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高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 安培力及其应用同步训练题
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1节 安培力及其应用同步训练题，共17页。试卷主要包含了1安培力及其应用 课时练，5kg，B=1等内容，欢迎下载使用。
1．如图1所示，A、B端接有恒流源（输出恒定电流）的均匀长方形金属线框放在水平面上，部分线框处在垂直于线框平面向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边受到的安培力大小为；如图2所示，将金属棒放在金属线框上，金属棒与线框接触良好，并在磁场中处于静止状态，与平行，段与段电阻相同。此时，受到的安培力大小为，受到的安培力大小为，则下列关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（ ）
A．通电直导线受到安培力的大小为BIL
B．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力
C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面
D．若通电直导线在磁场中受安培力作用，则安培力对通电直导线一定不做功
3．如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里。A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为（ ）
A．0B．，方向水平向右
C．，方向水平向左D．，方向水平向右
4．如图所示，粗细均匀同种材料制成的半圆形通电导体线框置于匀强磁场中，为导体线框的直径，、两点通入如图所示的电流，已知边受到的安培力大小为F，则导体线框半圆弧部分受到的安培力大小为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L ，质量为m的直导线。当通以电流I时，欲使导体静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向应是（ ）
A．，方向垂直斜面向上B．，方向垂直斜面向下
C．， 方向竖直向上D． ，方向水平向右
6．如图所示，三根长直通电导线互相平行，电流大小和方向均相同，它们的截面处于顶角为120°的等腰的三个顶点，导线A产生的磁场在C处的磁感应强度大小为，则（ ）
A．导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为
B．导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为
C．导线C受到的安培力的方向为垂直向下
D．导线C受到的安培力的方向为垂直向上
7．如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线cd固定不动，导线ab能自由运动，则它的运动情况是（ ）
A．顺时针转动，同时靠近导线cd
B．顺时针转动，同时远离导线cd
C．逆时针转动，同时靠近导线cd
D．逆时针转动，同时远离导线cd
8．将通电直导线折成互相垂直的和两段，放在水平向右的匀强磁场中，当导线如图所示固定放置时，两段导线受到的安培力大小相等，段与磁场方向的夹角为，段与磁场方向的夹角为。若将磁场在纸面内转过，已知，，此时段导线与段导线受到的安培力大小之比为（ ）
A．1∶1B．3∶4C．9∶16D．16∶9
9．如图，通有电流I的直导线处于方向向左的匀强磁场B中，则导线受到磁场力的方向（ ）
A．向上B．向下C．向左D．向右
10．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道与水平面成角倾斜放置，导轨间距为，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场。一质量为的金属杆垂直导轨放置，当金属杆中通有从到的恒定电流时，金属杆刚好静止，则（ ）
A．磁场方向垂直导轨平面向上
B．磁感应强度的大小等于
C．金属杆所受安培力的大小等于
D．金属杆所受安培力的方向平行导轨向上
11．如图所示，一根质量为m、长为l的金属棒用两根细线悬挂在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中，已知每根细线可以承受的最大拉力为，当导棒通入从左到右方向的电流I时，金属棒处于静止状态，此时每根细线的拉力为，关于该导棒和细线下列说法中正确的是（ ）
A．倘若磁感应强度增大为，每根细线的拉力为0
B．倘若磁感应强度增大为，每根细线的拉力为0
C．倘若将电流方向变为从右向左，大小变为，细线不会被拉断
D．倘若将磁感应强度方向变为垂直于纸面向外，改变磁感应强度B的大小，那么每根细线的拉力一定大于
12．电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比，通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。设弹体只受安培力作用，现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是 （ ）
