1.1磁场对通电导线的作用力同步练习 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.1磁场对通电导线的作用力同步练习 （word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-13 05:14:14 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 1.1 磁场对通电导线的作用力 同步练习
一、单选题
1．如图所示为研究磁场对电流作用的实验装置。一根质量为m的导体棒ab，用长为L的细导线悬挂在铁架台上，导体棒与电源、开关连接成闭合电路。开关闭合后再立刻断开，导体棒由静止向右摆出，摆到最大高度时，导线与竖直方向成角。则（ ）
A．导线中的电流方向由b指向a
B．仅互换磁极位置，同样实验操作，导体棒仍向右摆出
C．导体棒摆出时，电源为其提供的电能大于
D．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于
2．如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于、，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为（ ）
①z正向， ②y正向，
③z负向， ④沿悬线向上，
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
3．有一间距为的光滑金属导轨倾斜放置与水平面成角。在导轨上垂直放置一根金属棒，接通如图所示的电源，电流强度为。若磁感应强度大小为、方向垂直斜面向上，金属棒恰好静止，则所放置的金属棒质量应为（ ）
A． B． C． D．
4．直流电动机通电后，使线圈发生转动的力是（ ）
A．重力 B．电场力 C．磁场力 D．摩擦力
5．一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F.若将该导线做成 圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为（ ）
A．F B． F C． F D． F
6．由12根互不连通的等长导线构成正方体abcd－efgh，若在ab边和dc边通上方向如图所示，大小为I的电流时，ab边受到的安培力大小为F，若在ef和hg边也通上和ab边、dc边方向相同，大小相等的电流时，则dc边受到的安培力大小为（已知通电直导线在周围形成的磁场，大小满足（ ）
A． B． C． D．
7．在恒定磁场中固定一条直导线，先后在导线中通入不同的电流，图像表现的是该导线受力的大小F与通过导线电流I的关系。M、N各代表一组F、I的数据。在下列四幅图中，不可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，两平行光滑金属导轨CD、PQ间距为L，与电动势为E、内阻为r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。在空间施加匀强磁场可以使ab棒静止，则磁场的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
9．三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的.将一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是（ ）
A．电流大小对安培力的影响
B．磁感应强度方向对安培力的影响
C．磁感应强度大小对安培力的影响
D．通电导线长度对安培力的影响
10．某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，长边长度为l。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B。当线圈线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（ ）
A．2nBIl B．nBIl C．2BIl D．BIl
11．如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为（ ）
A．0.1 A B．0.2 A C．0.05 A D．0.01 A
12．在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，把一段导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导体棒摆开一定角度，如图所示。要使导体棒摆开的角度增大，以下操作可行的是（ ）
A．增加导体棒的质量 B．换成磁性较弱的磁铁
C．增大导体棒中的电流 D．改变导体棒中电流的方向
13．如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A．顺时针方向转动，同时上升
B．顺时针方向转动，同时下降
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
14．如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和的恒定电流，方向如图。导线c所受安培力的方向（ ）
A．与边平行，竖直向上 B．与边平行，竖直向下
C．与边垂直，指向左边 D．与边垂直，指向右边
15．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的运动情况是（ ）
A．互相吸引，电流大的环其加速度也大
B．互相排斥，电流小的环其加速度较大
C．互相吸引，两环加速度大小相同
D．互相排斥，两环加速度大小相同
二、填空题
16．磁电式电流表
（1）原理：安培力与电流的关系，通电线圈在磁场中受到______而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就______根据指针的______，可以知道被测电流的方向．
（2）构造：______、______、螺旋弹簧、指针、极靴．
（3）特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿______方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线______，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小______。
（4）优点：灵敏度高，可以测出______的电流。缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流______。
