1.1安培力基础巩固（Word版含答案）

1.1安培力基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．处于纸面内的一段直导线长L=1m，通有I=1A的恒定电流，方向如图所示．将导线放在匀强磁场中，它受到垂直于纸面向外的大小为F=1N的磁场力作用．据此（ ）
A．能确定磁感应强度的大小和方向
B．能确定磁感应强度的方向，不能确定它的大小
C．能确定磁感应强度的大小，不能确定它的方向
D．磁感应强度的大小和方向都不能确定
2．若宝鸡地区地磁场磁感应强度由南到北的水平分量为，从上到下的竖直分量为，某栋大楼的顶部安装了高1m的竖直金属杆作为避雷针。假设某次雷雨天气闪电过程中通过金属杆流入大地的瞬间放电电流为，此时金属杆所受安培力的大小和方向分别为（　　）
A．3N、向东 B．1N、向南
C．3N、向西 D．1N、向北
3．如图所示，通电导线在直面内由Ⅰ位置绕垂直直面的固定轴转到Ⅱ位置，该导线所受安培力大小( )
A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定
4．条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠近S极一侧悬挂一根与它垂直的导电棒，如图所示（图中只画出棒的截面图）。在棒中通以垂直纸面向里的电流的瞬间，可能产生的情况是（　　）
A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大
C．磁铁不受摩擦力作用 D．磁铁受到向右的摩擦力
5．正三角形金属框架ABC边长为a，将其放置在水平绝缘桌面上，俯视如图所示。现施加竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场，将AC接入电路，图中电流表示数为I，金属框架静止。则（　　）
A．金属框架所受的安培力为0
B．金属框架所受摩擦力大小为BIa
C．金属框架所受摩擦力方向水平向左
D．若增大磁感应强度B，金属框架一定静止
6．如图所示，小王在探究影响通电导线受力的因素中，将一根直导线水平悬挂在三块蹄形磁铁间，发现在直导线静止后悬线与竖直方向产生一个较小的偏角，如图所示，通过进一步改变实验条件，得到实验结果如下列表格：
电流 电流接通位置 悬线偏角
I 2、3
I 1、3 2
I 1、4 3
2I 2、3 2
3I 2、3 3
由表中结果可知通电导线在磁场中受力（ ）A．与磁场中的通电导线长度无关 B．与磁铁的数量成反比
C．与电流无关 D．与磁场中的通电导线长度可能成正比
7．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
8．某同学想利用“电磁弹簧测力计”测量磁感应强度，如图所示．一长为l的金属棒ab用两个完全相同的、劲度系数均为k的弹簧水平悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关S与一电动势为E的电源相连，回路总电阻为R．开关S断开，金属棒处于平衡状态时，弹簧伸长长度为x0；闭合开关S，金属棒再处于平衡状态时，弹簧伸长长度为x．重力加速度为g，则关于金属棒质量m和磁感应强度的大小B，下列关系式正确的是
A．m=，B=
B．m=，B=
C．m=，B=
D．m=，B=
9．如图，四根相同的导线，通有相同的电流，水平放置于光滑斜面，处于不同的磁场中其中导线能静止，且磁场的感应强度最小的是　　
A． B．
C． D．
10．一段通电直导线，长度为，电流为I，放在相同的匀强磁场中，导线和磁场的相对位置如图所示四种情形，其中甲、丙和丁图中磁感应线与电流方向垂直，乙图中磁感应线与电流方向平行，下列说法正确的是（　　）
A．甲和丙图中导线所受安培力大小不等
B．乙和丁图中导线受安培力大小相等
C．甲、乙、丙、丁图中导线所受安培力大小相等
D．甲、丙、丁图中导线所受安培力大小相等
11．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图．实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导体棒通电部分的长度．则该实验可获得的直接结论为
A．导体棒中电流越大，导体棒受到的安培力越小
B．导体棒受到的安培力大小与电流大小成正比
C．导体棒受到的安培力大小与磁感应强度大小成正比
D．导体棒通电部分长度越长，导体棒受到的安培力越大
12．通有电流的导线L1、L2处在同一平面（纸面）内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动（O为L2的中心）,各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生（ ）
A．L2绕轴O按顺时针方向转动
B．L2绕轴O按逆时针方向转动
C．因L2不受磁场力的作用,故L2不动
D．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡,故L2不动
13．将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的S极朝上N极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个导线框就可以绕电池旋转起来。下列判断正确的是（　　）
