第1节磁场对通电导线的作用力 能力提升练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第1节磁场对通电导线的作用力 能力提升练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 387.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-07 00:48:06 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第1节磁场对通电导线的作用力
能力提升练习
一、单选题
1． 如图所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。若A、B两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流（由A点流入，从B点流出），流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为（ ）
A．2BIL，竖直向下
B．，竖直向上
C．BIL，竖直向上
D．，竖直向下
2． 如图所示，菱形线框abcd由四根完全相同的导体棒连接而成，固定在匀强磁场中，菱形所在平面与磁场方向垂直，现将直流电源E连接在菱形线框的a、c两点之间，此时导体棒ab所受安培力大小为F，若每根导体棒长均为L，a、c两点间距离为1.5L，则菱形线框abcd所受安培力的大小为
A．F
B．2F
C．3F
D．4F
3． 如图所示为直流电机的内部基本结构，给装置导入稳定的正向电压就能够使导线运转，对此下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻左边的导线受到的安培力竖直向下
B．在导线运转的整个周期内，有两段时间导线不受安培力的作用
C．在导线运转的整个周期内，导线一直有受安培力的作用
D．对调磁铁的位置与电池的正负极，导线将逆时针旋转
4． 如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边和ac边的中点，在虚线的下方有一垂直于导线框平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，导线框中的电流大小为I，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场平移至虚线上方（虚线下方不再有磁场），且磁感应强度增大到原来的两倍，此时细线中拉力大小为( )
A． B．
C． D．
5． 某同学画的表示磁感应强度B、电流和安培力F的相互关系如下列选项图所示，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6． 赤道附近一根直立旗杆因上空带正电云层靠近，遭受雷击，则当雷电通过旗杆时地球磁场对旗杆的安培力方向为（ ）
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
7． 固定直导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，若导线c中通以垂直于纸面指向纸外的电流时，以下判断正确的是（ ）
A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小
B．导线a段转向纸外，同时测力计读数增大
C．导线b端转向纸外，同时测力计读数减小
D．导线b端转向纸外，同时测力计读数增大
8． 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线与螺线管垂直。A中的“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合前、后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是：（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定
9． 如图所示，长为d质量为m的细金属杆ab，用长为L的细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。闭合开关S后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为。重力加速度为g，则闭合开关的短时间内通过细金属杆ab的电荷量为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，两根等长直导线a和b平行放置，分别通有大小为 I、2I的电流，电流方向相反，此时导线a受到的磁场力大小为F。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力为零，则此时a受到的磁场力大小为（ ）
A． B．F C． D．3F
二、多选题
11．某物理兴趣小组词作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，不计两极间以外区域磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为G0，导体体通以图示方向电流I（向纸面外）时，测力计的示数为G1，测得导体棒在两极间的长度为L，磁铁始终静止，不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
B．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
C．若使图示方向电流增大，“称量”的磁感应强度将增大
D．若通以图示方向相反的电流I，测力计示数将变为2G0-G1
12．如图所示，光滑的绝缘水平桌面上存在边界平行的匀强磁场，方向垂直桌面向上，正方形金属线框的 bc 边与磁场左边界重合，其边长与磁场宽度均为 L。现施加一定外力，使线框斜向右下方沿直线匀速通过磁场,下列说法正确的是( )
A．通过磁场时，线框内感应电流的方向先顺时针再逆时针
B．通过磁场时，线框内感应电流的方向先逆时针再顺时针
C．在线框进入磁场和离开磁场的过程中，bc 边的电势差大小相等
D．外力方向垂直磁场边界向右
