第一章 安培力与洛伦兹力 同步优化训练（Word版含答案）

第1章 安培力与洛伦兹力 同步优化训练
一、单选题
1．（2022·上海市延安中学高二期末）如图所示，在xOy坐标系内，三根相互平行的通电直导线P、Q、R分别位于正三角形的三个顶点，都通有方向垂直xOy坐标平面向外、大小相等的电流，则导线R受到的安培力的方向是（　　）
A．沿y正方向 B．沿y负方向
C．沿x正方向 D．沿x负方向
2．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反的电流，cd中电流大于ef中电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，b到两导线的距离相等，下列说法正确的是（　　）
A．a点磁场方向垂直纸面向里
B．b点的合磁场方向为零
C．cd导线受到的安培力方向向右
D．导线cd受到的安培力大于导线ef受到的安培力
3．（2022·上海市延安中学高二期末）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
4．（2022·上海市延安中学高二期末）如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，水平放置的金属棒AB固定在两个磁极正对面之间。当AB中通入电流时，台秤的示数减小。则下列说法正确的是（　　）
A．AB棒受到的安培力竖直向上 B．AB棒中的电流方向为由B指向A
C．蹄形磁铁与台秤间一定存在摩擦力 D．台秤受到了金属棒施加的安培力作用
5．（2022·重庆市育才中学高二阶段练习）质量为m，长度为L的通电导体棒靠在光滑绝缘四分之一圆弧轨道上，保持静止，竖直剖面如图所示，空间存在与纸面平行的匀强磁场，导体棒上电流大小为I，重力加速度为g，图中θ = 30°，则磁感应强度大小不可能为（ ）
A． B． C． D．
6．（2021·安徽·芜湖一中高二阶段练习）如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为l、质量为m的直导体棒，导体棒中电流为I，要使导体棒静止在斜面上，需要外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为（　　）
A． B． C． D．
7．（2022·安徽华星学校高二阶段练习）如图所示，MNP是纸面内一根弯曲的导线。将其放置在与其垂直的匀强磁场中，导线中通以大小为Ⅰ的恒定电流，则该导线受到的安培力大小与磁感应强度的关系正确的是（　　）
A．B．C．D．
二、多选题
8．（2022·山东·菏泽一中高二阶段练习）如图所示，水平放置的长直导线a固定，直导线a中通有垂直于纸面向里的恒定电流。倾角为300的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，一段长为L、质量为m的长直导线b放置在斜面上，与直导线a在同一水平面内，直导线b中通有大小为I的恒定电流，直导线b处于静止状态，重力加速度大小为g，则（　　）
A．直导线a中电流在直导线b处产生的磁场方向水平向右
B．直导线a中电流在直导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．直导线b中电流方向垂直于纸面向外
D．直导线b对直导线a的作用力方向水平向右
9．（2021·黑龙江·密山市第一中学高二期中）2021年11月1日，央视实地报道了一种新型消防用电磁炮发射的新闻。电磁发射是一种全新的发射技术，通过电磁发射远程投送无动力的炮弹，可以实现比较高的出口速度，且它的能量是可调控的。电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（　　）
A．只将弹体质量减至原来的二分之一
B．只将轨道长度变为原来的2倍
C．只将电流增加至原来的2倍
D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度变为原来的2倍，其它量不变
10．（2021·云南省保山第一中学高二期末）如图所示，在一倾角为θ的粗糙斜面上置一根通电直导线，导线长度为L，电流方向垂直于纸面向外，电流大小为I，初始时，通电直导线恰好静止。现有一竖直向下的磁场从零开始不断增大，当磁感应强度为B0时，通电直导线恰要滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　）
A．斜面对通电直导线的支持力不断增大
B．斜面对通电直导线的静摩擦力不断增大
C．粗糙斜面的动摩擦因数
D．
11．（2021·四川·南江中学高二阶段练习）有一固定光滑的四分之一绝缘圆弧柱形槽，如图图示为截面图，半径为R，将其放入匀强磁场中，磁感应强度方向未知，现将一质量为m、长为L、通有垂直于纸面向外、电流恒为I的直导体棒水平放于圆弧槽某位置，其与纸平面垂直，导体棒除重力、圆弧槽弹力，安培力以外其余力都忽略不计，为使导体棒分别在如图A、B两位置处于静止状态（OA与竖直方向呈30°角，OB与竖直方向呈60°角），磁场方向平行于纸面，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）
A．若在A处静止，所加的磁场方向由A指向O时磁感应强度最小，且大小为
B．若在B处静止，所加的磁场方向由O指向B时磁感应强度最小，且大小为
C．分别在A、B处静止时，磁场分别最小时导体棒对轨道的压力大小之比
D．若施加磁感应强度大小为，方向竖直向下的磁场，导体棒自然静止时对轨道的压力为2mg
三、填空题
12．（2022·上海浦东新·高二期末）如图所示，整个实验装置竖直悬挂在弹簧秤下，装置的下端有宽度为L=10cm的线框，线框下边处在匀强磁场内，磁场方向垂直于线框平面。当线框未接通电源时，弹簧秤读数为6N；接通电源后，线框中通过的电流为2A，弹簧秤的读数变为8N，则可知通电线框所受磁场力的大小为_______N，磁场的磁感应强度的大小为_______T。
13．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，和是两根长为、质量分别为和的金属棒，用两根等长的细金属杆（重力不计）连接和，形成闭合回路.用两根绝缘细线将整个回路悬于天花板上，使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。在回路中通以如图所示方向的电流，电流，待稳定后，金属杆与竖直方向的夹角为_________°，每根绝缘细线上的张力为________N。（重力加速度g取）
14．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，三根长直导线互相平行，电流大小和方向均相同，它们的截面分别处于等边三角形的三个顶点处，A、B连线与x轴重合，则C处导线受到A、B处导线的磁场力方向指向_____。
四、解答题
15．（2022·广东·汕头市潮南区陈店实验学校高二阶段练习）如图所示，ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A的电流时，质量为0.36 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/s2的加速度。已知金属棒受到的磁场力方向水平，求匀强磁场的磁感应强度的大小。
16．（2022·陕西·西安博爱国际学校高二期末）在垂直纸面向里的有界匀强磁场中，一宽d＝0.5m、高h＝0.8m的单匝矩形闭合导体用轻质细线悬挂在天花板上，矩形导体的在磁场内，在磁场外，如图所示。已知闭合导体的质量为0.5kg，当导体中通有逆时针方向、I＝10A的电流时，细线中的张力T＝3N，取重力加速度大小，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）穿过闭合导体的磁通量。
17．（2022·甘肃省徽县第一中学高二期末）如图所示，两根平行且光滑的倾斜金属导轨相距，与水平面间的夹角为，有一根质量的金属杆垂直搭在导轨上，匀强磁场与导轨平面垂直。当杆中通以从b到a的电流时，杆恰好静止在倾斜导轨上，取，重力加速度大小。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若突然把磁场方向改为竖直向上，同时移动滑动变阻器的滑片，使金属杆仍保持静止状态，求杆中电流的大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．D
4．B
5．A
6．A
7．D
8．BC
9．CD
10．ACD
11．BCD
12． 2 10
13． 45 0.4
14．方向
15．
16．（1）0.4T；（2）
17．（1）；（2）
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