17．如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，有一段弯成直角的金属导线abc，其所在平面与磁场垂直，且，导线中通有电流I，则该直角金属导线在磁场中所受安培力的大小为________，方向为________。
18．安培力：______在磁场中受的力。
19．如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为_______F。
三、解答题
20．如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨AB、CD与水平面成角放置，两导轨间距L=l m，电阻不计。匀强磁场。与导轨AB、CD组成的平面垂直，方向未知。质量为m =lkg，电阻不计，长也为L的均匀直金属杆ab放在两导轨上，金属杆ab与导轨垂直且保持良好接触。水平放置的平行板电容器C，其板间距离d=10cm，板间有垂直纸面向里的匀强磁场，导轨AB、CD与电路连接如图，其中定值电阻。当可变电阻调为2时，闭合开关S，金属杆ab沿导轨向下滑动达到稳定状态时，某质子（不计重力）恰能从电容器中以平行于板的速度匀速通过。重力加速度g取。
（1）求匀强磁场的大小与方向；
（2）求金属杆ab稳定状态的速度。
21．如图所示，倾角为 θ的光滑斜面上， 有一长为L，质量为 m的通电导线，导 线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外。在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？
22．如图所示，平行金属导轨间距d=0.2 m，导轨所在平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端接入的电源电动势E=6 V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R=5.0Ω。磁感应强度的大小B=0.5 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向上。质量m=0.2 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒保持静止状态，其连入电路的电阻R0=2.0Ω。重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）导体棒所受安培力的大小和方向；
（2）导体棒所受摩擦力的大小和方向。
23．在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图中的图像表现的是导线受力的大小与通过导线的电流的关系。、各代表一组、的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是哪一幅或哪几幅？说明道理。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．导体棒由静止向右摆出，则受到的安培力向右，根据左手定则可以判断，导线中的电流方向由a指向b，故A错误；
B．互换磁极位置，同样实验操作，导体棒受到的安培力向左，将向左摆出，故B错误；
CD．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量
同时导体棒通过电流时会产生焦耳热，根据能量守恒可知，电源为其提供的电能大于，故C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
若磁感应强度方向沿z轴方向，根据左手定则，要使导线保持静止，则磁感应强度方向必沿z轴负向，故①错误；
若磁感应强度方向沿y轴正向，受力如图
根据平衡条件有
解得
故②正确；
若磁感应强度方向沿z轴负向，受力如图
根据平衡条件有
解得
故③正确；
若磁感应强度方向沿悬线向上，根据左手定则，安培力垂直悬线向下，受力不可能平衡，故④错误。
故选D。
3．A
【详解】
金属棒恰好静止，则有
解得
故选A。
4．C
【详解】
直流电动机通电后，线圈中有电流通过，通电线圈在磁场中受到磁场力的作用开始转动，ABD错误，C正确。
故选C。
5．C
【详解】
设通电导线为L，平行放置时受到的安培力为F，制作成圆环时，圆环的半径为R，则
解得
故ab的长度
故此时圆环受到的安培力
ABD错误。
故选C。
6．B
【详解】
当ab边和dc边通有大小相等、方向相同的电流时，两个边互相吸引，所受安培力大小相等，ab边受到的安培力大小为F，dc边受到的安培力大小为，方向沿水平向左，如图甲所示；当ef和hg边也通上电流时，hg边对de边作用力大小为，方向沿dh竖直向下，ef边与dc边的距离为正方体边长的倍，根据
可知ef边在dc边所在位置的磁感应强度为ab边产生的磁感应强度的，所以
方向沿de斜向下，与dh夹角为45°，如图乙所示，根据矢量运算的法则，此时三个力的合力大小为，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．C
【详解】
ABC．在匀强磁场中，当电流方向与磁感应强度的夹角为时，所受安培力为
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AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．当电流方向与磁感应强度平行时，所受的安培力始终为零，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】
对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示：
根据左手定则可知，当磁场方向垂直于回路平面向下时，安培力的方向沿斜面向上，根据受力分析图可知此时安培力最小，故安培力的最小值为
故磁感应强度的最小值为
根据闭合电路欧姆定律，有
故有
故选B。
9．D
【详解】
实验时磁场的磁感应强度B相同，通过导线的电流I相同，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上时，在磁场中的通电导线的长度L不同，则该装置研究的是通电导线长度对安培力的影响。
故选D。
10．A
【详解】
磁电式电流表偏转角度与通电电流成正比，当线圈线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈线圈长边中电流为2I，根据安培力公式可得，线圈一侧长边受到的安培力大小为
BCD错误，A正确。
故选A。
11．A
【详解】
设线圈的半径为r，则线圈的质量
m＝2nπr×2.5×10－3 kg
磁场的水平分量为Bsin 30°，线圈受到的安培力为
F＝Bsin 30°×I×2nπr