A．只将轨道长度L变为原来的2倍
B．只将电流I增加到原来的2倍
C．只将弹体质量减小到原来的一半
D．将弹体质量减小到原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变
13．如图所示，两条相同的平行直导线A、B中通入大小相等、方向相反的电流IA、IB，导线A、B所受的安培力分别为FA、FB， 则（ ）
A．在导线A的位置，导线B产生的磁场的方向垂直于纸面向里
B．导线A所受安培力FA的方向向左
C．若电流，则
D．若电流IA、IB同时反向，FA、FB方向仍然不变
14．已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度为，其中k为常量。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，已知此时b导线所受的安培力恰好为零。撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是（ ）
A．b导线撇去前，电流的大小关系为
B．b导线撤去前，四根导线所受的安培力均为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向
D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为kII2
15．关于磁场，以下说法正确的是（ ）
A．通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B．磁场虽然看不见，却是客观存在的
C．磁场只存在于磁铁周围
D．物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向
16．（1）在如图所示的探究影响安培力大小的有关因素的实验中，把导线垂直放入磁场（磁感应强度为B）中，得出的安培力F与导线长度l、电流大小I有怎样的关系？
（2）当导线平行磁场方向放入时，它受到的安培力多大？
（3）当导线和磁场方向的夹角为θ时，它受到的安培力多大？
17．按照如图所示进行实验。
（1）仅上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？
（2）仅改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？
（3）仔细分析实验现象，结合课本说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？
18．如图所示为等臂电流天平。左臂挂盘和砝码的总质量为m，右臂所挂矩形线圈的匝数为n，线圈水平边的长为L。下边处在磁感应强度大小为B，方向垂直线圈平面（纸面）向里的匀强磁场中。当线圈中通过大小为I、方向如图中所示的电流时，两臂平衡。重力加速度为g，不计线圈重力。
（1）请导出用n、m、L、I、g计算B的表达式；
（2）若挂盘和砝码的总质量为m=0.5kg，B=1.0T，L=0.1m，重力加速度g取10m/s2，线圈中的电流I可在1.0A~2.0A范围内调节，求线圈的最少匝数。
19．如图所示，匀强磁场方向竖直向上，长为L、质量为m的导体棒ab静止在倾角为θ的光滑斜面上。已知导体棒通以从b向a的电流I，重力加速度为g。求磁感应强度的大小B。思考题∶若使导体棒处于静止状态，求磁感应强度的大小范围和方向范围。
20．如图所示，通电导线L垂直放于匀强磁场（各点的磁感应强度大小和方向均相同）中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小。
参考答案
1．C
【详解】
设恒流源的电流为I，则图1中
在图2中，因cd的电阻小于cabd部分的电阻，可知
Icd>Iab
因
Icd+Iab=I
可知
Icd>I
则
则
故选C。
2．C
【详解】
A．只有当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到安培力的大小才为BIL，故A错误；
B．当通电导线与磁场平行时，它不受安培力，故B错误；
C．通电直导线所受安培力的方向既垂直于磁感应强度方向又垂直于电流方向，即垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面，故C正确；
D．安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，安培力对通电导线可以做正功，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
如图所示
B电流在C处产生的磁感应强度的大小都为，根据右手螺旋定则和力的平行四边形定则，由几何关系得
由左手定则可知，导线C所受的安培力方向水平向右，大小为
由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的摩擦力大小为，方向水平向左。
故选C。
4．A
【详解】
设导线框的直径为，则半圆弧长度为，根据电阻定律
可知导线框直径部分与半圆弧部分电阻之比为，导线框直径部分与半圆弧部分并联，电流与电阻成反比，设通过导线框直径的电流为I，则通过导线框半圆孤部分电流为，导线框直径受到的安培力大小为
导线框半圆弧部分等效长度也为，导线框半圆弧部分受到的安培力大小为
解得
故A正确。
故选A。
5．B
【详解】
