选择性必修二1.2安培力的应用（Word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修二 1.2 安培力的应用
一、单选题
1．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的杀伤武器．如图为电磁轨道炮的原理示意图，图中虚线表示电流方向，磁场垂直于轨道平面．下列说法正确的有
A．磁场的方向可能垂直于轨道向上
B．改变电流的方向不影响炮弹的发射方向
C．磁场的强弱与炮弹的速度无关
D．电流越大，炮弹的最大速度越大
2．如图甲所示，电磁炮是一种新型的兵器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹．它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出．设两轨道间距离为0.10m，匀强磁场的磁感应强度为40T，电流2000A，轨道长度为20m，不考虑电流产生的磁场对匀强磁场强度的影响，则
A．若不计任何阻力，质量为20g的炮弹最终获得的速度为400m/s
B．若不计任何阻力，磁场的磁感应强度加倍，则炮弹获得的速度也加倍
C．若阻力大小一定，轨道长度加倍，速度变为倍
D．若阻力大小一定，电流加倍，速度变为倍
3．有什么方法可使直流电动机的线圈连续转动（　　）
A．增大输入电压 B．增强磁场
C．增多线圈匝数 D．使用换向器改变电流方向
4．如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m的金属棒ab悬挂在天花板的C、D两处，通电后导体棒静止时金属丝与磁场方向平行。已知磁场的磁感应强度大小为B，接入电路的金属棒长度为l，重力加速度为g，以下关于导体棒中电流的方向和大小正确的是（　　）
A．由b到a， B．由a到b，
C．由a到b， D．由b到a，
5．2019年1月，出现在中国海军坦克登陆舰上的电磁轨道炮在全球“刷屏”，这是电磁轨道炮全球首次实现舰载测试。如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹丸获得更大的速度，可适当（　 　）
A．减小平行轨道间距 B．减小轨道中的电流
C．增大轨道的长度 D．增大弹丸的质量
6．如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，其磁感应强度的大小处处相等，都为B，一边长为L的N匝正方形线圈处在磁场中，方向如图乙，当通有大小为I的电流时，下列正确的是
A．由于磁感应强度的大小处处相同，则该磁场为匀强磁场
B．穿过正方形线圈的磁通量大小为NBL2
C．正方形线圈的左边导线受到大小为NBIL、方向向下的安培力
D．正方形线圈的右边导线受到大小为NBIL、方向向下的安培力
7．如图所示是磁电式仪表中的辐向磁场。假设长方形线圈的匝数为n，垂直于纸面的边长为L1，平行于纸面的边长为L2，线圈垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。当通入电流I，线圈以角速度ω绕垂直纸面的中心轴OO′转动到水平位置时，下列判断正确的是（　　）
A．穿过线圈的磁通量为BL1L2
B．线圈左侧边所受的安培力方向竖直向上
C．线圈左侧边所受的安培力大小为nBIL1
D．线圈左侧边转动的线速度v=
8．关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同
B．使线圈平面始终与磁感线平行
C．使线圈上与轴平行的导线所受的安培力始终与线圈平面平行
D．线圈上各点的磁感应强度大小都相等
9．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈，线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央，如图甲。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上，如图乙。线圈在通电时发生转动，指针随之偏转。下列说法正确的是（　　）
A．因为极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，所以铝框转动时不会产生感应电流
B．铝框转动时产生的感应电流与线圈中所通电流方向相同
C．使用铝框做线圈骨架能够尽快使指针停在某一刻度处
D．使用铝框做线圈骨架会使电流的测量值偏小
10．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。下列说法中正确的是（　　）
A．线圈受到的安培力大小为BIl
B．线圈受到的安培力方向水平指向纸内
C．若发现右盘向上翘起，则应增大线圈中的电流
D．若把电流大小不变而方向反向，则左盘向上翘起
11．如果直流电动机转子线圈按如图所示方式连接，则闭合电键后（ ）
A．转子线圈能持续转动
B．应该使用换向器，转子线圈才会持续转动
C．电动机的线圈在左图位置时不会转动
D．电动机的线圈在右图位置时也能转动
12．下面四幅图展示了一些物理学的应用，下列说法正确的是
A．甲图是电磁炮，当电源接通后，可以使炮弹获得极大的发射速度，其原理是磁场对电流产生力的作用
B．乙图是指南针，它可以指示南北方向，其原理是由于指针受到重力作用
C．丙图是电工服，其内部用包含金属丝的织物制成，是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体
D．丁图是灵敏电流表，在运输途中为了防止指针的大幅度偏转，会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接，这是电磁感应中的电磁驱动现象
13．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
14．实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。极靴与软铁芯间的磁场都沿半径方向。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法正确的是（　　）
A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线垂直
B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动
C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上
D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动
15．如图，等腰梯形线框是由相同材料、相同横截面积的导线制成，梯形上底和腰长度均为，且腰与下底成。整个线框处在与线框平面垂直的匀强磁场中。现给线框通入图示电流，若下底受到的安培力为，则上底受到的安培力为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
16．电磁炮是一种最新研制的武器.它的主要原理如图所示.1982年在澳大利亚国立大学的实验室中，就已经制成了能把质量为的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到的电磁炮（常规炮弹速度大小约为）.若轨道宽为，长为，通以的电流，则在轨道间所加的匀强磁场的感应强度为_______T，磁场力的最大功率为_______W（轨道忽摩擦不计）.