由于线圈所受向上的安培力等于线圈的重力，则
2nπr×2.5×10－3×10＝Bsin 30°×I×2nπr
解得
I＝0.1 A
故选A。
12．C
【详解】
设导体棒摆开的角度为θ，根据平衡条件以及力的合成与分解可得
要使导体棒摆开的角度增大，需要增大导体棒所受的安培力F或减小导体棒的质量，根据安培力公式
可知若要增大F，可以增大导体棒中的电流、换成磁性较强的磁铁，而改变导体棒中电流的方向无法增大F，综上所述可知ABD不可行，C可行。
故选C。
13．B
【详解】
在导线两侧取两小段，左边一小段，根据左手定则可知，可知其所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段，根据左手定则，可知其所受安培力的方向垂直纸面向外，所以从上往下看时，可知导线顺时针转动；当导线转动90°，电流方向垂直纸面向里时，这时导线处于向右的磁场中，根据左手定则可知，其所受的安培力方向向下，故可知导线向下运动，综上所述，导线的运动情况为，顺时针转动，同时下降，ACD错误，B正确。
故选B。
14．C
【详解】
同向电流相互吸引，则ab对c都是吸引力且大小相等，则导线c所受安培力的方向垂直ab边指向左边。
故选C。
15．C
【详解】
同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近。由牛顿第二、三定律可知两环加速度大小相同。
故选C。
16． 安培力 越大 偏转方向 磁体 线圈 半径 平行 相等 很弱 很弱
【详解】
略
17． 垂直于ac连线斜向右下方
【详解】
[1]导线在磁场内有效长度据几何关系得
故通电导线受到安培力大小为
[2]根据左手定则，则该直角金属导线在磁场中所受安培力的方向是垂直于ac连线斜向右下方。
18．通电导线
【详解】
略
19．1.5F
【详解】
[1]设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为
根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比
如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式
可知
得
根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为
20．（1）5T；（2）0.8m/s
【详解】
（1）质子在平行板电容器中做匀速直线运动，上极板带正电，b为等效电源的正极，电流由a到b，由左手定则知：方向垂直导轨平面向下。对质子
电容器的电压
电容器与并联，有
联立解得
对金属杆ab，稳定状态时，受力平衡，有
解得
（2）根据闭合电路的欧姆定律
代数解得
21．B=，方向为垂直斜面向下。
【详解】
导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由于重力大小和方向一定，安培力F平衡下滑力时有最小值，即安培力方向平行于斜面向上
F=mgsinθ
由
F=BIL
得最小磁感应强度
B=
方向为垂直斜面向下。
22．（1）0.08 N，方向沿导轨平面向上；（2）0. 92 N，方向沿导轨平面向上
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律得
=0.8 A
又
得
由左手定则得方向沿导轨平面向上。
（2）导体棒的重力沿导轨平面向下的分力
由平衡条件得
得
方向沿导轨平面向上。
23．乙丙正确
【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，故甲丁错误，乙丙正确。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示为研究磁场对电流作用的实验装置。一根质量为m的导体棒ab，用长为L的细导线悬挂在铁架台上，导体棒与电源、开关连接成闭合电路。开关闭合后再立刻断开，导体棒由静止向右摆出，摆到最大高度时，导线与竖直方向成角。则（ ）
A．导线中的电流方向由b指向a
B．仅互换磁极位置，同样实验操作，导体棒仍向右摆出
C．导体棒摆出时，电源为其提供的电能大于
D．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于
2．如图，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于、，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为（ ）
①z正向， ②y正向，
③z负向， ④沿悬线向上，
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
3．有一间距为的光滑金属导轨倾斜放置与水平面成角。在导轨上垂直放置一根金属棒，接通如图所示的电源，电流强度为。若磁感应强度大小为、方向垂直斜面向上，金属棒恰好静止，则所放置的金属棒质量应为（ ）
A． B． C． D．
4．直流电动机通电后，使线圈发生转动的力是（ ）
A．重力 B．电场力 C．磁场力 D．摩擦力
5．一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F.若将该导线做成 圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为（ ）
A．F B． F C． F D． F
6．由12根互不连通的等长导线构成正方体abcd－efgh，若在ab边和dc边通上方向如图所示，大小为I的电流时，ab边受到的安培力大小为F，若在ef和hg边也通上和ab边、dc边方向相同，大小相等的电流时，则dc边受到的安培力大小为（已知通电直导线在周围形成的磁场，大小满足（ ）
A． B． C． D．
7．在恒定磁场中固定一条直导线，先后在导线中通入不同的电流，图像表现的是该导线受力的大小F与通过导线电流I的关系。M、N各代表一组F、I的数据。在下列四幅图中，不可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，两平行光滑金属导轨CD、PQ间距为L，与电动势为E、内阻为r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。在空间施加匀强磁场可以使ab棒静止，则磁场的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
9．三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的.将一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是（ ）
A．电流大小对安培力的影响
B．磁感应强度方向对安培力的影响