A．当磁场方向垂直斜面向上时，导线受到重力、支持力和沿斜面向下的安培力，三个力不可能平衡，故A错误；
B．当磁场方向垂直斜面向下时，导线受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，处于平衡，根据合成法知，安培力为
解得
故B正确；
C．当磁场方向竖直向上时，导线受重力、水平向右的安培力和支持力，三个力不可能平衡，故C错误；
D．当磁场的方向水平向右，导线受重力、竖直向下的安培力和支持力，三个力不可能平衡，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
AB．由右手螺旋定则和平行四边形定则，可判断导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为，方向平行向右，如图所示，
选项AB错误；
CD．再由左手定则可判断C处受到的安培力的方向为垂直向下，C正确，D错误。
故选C。
7．A
【详解】
据安培定则可知，cd导线上面磁场垂直纸面向外，下面磁场垂直纸面向内，ab上半部分处于向外的磁场中，根据左手定则知所受安培力水平向右；下半部分处于向内的磁场中，所受安培力水平向左，故ab会顺时针转动，当转过时两导线平行电流方向相同，由推论“同向电流相互吸引、反向电流相互排斥”可知，ab会靠近导线cd，故ab导线会顺时针转动，同时靠近导线cd，故选A。
8．C
【详解】
依题意知，两段导线受到的安培力大小相等，由公式
可知，由于流经两端导线电流I相等，磁感应强度B相等，所以可得两段导线在垂直与磁场方向上的投影长度相等，由几何知识可得
求得
若将磁场在纸面内转过，则同理可得此时两段导线在垂直磁场方向上的投影长度为
故此时段导线与段导线受到的安培力大小之比为
故选C。
9．A
【详解】
根据左手定则可知，直导线受安培力方向向上。
故选A。
10．ACD
【详解】
AD．经受力分析，金属杆所受安培力的方向平行导轨向上，由左手定则知，磁场方向垂直导轨平面向上，选项A、D正确；
BC．由平衡条件可得
得
选项B错误，C正确。
故选ACD。
11．AC
【详解】
AB．根据平衡，电流I时
解得
细线的拉力为0时
解得
B错误A正确；
C．将电流方向变为从右向左，大小变为，所受到的安培力向下，大小为
则每根绳子的拉力
细线不会被拉断，C正确；
D．将磁感应强度方向变为垂直于纸面向外，改变磁感应强度B的大小，所受到安培力向下，根据
解得
D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】
A．设 ，轨道之间距离为d，则发射过程中，安培力做功kI2dL，由动能定理
只将轨道长度L变为原来的2倍，速度变为倍，A错误；
C．设 ，轨道之间距离为d，则发射过程中，安培力做功kI2dL，由动能定理
只将弹体质量减小到原来的一半，速度变为倍，C错误；
BD．设 ，轨道之间距离为d，则发射过程中，安培力做功kI2dL，由动能定理
要使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可采用的办法是只将电流I增加到原来的2倍，或将弹体质量减小到原来的一半，同时轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变。
故选BD。
13．BD
【详解】
AB．由安培定则可知，B在A处产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可知A受到的安培力向左，A错误，B正确；
C．导线B给A的力FA与导线A给B的力FB是一对相互作用力，所以
C错误；
D．若电流IA、IB同时反向，导线A和B间还是相互排斥力，故受力方向不会发生改变，D正确。
故选BD。
14．ACD
【详解】
A．b导线撤去前，b导线所受的安培力为零，则b导线所在处的磁感应强度为零，即
解得
故A正确；
B．b导线撤去前，根据对称性知d导线所受的安培力也为零，由
知，a、c导线所受的安培力不为零，故B错误；
CD．b导线撤去后，0处的磁感应强度大小为
方向沿x轴负方向，则由左手定则知导体棒e所受安培力方向沿y轴负方向，大小为
故C、D正确。
故选ACD。
15．BD
【详解】
A. 若通电导线放置方向与磁场平行时，导线在磁场中不受安培力的作用，故A错误；
B. 磁场虽然看不见，却是客观存在的，故B正确；
C. 磁场存在于磁铁及通电导线、运动电荷周围，故C错误；
D. 物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向，故D正确。
故选BD。
16．（1）BIl；（2）0；（3）IlBsinθ
【详解】
（1）F＝BIl
（2）0
（3）将磁感应强度B沿平行导线方向和垂直导线方向进行分解，如图所示，则B⊥＝Bsinθ，F＝B⊥Il＝IlBsinθ
17．（1）受力的方向改变；（2）受力的方向改变；（3）安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则
【详解】
略
18．（1）；（2）
【详解】
（1）由题可知，磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向向下，根据平衡条件有
解得
（2）由题意可知，当电流为时，线圈匝数最少
则由
可得
代入数据，解得最少匝数
19．；磁感应强度的方向范围是：竖直向上逆时针旋转到水平向左
【详解】
导体棒受力分析，如图所示
