的大小情况将是()
A．丙的情况下，导线不受力
B．乙的情况下，导线都不受力
C．甲、乙、丁情况下，导线所受安培力大小都相等
D．丙和丁的情况下,导线所受到的安培力都大于甲的情况
7．如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距l=0.4m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为30°，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中。已知电源的电动势E=6V，回路中的总电阻R=3Ω，导体棒与导轨接触良好，则导体棒MN所受的安培力大小为（　　）
A．0.1N B．0.2N C．0.4N D．0.8N
8．如图所示，两个通电的彼此绝缘的圆环A、B通有图示的电流，已知两环都可以绕直径COD（C、D为两环交点）自由转动，从左向右看，关于两环转动情况判断正确的是（ ）
A．A环逆时针转动，B环顺时针转动
B．A环顺时针转动，B环逆时针转动
C．A环逆时针转动，B环逆时针转动
D．A环顺时针转动，B环顺时针转动
9．下列几幅图中表示磁场对电流作用，方向判断错误的是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直.若将导线中的电流增大为原来的2倍，导线在磁场中的长度增大为原来的2倍，则导线受到安培力的大小将（ ）
A．减小为原来的 B．减小为原来的
C．增大为原来的2倍 D．增大为原来的4倍
11．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则
A．I2受到的磁场力水平向左
B．I1受到的磁场力水平向右
C．b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下
D．a点和 c点位置的磁感应强度不可能都为零
12．如图所示．水平面内有相距为的两平行定金属导轨，导轨左端接有电动势、内阻的电源，金属棒跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒接入电路部分的电阻，金属导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向与棒垂直且与水平面成角斜向右上方，棒始终静止于导轨上，下列说法正确的是（　　）
A．棒所受摩擦力水平向左 B．通过棒的电流为
C．棒所受安培力大小为 D．棒所受摩擦力大小为
13．如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其上方正中央固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。导线通以垂直纸面向里的电流，则通电后（　　）
A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C．磁铁对桌面压力增加，不受桌面的摩擦力作用
D．磁铁对桌面压力增加，受到桌面的摩擦力作用
14．一根长为2m的电流为0.5A的通电导线，放在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（　　）
A．1N B．0.5N C．0.8N D．1.5N
15．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在A、B、C、D四幅图中，正确的是(　　)
A．B．
C． D．
16．如图所示，光滑水平面和倾角为的光滑斜面对接，长为、质量为的粗导体棒静置于斜面底端，整个系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现给导体棒通入如图所示方向的电流，导体棒始终未离开水平面，已知重力加速度为，则所通入的电流大小可能为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
17．磁场对通电导体的作用力叫安培力，通电导体垂直于磁场方向放置时，安培力的大小有如下规律：_______越强，_______越大，_______越长，安培力就越大．
18．在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________。
19．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．
20．如图所示，把长为L的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导体棒与磁场方向垂直，棒中通有电流I，则导体棒所受安培力的大小为________，方向为______________．为增大导体棒所受的安培力，可采用的方法是________________(只填一种方法)．
综合题
21．在同一水平面上的两导轨互相平行，相距m，并处于竖直向上的
匀强磁场中，一根质量为kg的金属棒放在导轨上，与导轨垂直，如图所示，当导体棒中电流，金属棒做匀速直线运动，当金属棒中电流时金属棒将获得m/s2加速度，求该匀强磁场的磁感应强度。
22．如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定。N、Q间接一电阻R′=1.0Ω，M、P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6V，内阻r=1.0Ω，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场。现将一条质量m=40g，电阻R=1.0Ω的金属导线置于导轨上，并保持导线ab水平。已知导轨间距L=0.1m，当开关S接通后导线ab恰静止不动。试计算磁感应强度大小。
23．如图所示，金属杆垂直放置于间距为L的水平平行金属导轨上，并处于竖直向上，磁感线强度为B的匀强磁场中，已知电阻电动势为E，内阻为r，金属杆连入电路的电阻为R，其他电阻均不计。则闭合开关瞬间：
(1)细杆所受安培力水平向左还是水平向右？
(2)电路中电流I多大？
(3)细杆所受安培力F多大？
24．已知条件如图所示，请在图中标出各图的通电线圈由于受磁力而在磁场中转动的方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．法拉第首先使用电场线来描述电场，故A正确；
B．奥斯特发现了通电导线周围有磁场，故B正确；
C．安培发现磁场对通电导线有安培力的作用，故C错误；
D．安培提出分子电流假说，故D正确。
本题选错误的，故选C。
2．D
【详解】
T为磁感应强度单位，A为电流单位，而m为长度单位，则根据可知，三者的乘积应为力，故
故ABC错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
由题意，导线与磁场垂直时所受安培力最大，根据