17．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=_____W（轨道摩擦不计）。
18．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把m=40g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=2km/s的电磁炮，若轨道宽l=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________T，磁场力的最大功率P=________W(轨道摩擦不计)。
19．磁电式电表的灵敏度较高，如果仅通过较小电流就能使磁电式电表指针有显著的偏转，我们就认为该电表有较高的灵敏度，试根据磁电式电表的设计原理，简要列举提高磁电式电表灵敏度的办法，并说明相应的理由。
方法1：增加线圈匝数；理由：______．
方法2：______；理由：______．
方法3：______；理由：______．
方法4：______；理由：______．
三、解答题
20．如图所示，、为水平放置的平行导轨，通电导体棒垂直放置在导轨上，已知导体棒质量，长，通过的电流，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数，空间有与导体棒垂直的匀强磁场，现导体棒水平向右匀速运动，取。则：
(1)若磁场沿水平方向，求磁感应强度的大小和方向；
(2)若磁场在竖直面内沿左斜向上与水平方向夹角60°的方向，求磁感应强度大小。
21．如图所示，一根用同种材料制成、粗细均匀的金属棒，a、b、c、d为棒上四点，且ab=bc=cd=L。现通过两根轻质导线（轻质导线电阻不计）按图甲、乙所示的两种方式对称悬挂在天花板上，并在两导线间加一恒定电压U，处于静止状态。已知金属棒质量为3m、电阻为3R，处在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与天花板间距离为L。求甲、乙两种悬挂方式中单根导线上的拉力大小的比值。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
22．直流电动机是由电源输入电能，并把电能转变为机械能的装置。简单介绍直流电动机的工作机制（介绍反电动势的特点）。
23．“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，如图是“电磁炮”原理结构示意图．光滑水平加速导轨P、Q长s＝5m，宽L＝1m，电阻不计．在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝25T．“电磁炮”总质量m＝0.1kg，其中加速导体棒a、b的电阻R= 0. 4Ω．可控电源的内阻r＝0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射．在某次试验发射时，可控电源电动势为400V．求：
（1）这次试验中电路中的电流；
（2）这次试验中“电磁炮”发射的速度．
24．电磁炮是利用磁场对电流的作用力把电能转化为机械能，使炮弹发射出去．如图所示，把两根长为s（s足够大）、互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属架上，已知金属架与炮弹的运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比，当有恒定的大电流I1通过轨道和金属架时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v1时的加速度为a，当有恒定的大电流I2通过轨道和金属架时，炮弹的最大速度为v2，则垂直于轨道平面的磁感应强度为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．C
5．C
6．D
7．C
8．B
9．C
10．D
11．B
12．A
13．A
14．B
15．A
16． 55
17． 18 2.16×106
18． 40 1.6×106
19． 见详解 见详解 见详解 见详解 见详解 见详解 见详解
20．(1)，方向水平向左；(2)
21．5：3
22．见解析
23．（1）400A（2）1000m/s
24．
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