A．导线框能旋转起来，是因为惯性
B．若不计摩擦阻力，导线框将一直匀速转动
C．俯视观察，导线框沿逆时针方向旋转
D．电池输出的电功率等于导线框旋转的机械功率
14．如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴穿过线圈的平面，当线圈内通过如图所示方向电流时，线圈将怎样运动（　　）
A．不动
B．发生转动，同时靠近磁铁
C．发生转动，同时离开磁铁
D．不发生转动，只是靠近磁铁
15．如图所示，正方形abcd的四个顶角各有一根垂直于正方形平面的细长直导线，通有大小相同的电流，相邻导线电流方向相反，O为正方形的中心，下列说法正确的是（　　）
A．四根导线受到的安培力均垂直于导线指向O
B．过a、b点的两根导线受到的安培力等大反向
C．过a、c点的两根导线受到的安培力等大反向
D．过a、d点的两根导线受到的安培力等大反向
二、填空题（共4题）
16．将长为1 m的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放入B＝0.08 T的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入25 A的直流电，则整个导线所受安培力大小为______ N。
17．一位同学发现了这样一个有趣的现象：在家庭电路中，如图所示，当他把磁铁靠近通电后发白的灯丝时，灯丝发生颤动．产生上述现象的主要原因是：灯丝中通过________（填“交流”或“直流”）电流时，在磁场中会受到磁场对它的________（填“安培力”或“洛伦兹力”）作用，且该力的方向随________方向的改变而改变．
18．如图所示，电源E，导线，导电细软绳ab、cd，以及导体棒bc构成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30°，已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒bc中的电流I=2A，导体棒的长度L=0.5m，导体棒的质量m=0.5kg，g取10m/s2，关于磁场的最小值为____，方向___。
19．如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小，并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关，此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线，实验电路图如图所示。
（1）完成下列主要实验步骤中的填空。
①按图接线
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态；然后读出________________，并用天平称出________________
④用米尺测量________________
（2）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B = ______________。
三、综合题（共4题）
20．一根长L=0.4m的直导线，通有I=6A的电流，放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中。问：
(1)当导线方向与磁场方向平行时，导线会不会受到安培力？
(2)当导线方向与磁场方向垂直时，导线受到的安培力是不是最大？
(3)导线受到的最大的安培力是多大？
21．如图所示，处在同一斜面内的金属导轨ab、cd平行放置，斜面与水平面的夹角θ=30°．金属杆ef垂直于导轨放在导轨ab、cd上，金属杆ef与导轨间的滑动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现将金属导轨的a、c端与电源连接，在杆ef中形成从f流向e的电流．整个装置处在匀强磁场中，当磁场方向垂直斜面向上时，要保持杆ef静止不动，杆ef中的最大电流为I．若保持磁场大小不变，方向变为竖直向上，现要保持杆ef静止不动，杆ef中的最大电流为多大？
22．如图所示，两平行光滑金属导轨宽d，与电源连通，导轨平面与水平方向的夹角θ角，导轨上放置一质量为m的金属棒MN．当导体棒中通有电流I时，为使其能静止在导轨上，需在金属棒所在的空间加一匀强磁场。
（1）如果导体棒MN静止在导轨上且对导轨无压力，则所加的匀强磁场的磁感强度大小和方向如何？
（2）若要磁场的磁感应强度最小，所加磁场方向如何？磁感应强度最小值为多大？
23．图中F表示通电直导线所受磁场力，请标出电流I的方向；
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．A
5．B
6．D
7．A
8．C
9．D
10．D
11．D
12．B
13．C
14．D
15．C
16．
17． 交流 安培力 电流
18． 2.5 b到a
19． 电流表的示数I 此时细沙的质量 D的底边长度l
20．(1)不受安培力；(2)最大；(3)2.4N
21．
22．（1）B=，磁场方向应水平向右；（2）B′=，方向应垂直于斜面向下
23．
答案第1页，共2页