得
因磁感应强度B方向与安培力方向是垂直关系，故知B的方向肯定不是竖直向上，磁感应强度由磁场本身决定，与是否有电流无关，故将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度保持不变，故D正确，ABC错误。
故选D。
4．D
【详解】
A．电流反向，磁场不变，根据左手定则可知，安培力向下，绳子上的拉力增大，故A错误；
B．磁场方向反向，由左手定则可知，安培力向下，绳子上的拉力增大，故B错误；
C．同时将电流和磁场的方向反向，根据左手定则可知安培力大小方向不变，细线的拉力不变，故C错误；
D．电流方向不变，磁场方向不变，安培力的方向向上，当增大电流时，安培力增大，可使悬线拉力减小，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．只有当通电导线与磁场方向垂直时，通电直导线受到安培力的大小才为ILB，选项A错误；
B．当通电导线与磁场方向平行时，它不受安培力，选项B错误；
C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面，选项C正确；
D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，安培力对通电直导线也能做功，选项D错误。
故选C。
6．B
【详解】
在图甲、丙、丁中，通电直导线都与磁场垂直，故受到的安培力为F=BIL，相等；在乙图中，通电直导线与磁场平行，故受到的安培力为0，故B正确，ACD错误．
故应选：B．
7．D
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流为
根据几何关系可知，导体棒中有电流通过的长度为
L=2l=0.8m
则导体棒受到的安培力大小为
F=BIL=0.8N
故选D。
8．A
【详解】
试题分析：由图可知，在图中，由于两环在A点处与B点处的电流的方向是相反的，它们会互相排斥，所以A会远离B，所以从左向右看，A环将逆时针转动，同时，B也远离A，所以B沿顺时针方向转动．所以A正确．
故选A
9．C
【详解】
解：A、磁场的方向向里，根据左手定则可知，安培力的方向与电流的方向垂直，即垂直于电流的方向指向左上方．故A正确；
B、磁场的方向向上，根据左手定则可知，安培力的方向与电流的方向垂直，即垂直于电流的方向向左．故B正确；
C、磁场的方向向右，电流方向向里，根据左手定则可知，安培力的方向垂直于电流的方向向下．故C错误；
D、磁场的方向向外，电流方向向右，根据左手定则可知，安培力的方向与垂直于电流的方向向下．故D正确．
本题选择错误的，故选C
10．D
【详解】
根据
F=BIL
可知电流增大为原来的2倍，导线在磁场中的长度增大为原来的2倍，则安培力增大为原来的4倍。
故选D。
11．D
【详解】
试题分析：电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，安培力的方向水平向右，故A错误；电流I2在I1处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，安培力的方向水平向左，故B错误；b点的磁感应强度的方向是竖直向下，不论电流大小如何，而d点磁感应强度的方向，只有当电流大小相等时，才一定竖直向下，故C错误；根据远离导线，磁场较弱，靠近导线，磁场较强，则有当电流I2的大小比电流I1的大时，则a点的磁感应强度可能相等；当电流I2的大小比电流I1的小时，则c点的磁感应强度可能相等，故D正确；故选D．
12．C
【详解】
A．对导体棒进行受力分析，可知导体棒所受的安培力方向斜向左上，与竖直方向夹角为，故棒所受的摩擦力方向水平向右，A错误；
B．通过导体棒的电流
B错误；
C．棒所受的安培力
C正确；
D．棒所受的摩擦力大小
D错误。
故选C。
13．C
【详解】
画出条形磁铁的磁场，通电后受力分析如图
通电后，磁铁对导线的安培力竖直向上，根据牛顿第三定律可知导线对磁铁的安培力竖直向下，相比未通电时磁铁对桌面压力增加，磁铁不受摩擦力，ABD错误，C正确。
故选C。
14．BC
【详解】
导线受到的最大安培力为
F=BIL=0.8N
则导线受到的安培力大小可能是0.5N或者0.8N。
故选BC。
15．BC
【详解】
在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F=BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故BC正确，AD错误．
16．AC
【详解】
导体棒受水平向右的安培力，若导体棒恰好不向上运动，即对水平面的压力为零，此时
mgtan45°=BIL
即
则使导体棒静止时通过电流的最大值为。
故选AC。
17． 磁感应强度 电流 导线
【详解】
根据得，磁感应强度越强，电流越大，导线越长，安培力就越大．
故答案为磁感应强度，电流，导线．
18． 6.4×10－2N 0 0.8 T
【详解】
当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式
可知
F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N
当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8T。
19． 长 0.1
【详解】
机使用的电磁波波长比可见光波长长；家用交流电的有效值是220V，其最大值是
导线受到的安培力是
F=BIL=0.2×5×0.1=0.1N．
20． BIL 垂直于纸面向里 增大磁感应强度（或增大电流、增加导体棒长度）
【详解】
因导体棒与磁场方向垂直，则导体棒所受安培力的大小为BIL，由左手定则可知，方向为垂直于纸面向里；根据F=BIL可知，为增大导体棒所受的安培力，可采用的方法是增大磁感应强度（或增大电流、增加导体棒长度）.
21．1.5T
【详解】
设金属棒在运动过程中所受的阻力恒为,当通电流时，金属棒做匀速直线运动
当通电流时，金属棒做加速运动，由牛顿第二定律得
联立两式得
22．1T
【详解】
由图可知，导体棒和电阻并联，并联后电阻
根据闭合回路的欧姆定律，导线ab两端电压
导线ab中的电流
导线ab受力如图所示
由平衡条件得
解得
23．(1)水平向右；(2)；(3)
【详解】
(1)由左手定则可知，安培力方向：水平向右
(2)由闭合电路欧姆定律可知，闭合开关瞬间电流
(3)细杆所受安培力大小
24．
【详解】
由左手定则可以判处出各条边所受的安培力方向：左一图中ab受垂直纸面向外的安培力，cd边受垂直纸面向里的安培力，故线框将以ab向外，cd向里的方向转动；左二图中I’受向上的安培力，I受向下的安培力，线框顺时针转动；左三图中，ad边受向外的安培力，cd边受向里的安培力；左四图中，上方电流受向左的安培力，下方电流受向右的安培力，线框将逆时针转动。
答案第1页，共2页