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高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力练习
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这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力练习，共10页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中垂直磁场放置一根长为2m的直导线，当导线中通以5A的电流时，该导线受到的安培力大小为（ ）
A．20NB．5NC．0.2ND．0.05N
2．如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为，当导线中有电流流过时，磁铁对斜面的压力为，此时弹簧的伸长量减小了，则（ ）
A．，A中电流方向向内
B．，A中电流方向向外
C．，A中电流方向向内
D．，A中电流方向向外
3．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b受到的磁场力大小为F。当新加一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力大小变为2F，则此时a受到的磁场力大小和新加磁场方向的情况分别是（ ）
A．一定为0、可能垂直纸面向外
B．一定为2F、可能垂直纸面向里
C．可能为0、一定垂直纸面向里
D．可能为2F、一定垂直纸面向外
4．物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就是最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中阴影部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为( )
A．顺时针、顺时针
B．顺时针、逆时针
C．逆时针、顺时针
D．逆时针、逆时针
5．首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培，如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒摆动的幅度，可行的操作是（ ）
A．把磁铁的 N 极和 S 极换过来
B．减小通过导体棒的电流强度 I
C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条
D．更换磁性较小的磁铁
6．关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由真空中点电荷的电场强度公式E=k可知，当r趋近于零时，其电场强度趋近于无限大
B．电场强度的定义式E=适用于任何电场
C．由安培力公式F=BIL可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场
D．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
7．在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是( )
A．B．C．D．
8．自奥斯特发现电流能使磁针发生偏转之后，安培等人又做了很多关于电流与磁场发生相互作用的实验。如图所示，把一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导线就会移动。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．导线和蹄形磁铁之间存在相互作用力，但蹄形磁铁对导线的作用力更大，所以蹄形磁铁不动，导线运动
B．导线对蹄形磁铁的力和蹄形磁铁对导线的力是一对平衡力
C．导线受到的磁场力是蹄形磁铁的磁场施加的
D．导线和蹄形磁铁没有接触，因此蹄形磁铁没有受到导线对它的力的作用
9．如右图所示，在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面上放了一根长L，质量为m的导线，当通以如图示方向的电流I后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B必须满足：（ ）
A．，方向垂直纸面向外B．，方向垂直纸面向里
C．，方向竖直向下D．，方向水平向右
10．两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I1和I2，如图所示．先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是
A．相互吸引，电流大的受力大
B．相互吸引，受力大小相等
C．相互排斥，电流大的受力
D．相互排斥，受力大小相等
11．如图所示,轻质弹簧下面挂有边长为、质量为的正方形金属框，各边电阻相同,金属框放置在磁感应强度大小为、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中,若两端与电源相连(忽略导线电阻以及对金属框的影响)，通以如图所示方向的电流时,弹簧恰好处于原长状态,则通入正方形金属框边的电流大小为（ ）
A．B．C．D．
12．图中直导线固定且位于蹄形磁铁N、S极连线的正下方，当通以如图所示的电流瞬间，在图示位置上从上往下看，则磁铁的运动情况及线中张力将（ ）
A．顺时针转，增大
B．顺时针转，减小
C．逆时针转，增大
D．逆时针转，减小
13．如图所示，在光滑斜面上放一导体棒，所在空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向竖直向上。质量为m、长为L的导体棒A通有电流I，与磁场方向垂直，且导体棒处于静止状态。已知斜面的倾角为θ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒A所受安培力大小为
B．通过导体棒A的电流元
C．斜面对导体棒A的弹力大小为
D．斜面对导体棒A的弹力大小为
14．下列单位中与磁感应强度单位一致的是（ ）
A．B．C．D．
二、填空题（共4题）
15．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______。
16．如图，一条型磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时，磁铁对桌面的压力____（填增大，减小或不变）且受到向____（填左或右）的摩擦力 ．