13．如图所示，质量为m、长度为l的金属棒放置在横截面为圆弧的光滑轨道上，轨道处在竖直平面内，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通有垂直纸面向外的电流I时，金属棒静止于曲面某点，该点与圆心连线和水平线的夹角为θ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向竖直向上
B．匀强磁场的方向竖直向下
C．磁感应强度大小为
D．磁感应强度大小为
14．如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ．整个装置处于匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止．则（ ）
A．磁场方向可能竖直向上
B．磁场方向竖直向下
C．ab所受安培力的方向可能平行导轨向上
D．ab所受安培力的方向可能平行导轨向下
15．我国西电东送“大动脉”超高压直流输电工程西起宁夏银川，东至山东青岛，线路全长1333公里，额定输送量400万千瓦。设某段沿东西方向的两条平行输电线在同一水平面内，且与电源、负载组成闭合回路，已知这段输电线所在处的地磁场方向与地面平行，则（ ）
A．两条输电线中电流间相互作用的安培力为引力
B．两条输电线中电流间相互作用的安培力为斥力
C．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向相反
D．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向均竖直向上
三、解答题
16．一质量m=0.05kg的金属条搁在相距d=0.02m的两金属轨道上，如图所示．现让金属条以v0=m/s的初速度从AA′进入水平轨道，再由CC′进入半径r=0.05m竖直圆轨道，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直．已知由外电路控制，流过金属条的电流大小始终为=5A，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，AC的距离L=0.2m，金属条恰好能完成竖直面里的圆周运动．试求：
(1)金属条到达竖直圆轨道最高点的速度；
(2)水平粗糙轨道的动摩擦因数；
(3)若将CC′右侧0.06m处的金属轨道在DD′向上垂直弯曲（弯曲处无能量损失），试求金属条能上升的高度．
17．如图所示，斜面高为h，水平面上D、C两点距离为L。可以看成质点的物块从斜面顶点A处由静止释放，沿斜面AB和水平面BC运动，斜面和水平面衔接处用一长度可以忽略不计的光滑弯曲轨道连接，图中没有画出，不计经过衔接处B点的速度大小变化，最终物块停在 水平面上C点。已知物块与斜面和水平面间的滑动摩擦系数均为μ。请证明：斜面倾角θ稍微增加后，（不改变斜面粗糙程度）从同一位置A点由静止释放物块，如图中虚线所示，物块仍然停在同一位置C点。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第1节磁场对通电导线的作用力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B A D A B A C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD AD BC AC BC
三、解答题
16．(1) ； (2) ； (3)
17．见解析所示
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能力提升练习
一、单选题
1． 如图所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。若A、B两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流（由A点流入，从B点流出），流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为（ ）
A．2BIL，竖直向下
B．，竖直向上
C．BIL，竖直向上
D．，竖直向下
2． 如图所示，菱形线框abcd由四根完全相同的导体棒连接而成，固定在匀强磁场中，菱形所在平面与磁场方向垂直，现将直流电源E连接在菱形线框的a、c两点之间，此时导体棒ab所受安培力大小为F，若每根导体棒长均为L，a、c两点间距离为1.5L，则菱形线框abcd所受安培力的大小为
A．F
B．2F
C．3F
D．4F
3． 如图所示为直流电机的内部基本结构，给装置导入稳定的正向电压就能够使导线运转，对此下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻左边的导线受到的安培力竖直向下
B．在导线运转的整个周期内，有两段时间导线不受安培力的作用
C．在导线运转的整个周期内，导线一直有受安培力的作用
D．对调磁铁的位置与电池的正负极，导线将逆时针旋转
4． 如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边和ac边的中点，在虚线的下方有一垂直于导线框平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，导线框中的电流大小为I，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场平移至虚线上方（虚线下方不再有磁场），且磁感应强度增大到原来的两倍，此时细线中拉力大小为( )
A． B．
C． D．
5． 某同学画的表示磁感应强度B、电流和安培力F的相互关系如下列选项图所示，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6． 赤道附近一根直立旗杆因上空带正电云层靠近，遭受雷击，则当雷电通过旗杆时地球磁场对旗杆的安培力方向为（ ）
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
7． 固定直导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，若导线c中通以垂直于纸面指向纸外的电流时，以下判断正确的是（ ）
A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小
B．导线a段转向纸外，同时测力计读数增大