C．磁感应强度大小对安培力的影响
D．通电导线长度对安培力的影响
10．某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，长边长度为l。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B。当线圈线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（ ）
A．2nBIl B．nBIl C．2BIl D．BIl
11．如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为（ ）
A．0.1 A B．0.2 A C．0.05 A D．0.01 A
12．在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，把一段导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导体棒摆开一定角度，如图所示。要使导体棒摆开的角度增大，以下操作可行的是（ ）
A．增加导体棒的质量 B．换成磁性较弱的磁铁
C．增大导体棒中的电流 D．改变导体棒中电流的方向
13．如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A．顺时针方向转动，同时上升
B．顺时针方向转动，同时下降
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
14．如图所示，垂直穿过纸面的三根导线a，b和c分别位于等边三角形的三个顶点，通有大小为I、I和的恒定电流，方向如图。导线c所受安培力的方向（ ）
A．与边平行，竖直向上 B．与边平行，竖直向下
C．与边垂直，指向左边 D．与边垂直，指向右边
15．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的运动情况是（ ）
A．互相吸引，电流大的环其加速度也大
B．互相排斥，电流小的环其加速度较大
C．互相吸引，两环加速度大小相同
D．互相排斥，两环加速度大小相同
二、填空题
16．磁电式电流表
（1）原理：安培力与电流的关系，通电线圈在磁场中受到______而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就______根据指针的______，可以知道被测电流的方向．
（2）构造：______、______、螺旋弹簧、指针、极靴．
（3）特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿______方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线______，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小______。
（4）优点：灵敏度高，可以测出______的电流。缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流______。
17．如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，有一段弯成直角的金属导线abc，其所在平面与磁场垂直，且，导线中通有电流I，则该直角金属导线在磁场中所受安培力的大小为________，方向为________。
18．安培力：______在磁场中受的力。
19．如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为_______F。
三、解答题
20．如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨AB、CD与水平面成角放置，两导轨间距L=l m，电阻不计。匀强磁场。与导轨AB、CD组成的平面垂直，方向未知。质量为m =lkg，电阻不计，长也为L的均匀直金属杆ab放在两导轨上，金属杆ab与导轨垂直且保持良好接触。水平放置的平行板电容器C，其板间距离d=10cm，板间有垂直纸面向里的匀强磁场，导轨AB、CD与电路连接如图，其中定值电阻。当可变电阻调为2时，闭合开关S，金属杆ab沿导轨向下滑动达到稳定状态时，某质子（不计重力）恰能从电容器中以平行于板的速度匀速通过。重力加速度g取。
（1）求匀强磁场的大小与方向；
（2）求金属杆ab稳定状态的速度。
21．如图所示，倾角为 θ的光滑斜面上， 有一长为L，质量为 m的通电导线，导 线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外。在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？
22．如图所示，平行金属导轨间距d=0.2 m，导轨所在平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端接入的电源电动势E=6 V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R=5.0Ω。磁感应强度的大小B=0.5 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向上。质量m=0.2 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒保持静止状态，其连入电路的电阻R0=2.0Ω。重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）导体棒所受安培力的大小和方向；
（2）导体棒所受摩擦力的大小和方向。
23．在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图中的图像表现的是导线受力的大小与通过导线的电流的关系。、各代表一组、的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是哪一幅或哪几幅？说明道理。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．导体棒由静止向右摆出，则受到的安培力向右，根据左手定则可以判断，导线中的电流方向由a指向b，故A错误；
B．互换磁极位置，同样实验操作，导体棒受到的安培力向左，将向左摆出，故B错误；
CD．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量
同时导体棒通过电流时会产生焦耳热，根据能量守恒可知，电源为其提供的电能大于，故C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