17．用如图等臂天平可测量磁感应强度B，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为L，共N匝。虚线框中匀强磁场垂直于纸面，线圈通以图示方向的电流I时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，从左盘中移动质量为m的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知磁场的方向垂直纸面向_______，磁感应强度大小B=___________。（已知重力加速度g）
18．某同学用如图所示的实验装置研究电流在磁场中的受力方向与电流方向磁场方向之间的关系。
(1)该同学将观察到的实验现象记录在下表中，表中的部分记录缺失，请补充完整_____。
(2)某次实验中，闭合电键后金属棒P不动，可能的原因是：_____。
三、综合题（共4题）
19．某研究小组在研究通电导线在磁场中的受到力方向跟哪些因素有关的实验中，把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，导体棒受到的安培力大小为4×10-3N。（g取10m/s2）求：
（1）安培力的方向。
（2）磁感应强度大小。
（3）若导体棒中电流大小为3A，导线棒L质量为6×10-4kg，则两根竖直细导线所受的拉力T各为多少？
20．如图所示，在倾角为=30°的斜面上，固定一宽L=0.5m的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E=12V、内阻r=1，一质量m=50g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.50T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。g取10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值。
21．两根轻质丝线悬挂一根水平金属棒ab，金属棒处于垂直纸面的匀强磁场中。当金属棒中通有方向由a到b的电流时，每根丝线受到的拉力大小均为0.1N。当电流大小不变，方向由b到a时，每根丝线受到的拉力大小为均0.05N，问：
(1)匀强磁场的磁感应强度的方向；
(2)导线受到的安培力大小；
(3)又经测量，导线长度为20cm，电流大小为2A，求磁感应强度的大小。
22．（1）在图中画出点电荷产生的电场中过A点的一条电场线，并标出放在B点的负电荷所受到的电场力方向。
（2）在图（a）、图（b）中，标出了通电导线的电流方向、磁场方向和磁场力方向三个中的两个，请在图中标出第三个方向（导线与磁场方向垂直）。
(a) (b)
实验次数
P中电流方向
磁场方向
P的运动方向
1
2
3
参考答案
1．B
2．A
3．B
4．C
5．C
6．B
7．C
8．C
9．C
10．B
11．C
12．A
13．B
14．C
15．7.5×10-3N 竖直向下
16．增大 左
17．里
18．
金属棒所受摩擦力太大，金属棒与导轨接触不良，磁场太弱，电流太小等。
19．（1）安培力的方向竖直向下；（2）0.01T；（3）
20．（1）0.25N；（2）1A；（3）11
21．(1)垂直纸面向外；(2)0.05N；(3)0.125T
22．
(1) 负点电荷的电场线是从无穷远到负电荷终止的直线，画出过A点的电场线如图；负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以画出在B点的负点电荷受到的电场力如图．
(2) 图中磁场水平向右，电流向里，则根据左手定则可知，安培力竖直向下；
图中磁场向里，安培力向下，则由左手定则可知，电流方向水平向左；
实验次数
P中电流方向
磁场方向
P的运动方向
1
2
3
1．在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中垂直磁场放置一根长为2m的直导线，当导线中通以5A的电流时，该导线受到的安培力大小为（ ）
A．20NB．5NC．0.2ND．0.05N
2．如图所示，条形磁铁放在光滑的斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为，当导线中有电流流过时，磁铁对斜面的压力为，此时弹簧的伸长量减小了，则（ ）
A．，A中电流方向向内
B．，A中电流方向向外
C．，A中电流方向向内
D．，A中电流方向向外
3．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b受到的磁场力大小为F。当新加一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力大小变为2F，则此时a受到的磁场力大小和新加磁场方向的情况分别是（ ）
A．一定为0、可能垂直纸面向外
B．一定为2F、可能垂直纸面向里
C．可能为0、一定垂直纸面向里
D．可能为2F、一定垂直纸面向外
4．物理学家法拉第在研究电磁学时，亲手做过许多实验，如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验，这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转；反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就是最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中阴影部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为( )
A．顺时针、顺时针
B．顺时针、逆时针
C．逆时针、顺时针
D．逆时针、逆时针
5．首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培，如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒摆动的幅度，可行的操作是（ ）
A．把磁铁的 N 极和 S 极换过来
B．减小通过导体棒的电流强度 I
C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条
D．更换磁性较小的磁铁
6．关于电场强度、磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由真空中点电荷的电场强度公式E=k可知，当r趋近于零时，其电场强度趋近于无限大
B．电场强度的定义式E=适用于任何电场
C．由安培力公式F=BIL可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处一定无磁场
D．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
7．在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是( )
A．B．C．D．