C．导线b端转向纸外，同时测力计读数减小
D．导线b端转向纸外，同时测力计读数增大
8． 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，导线与螺线管垂直。A中的“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合前、后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是：（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定
9． 如图所示，长为d质量为m的细金属杆ab，用长为L的细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。闭合开关S后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为。重力加速度为g，则闭合开关的短时间内通过细金属杆ab的电荷量为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，两根等长直导线a和b平行放置，分别通有大小为 I、2I的电流，电流方向相反，此时导线a受到的磁场力大小为F。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力为零，则此时a受到的磁场力大小为（ ）
A． B．F C． D．3F
二、多选题
11．某物理兴趣小组词作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，不计两极间以外区域磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为G0，导体体通以图示方向电流I（向纸面外）时，测力计的示数为G1，测得导体棒在两极间的长度为L，磁铁始终静止，不考虑导体棒电流对磁铁磁场的影响。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
B．导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
C．若使图示方向电流增大，“称量”的磁感应强度将增大
D．若通以图示方向相反的电流I，测力计示数将变为2G0-G1
12．如图所示，光滑的绝缘水平桌面上存在边界平行的匀强磁场，方向垂直桌面向上，正方形金属线框的 bc 边与磁场左边界重合，其边长与磁场宽度均为 L。现施加一定外力，使线框斜向右下方沿直线匀速通过磁场,下列说法正确的是( )
A．通过磁场时，线框内感应电流的方向先顺时针再逆时针
B．通过磁场时，线框内感应电流的方向先逆时针再顺时针
C．在线框进入磁场和离开磁场的过程中，bc 边的电势差大小相等
D．外力方向垂直磁场边界向右
13．如图所示，质量为m、长度为l的金属棒放置在横截面为圆弧的光滑轨道上，轨道处在竖直平面内，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通有垂直纸面向外的电流I时，金属棒静止于曲面某点，该点与圆心连线和水平线的夹角为θ，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向竖直向上
B．匀强磁场的方向竖直向下
C．磁感应强度大小为
D．磁感应强度大小为
14．如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ．整个装置处于匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止．则（ ）
A．磁场方向可能竖直向上
B．磁场方向竖直向下
C．ab所受安培力的方向可能平行导轨向上
D．ab所受安培力的方向可能平行导轨向下
15．我国西电东送“大动脉”超高压直流输电工程西起宁夏银川，东至山东青岛，线路全长1333公里，额定输送量400万千瓦。设某段沿东西方向的两条平行输电线在同一水平面内，且与电源、负载组成闭合回路，已知这段输电线所在处的地磁场方向与地面平行，则（ ）
A．两条输电线中电流间相互作用的安培力为引力
B．两条输电线中电流间相互作用的安培力为斥力
C．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向相反
D．地磁场对两条输电线中电流的作用力方向均竖直向上
三、解答题
16．一质量m=0.05kg的金属条搁在相距d=0.02m的两金属轨道上，如图所示．现让金属条以v0=m/s的初速度从AA′进入水平轨道，再由CC′进入半径r=0.05m竖直圆轨道，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直．已知由外电路控制，流过金属条的电流大小始终为=5A，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，AC的距离L=0.2m，金属条恰好能完成竖直面里的圆周运动．试求：
(1)金属条到达竖直圆轨道最高点的速度；
(2)水平粗糙轨道的动摩擦因数；
(3)若将CC′右侧0.06m处的金属轨道在DD′向上垂直弯曲（弯曲处无能量损失），试求金属条能上升的高度．
17．如图所示，斜面高为h，水平面上D、C两点距离为L。可以看成质点的物块从斜面顶点A处由静止释放，沿斜面AB和水平面BC运动，斜面和水平面衔接处用一长度可以忽略不计的光滑弯曲轨道连接，图中没有画出，不计经过衔接处B点的速度大小变化，最终物块停在 水平面上C点。已知物块与斜面和水平面间的滑动摩擦系数均为μ。请证明：斜面倾角θ稍微增加后，（不改变斜面粗糙程度）从同一位置A点由静止释放物块，如图中虚线所示，物块仍然停在同一位置C点。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第1节磁场对通电导线的作用力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B A D A B A C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AD AD BC AC BC
三、解答题
16．(1) ； (2) ； (3)
17．见解析所示
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