若磁感应强度方向沿z轴方向，根据左手定则，要使导线保持静止，则磁感应强度方向必沿z轴负向，故①错误；
若磁感应强度方向沿y轴正向，受力如图
根据平衡条件有
解得
故②正确；
若磁感应强度方向沿z轴负向，受力如图
根据平衡条件有
解得
故③正确；
若磁感应强度方向沿悬线向上，根据左手定则，安培力垂直悬线向下，受力不可能平衡，故④错误。
故选D。
3．A
【详解】
金属棒恰好静止，则有
解得
故选A。
4．C
【详解】
直流电动机通电后，线圈中有电流通过，通电线圈在磁场中受到磁场力的作用开始转动，ABD错误，C正确。
故选C。
5．C
【详解】
设通电导线为L，平行放置时受到的安培力为F，制作成圆环时，圆环的半径为R，则
解得
故ab的长度
故此时圆环受到的安培力
ABD错误。
故选C。
6．B
【详解】
当ab边和dc边通有大小相等、方向相同的电流时，两个边互相吸引，所受安培力大小相等，ab边受到的安培力大小为F，dc边受到的安培力大小为，方向沿水平向左，如图甲所示；当ef和hg边也通上电流时，hg边对de边作用力大小为，方向沿dh竖直向下，ef边与dc边的距离为正方体边长的倍，根据
可知ef边在dc边所在位置的磁感应强度为ab边产生的磁感应强度的，所以
方向沿de斜向下，与dh夹角为45°，如图乙所示，根据矢量运算的法则，此时三个力的合力大小为，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．C
【详解】
ABC．在匀强磁场中，当电流方向与磁感应强度的夹角为时，所受安培力为
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AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．当电流方向与磁感应强度平行时，所受的安培力始终为零，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】
对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示：
根据左手定则可知，当磁场方向垂直于回路平面向下时，安培力的方向沿斜面向上，根据受力分析图可知此时安培力最小，故安培力的最小值为
故磁感应强度的最小值为
根据闭合电路欧姆定律，有
故有
故选B。
9．D
【详解】
实验时磁场的磁感应强度B相同，通过导线的电流I相同，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上时，在磁场中的通电导线的长度L不同，则该装置研究的是通电导线长度对安培力的影响。
故选D。
10．A
【详解】
磁电式电流表偏转角度与通电电流成正比，当线圈线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈线圈长边中电流为2I，根据安培力公式可得，线圈一侧长边受到的安培力大小为
BCD错误，A正确。
故选A。
11．A
【详解】
设线圈的半径为r，则线圈的质量
m＝2nπr×2.5×10－3 kg
磁场的水平分量为Bsin 30°，线圈受到的安培力为
F＝Bsin 30°×I×2nπr
由于线圈所受向上的安培力等于线圈的重力，则
2nπr×2.5×10－3×10＝Bsin 30°×I×2nπr
解得
I＝0.1 A
故选A。
12．C
【详解】
设导体棒摆开的角度为θ，根据平衡条件以及力的合成与分解可得
要使导体棒摆开的角度增大，需要增大导体棒所受的安培力F或减小导体棒的质量，根据安培力公式
可知若要增大F，可以增大导体棒中的电流、换成磁性较强的磁铁，而改变导体棒中电流的方向无法增大F，综上所述可知ABD不可行，C可行。
故选C。
13．B
【详解】
在导线两侧取两小段，左边一小段，根据左手定则可知，可知其所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段，根据左手定则，可知其所受安培力的方向垂直纸面向外，所以从上往下看时，可知导线顺时针转动；当导线转动90°，电流方向垂直纸面向里时，这时导线处于向右的磁场中，根据左手定则可知，其所受的安培力方向向下，故可知导线向下运动，综上所述，导线的运动情况为，顺时针转动，同时下降，ACD错误，B正确。
故选B。
14．C
【详解】
同向电流相互吸引，则ab对c都是吸引力且大小相等，则导线c所受安培力的方向垂直ab边指向左边。
故选C。
15．C
【详解】
同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近。由牛顿第二、三定律可知两环加速度大小相同。
故选C。
16． 安培力 越大 偏转方向 磁体 线圈 半径 平行 相等 很弱 很弱
【详解】
略
17． 垂直于ac连线斜向右下方
【详解】
[1]导线在磁场内有效长度据几何关系得
故通电导线受到安培力大小为
[2]根据左手定则，则该直角金属导线在磁场中所受安培力的方向是垂直于ac连线斜向右下方。
18．通电导线
【详解】
略
19．1.5F
【详解】
[1]设每一根导体棒的电阻为R，长度为L，则电路中，上下两路电阻之比为
根据并联电路两端各电压相等的特点可知，上下两路电流之比
如下图所示，由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L，根据安培力计算公式
可知
得
根据左手定则可知，两力方向相同，故线框LMN所受的合力大小为
20．（1）5T；（2）0.8m/s
【详解】
（1）质子在平行板电容器中做匀速直线运动，上极板带正电，b为等效电源的正极，电流由a到b，由左手定则知：方向垂直导轨平面向下。对质子
电容器的电压
电容器与并联，有
联立解得
对金属杆ab，稳定状态时，受力平衡，有
解得
（2）根据闭合电路的欧姆定律
代数解得
21．B=，方向为垂直斜面向下。
【详解】
导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由于重力大小和方向一定，安培力F平衡下滑力时有最小值，即安培力方向平行于斜面向上
F=mgsinθ
由
F=BIL
得最小磁感应强度
B=
方向为垂直斜面向下。
22．（1）0.08 N，方向沿导轨平面向上；（2）0. 92 N，方向沿导轨平面向上
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律得
=0.8 A
又
得
由左手定则得方向沿导轨平面向上。
（2）导体棒的重力沿导轨平面向下的分力
由平衡条件得
得
方向沿导轨平面向上。
23．乙丙正确
【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，故甲丁错误，乙丙正确。
答案第1页，共2页
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