8．自奥斯特发现电流能使磁针发生偏转之后，安培等人又做了很多关于电流与磁场发生相互作用的实验。如图所示，把一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导线就会移动。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．导线和蹄形磁铁之间存在相互作用力，但蹄形磁铁对导线的作用力更大，所以蹄形磁铁不动，导线运动
B．导线对蹄形磁铁的力和蹄形磁铁对导线的力是一对平衡力
C．导线受到的磁场力是蹄形磁铁的磁场施加的
D．导线和蹄形磁铁没有接触，因此蹄形磁铁没有受到导线对它的力的作用
9．如右图所示，在匀强磁场B的区域中有一光滑斜面体，在斜面上放了一根长L，质量为m的导线，当通以如图示方向的电流I后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B必须满足：（ ）
A．，方向垂直纸面向外B．，方向垂直纸面向里
C．，方向竖直向下D．，方向水平向右
10．两个相同的圆形线圈，通以方向相同但大小不同的电流I1和I2，如图所示．先将两个线圈固定在光滑绝缘杆上，问释放后它们的运动情况是
A．相互吸引，电流大的受力大
B．相互吸引，受力大小相等
C．相互排斥，电流大的受力
D．相互排斥，受力大小相等
11．如图所示,轻质弹簧下面挂有边长为、质量为的正方形金属框，各边电阻相同,金属框放置在磁感应强度大小为、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中,若两端与电源相连(忽略导线电阻以及对金属框的影响)，通以如图所示方向的电流时,弹簧恰好处于原长状态,则通入正方形金属框边的电流大小为（ ）
A．B．C．D．
12．图中直导线固定且位于蹄形磁铁N、S极连线的正下方，当通以如图所示的电流瞬间，在图示位置上从上往下看，则磁铁的运动情况及线中张力将（ ）
A．顺时针转，增大
B．顺时针转，减小
C．逆时针转，增大
D．逆时针转，减小
13．如图所示，在光滑斜面上放一导体棒，所在空间有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向竖直向上。质量为m、长为L的导体棒A通有电流I，与磁场方向垂直，且导体棒处于静止状态。已知斜面的倾角为θ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒A所受安培力大小为
B．通过导体棒A的电流元
C．斜面对导体棒A的弹力大小为
D．斜面对导体棒A的弹力大小为
14．下列单位中与磁感应强度单位一致的是（ ）
A．B．C．D．
二、填空题（共4题）
15．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______。
16．如图，一条型磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以图示方向的电流时，磁铁对桌面的压力____（填增大，减小或不变）且受到向____（填左或右）的摩擦力 ．
17．用如图等臂天平可测量磁感应强度B，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为L，共N匝。虚线框中匀强磁场垂直于纸面，线圈通以图示方向的电流I时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，从左盘中移动质量为m的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知磁场的方向垂直纸面向_______，磁感应强度大小B=___________。（已知重力加速度g）
18．某同学用如图所示的实验装置研究电流在磁场中的受力方向与电流方向磁场方向之间的关系。
(1)该同学将观察到的实验现象记录在下表中，表中的部分记录缺失，请补充完整_____。
(2)某次实验中，闭合电键后金属棒P不动，可能的原因是：_____。
三、综合题（共4题）
19．某研究小组在研究通电导线在磁场中的受到力方向跟哪些因素有关的实验中，把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，导体棒受到的安培力大小为4×10-3N。（g取10m/s2）求：
（1）安培力的方向。
（2）磁感应强度大小。
（3）若导体棒中电流大小为3A，导线棒L质量为6×10-4kg，则两根竖直细导线所受的拉力T各为多少？
20．如图所示，在倾角为=30°的斜面上，固定一宽L=0.5m的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E=12V、内阻r=1，一质量m=50g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.50T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。g取10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）通过金属棒的电流的大小；
（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值。
21．两根轻质丝线悬挂一根水平金属棒ab，金属棒处于垂直纸面的匀强磁场中。当金属棒中通有方向由a到b的电流时，每根丝线受到的拉力大小均为0.1N。当电流大小不变，方向由b到a时，每根丝线受到的拉力大小为均0.05N，问：
(1)匀强磁场的磁感应强度的方向；
(2)导线受到的安培力大小；
(3)又经测量，导线长度为20cm，电流大小为2A，求磁感应强度的大小。
22．（1）在图中画出点电荷产生的电场中过A点的一条电场线，并标出放在B点的负电荷所受到的电场力方向。
（2）在图（a）、图（b）中，标出了通电导线的电流方向、磁场方向和磁场力方向三个中的两个，请在图中标出第三个方向（导线与磁场方向垂直）。
(a) (b)
实验次数
P中电流方向
磁场方向
P的运动方向
1
2
3
参考答案
1．B
2．A
3．B
4．C
5．C
6．B
7．C
8．C
9．C
10．B
11．C
12．A
13．B
14．C
15．7.5×10-3N 竖直向下
16．增大 左
17．里
18．
金属棒所受摩擦力太大，金属棒与导轨接触不良，磁场太弱，电流太小等。
19．（1）安培力的方向竖直向下；（2）0.01T；（3）
20．（1）0.25N；（2）1A；（3）11
21．(1)垂直纸面向外；(2)0.05N；(3)0.125T
22．
(1) 负点电荷的电场线是从无穷远到负电荷终止的直线，画出过A点的电场线如图；负电荷受到的电场力的方向与电场线的方向相反，所以画出在B点的负点电荷受到的电场力如图．
(2) 图中磁场水平向右，电流向里，则根据左手定则可知，安培力竖直向下；
图中磁场向里，安培力向下，则由左手定则可知，电流方向水平向左；
实验次数
P中电流方向
磁场方向
P的运动方向
1
2
3
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