高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 安培力课时作业

1.1安培力基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共13题）

1．如图所示，通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直．若仅将导线中的电流增大为原来的2倍，则导线受到安培力的大小将变为原来的（　　）

A．倍 B．4倍 C．倍 D．2倍

2．在物理学的发展史上，许多科学家都做出了卓越的贡献．下列关于若干科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（     ）

A．伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点

B．牛顿依据大量的观察数据归纳出了行星运动的三大定律

C．库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用

D．奥斯特发现了磁场对电流的作用力

3．一根通电导线处在磁场中，该导线没有受到安培力，则可知：

A．导线与磁场的方向互相平行； B．导线与磁场的方向互相垂直；

C．导线与磁场的方向夹角为45°； D．以上情况都有可能．

4．如图所示，挂在天平底部的矩形线圈 abcd 的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示逆时针方向的电流 I 时，调节两盘中的砝码，使天平平衡．然后使电流 I 反向，这时要在天平的左盘上加质量为 2×10﹣2kg 的砝码，才能使天平重新平衡．若矩形线圈的匝数为 10 匝，通入的电流 I=0.1A，bc 边长度为 10cm，g 取 10m/s2，则磁场对 bc 边作用力 F 的大小和该磁场的磁感应强度 B 的大小分别是（       ）

A．F=0.2N，B=20T

B．F=0.2N，B=2T

C．F=0.1N，B=1T

D．F=0.1N，B=10T

5．如图所示，由相同材料制成的半径为r的圆形硬质线圈 放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直．若通以图示方向的电流，且已知从P端流入的总电流强度为I．则线圈受到的总磁场力的大小为（     ）

A．0 B．BIr C．BIr/2 D．2BIr

6．下列说法中正确的是（     ）

A．通电导线受安培力大的地方，磁感应强度一定大

B．根据磁感应强度定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比

C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同

D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线的受力大小和方向均无关

7．如图甲所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根水平放置的平行导轨、，导轨上放有质量为m的金属棒，棒与导轨间的动摩擦因数为，现从时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即，其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直，则如图乙所示的表示棒所受的摩擦力f随时间变化的四幅图中，正确的是（       ）

A． B． C． D．

8．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根与条形磁误垂直的长直导线。当导线中没有电流通过时，磁铁受到的支持力为，受到的摩擦力为。当导线中通以如图所示方向的电流时，下列说法正确的是（　　）

A．减小，水平向左 B．增大，水平向右

C．减小，为零 D．增大，为零

9．如图所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为的V形，置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小和方向（平行于纸面）为（　　）

A．BIL        水平向左

B．BIL        水平向右

C．2BIL       水平向右

D．2BIL       水平向左

10．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，水平放置一根质量为m、长为L的铜棍，将其两端用软导线与电源连接，使其中有图示方向的恒定电流，电流强度为Ⅰ，空间存在竖直向上的匀强磁场，铜棍处于静止状态，重力加速度为g，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）

A． B． C． D．

11．如图所示，一段长度为l的导线，横截面积为S，自由电荷带电量为q，定向移动的速度为v，磁感应强度为B，单位长度内自由电荷数为n，则该导体受到的安培力大小为（      ）

A．qvB B．nqvB C．nlqvB D．nlSqvB

12．如图所示，匀强磁场区域足够大，磁感应强度大小为B，方向水平向右，将一段圆弧形导体置于磁场中，圆弧圆心为O，半径为r。现在导体中通以方向从的恒定电流I，并将磁场从图示位置沿顺时针方向在纸面内缓慢旋转，下列说法正确的是（　　）

A．圆环受到的安培力方向始终垂直纸面向外 B．圆环受到的安培力大小不可能为零

C．圆环受到的安培力大小可能为 D．圆环受到的安培力最大值为

13．如图所示，空间内固定有、、三根足够长直导线，直导线间距均相等，电流相同，若在空间中加一匀强磁场，使所受安培力为零，则该匀强磁场的方向（　　）

A．垂直于纸面向里

B．水平向右

C．水平向左

D．竖直向上

二、填空题（共4题）

14．如图所示，两金属棒ab、cd放在磁场中，并组成闭合电路，当ab棒向左运动时，cd棒受到向下的磁场力，则可知磁极I是__________极，理由是___________________________________．

15．在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B=____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B=______T，导线受到的安培力F=_____N．

16．在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10-4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长15m，通有从东向西的电流10A，问地磁场对这根导线的作用力大小为______，方向为______。

17．如图所示为电流天平, 可以用来测量匀强磁场的磁感应强度, 它的右臂挂着矩形线圈, 匝数为n, 线圈的水平边长为L, 处于匀强磁场内, 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. 然后使电流反向, 大小不变. 这时需要在左盘中增加质量为m的砝码, 才能使两臂重新平衡. 导出计算B的表达式B = ________; 若n = 10, L = 10 cm, I = 0.10 A, m = 8.8 g，取g = 10m/s2, 则B = ________.

三、综合题（共4题）

18．如图所示，长为L=0.5m 的导体棒静止于光滑的水平轨道上且与轨道垂直，开关闭合后回路中的电流I=2A，匀强磁场的磁感应强度B=0.02T，方向与轨道平面成θ=45°角斜向上方，求开关闭合后导体棒所受安培力的大小和方向．

19．如图所示，形金属导轨（电阻不计）CDEF固定在绝缘的水平面上，两根金属导轨间宽为L，C、E间有电动势为E、内阻为r的电源．现垂直于导轨搁一根金属棒MN，金属棒电阻为R，质量为m，垂直金属棒施加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，求：

(1)当MN棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

(2)若金属棒MN所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知MN棒与导轨间动摩擦因数,B的大小和水平面夹角均能改变，要使MN棒刚好发生滑动时，B的大小至少为多大?此时B与水平面的夹角为多少?

20．如图所示，在磁感应强度B＝1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放一个可以自由滑动的金属杆ab，已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计，ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与平行滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1；不计滑轨与ab杆的电阻，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，求接在滑轨上的变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可以使ab杆在滑轨上保持静止?

21．图中F表示通电直导线所受磁场力，请标出电流I的方向；

参考答案：

1．D

2．A

3．A

4．C

5．D

6．D

7．C

8．B

9．B

10．C

11．C

12．C

13．C

14．     S     由左手定则判断电流方向c→d，从而电流是b→a，根据右手定则，磁感线垂直穿过手心，I为S极

15．     2;      2；      0.15；

16．     7.5×10-3N     竖直向下

17．           0.44 T

18．0．02N；方向与水平方向成45º角斜向右下方

19．（1） ， （2）,

20．

21．