导体棒静止处于平衡状态，由平衡条件得
解得
当安培力沿斜面向上时，磁场方向垂直于斜面向上，安培力最小
解得
当安培力竖直向上时，磁场方向水平向左，安培力最大
磁感应强度的大小范围是
磁感应强度的方向范围是：竖直向上逆时针旋转到水平向左。
20．2 A
【详解】
由F=BIL可得
1．如图1所示，A、B端接有恒流源（输出恒定电流）的均匀长方形金属线框放在水平面上，部分线框处在垂直于线框平面向下的匀强磁场中，边与磁场边界平行，边受到的安培力大小为；如图2所示，将金属棒放在金属线框上，金属棒与线框接触良好，并在磁场中处于静止状态，与平行，段与段电阻相同。此时，受到的安培力大小为，受到的安培力大小为，则下列关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（ ）
A．通电直导线受到安培力的大小为BIL
B．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力
C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面
D．若通电直导线在磁场中受安培力作用，则安培力对通电直导线一定不做功
3．如图所示，三根长为L，电流大小均为I的直线电流在空间构成等边三角形，其中A、B电流的方向均垂直纸面向外，C电流的方向垂直纸面向里。A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线C位于水平面处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力为（ ）
A．0B．，方向水平向右
C．，方向水平向左D．，方向水平向右
4．如图所示，粗细均匀同种材料制成的半圆形通电导体线框置于匀强磁场中，为导体线框的直径，、两点通入如图所示的电流，已知边受到的安培力大小为F，则导体线框半圆弧部分受到的安培力大小为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L ，质量为m的直导线。当通以电流I时，欲使导体静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向应是（ ）
A．，方向垂直斜面向上B．，方向垂直斜面向下
C．， 方向竖直向上D． ，方向水平向右
6．如图所示，三根长直通电导线互相平行，电流大小和方向均相同，它们的截面处于顶角为120°的等腰的三个顶点，导线A产生的磁场在C处的磁感应强度大小为，则（ ）
A．导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为
B．导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为
C．导线C受到的安培力的方向为垂直向下
D．导线C受到的安培力的方向为垂直向上
7．如图所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线cd固定不动，导线ab能自由运动，则它的运动情况是（ ）
A．顺时针转动，同时靠近导线cd
B．顺时针转动，同时远离导线cd
C．逆时针转动，同时靠近导线cd
D．逆时针转动，同时远离导线cd
8．将通电直导线折成互相垂直的和两段，放在水平向右的匀强磁场中，当导线如图所示固定放置时，两段导线受到的安培力大小相等，段与磁场方向的夹角为，段与磁场方向的夹角为。若将磁场在纸面内转过，已知，，此时段导线与段导线受到的安培力大小之比为（ ）
A．1∶1B．3∶4C．9∶16D．16∶9
9．如图，通有电流I的直导线处于方向向左的匀强磁场B中，则导线受到磁场力的方向（ ）
A．向上B．向下C．向左D．向右
10．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道与水平面成角倾斜放置，导轨间距为，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场。一质量为的金属杆垂直导轨放置，当金属杆中通有从到的恒定电流时，金属杆刚好静止，则（ ）
A．磁场方向垂直导轨平面向上
B．磁感应强度的大小等于
C．金属杆所受安培力的大小等于
D．金属杆所受安培力的方向平行导轨向上
11．如图所示，一根质量为m、长为l的金属棒用两根细线悬挂在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场中，已知每根细线可以承受的最大拉力为，当导棒通入从左到右方向的电流I时，金属棒处于静止状态，此时每根细线的拉力为，关于该导棒和细线下列说法中正确的是（ ）
A．倘若磁感应强度增大为，每根细线的拉力为0
B．倘若磁感应强度增大为，每根细线的拉力为0
C．倘若将电流方向变为从右向左，大小变为，细线不会被拉断
D．倘若将磁感应强度方向变为垂直于纸面向外，改变磁感应强度B的大小，那么每根细线的拉力一定大于
12．电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比，通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。设弹体只受安培力作用，现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是 （ ）
A．只将轨道长度L变为原来的2倍
B．只将电流I增加到原来的2倍
C．只将弹体质量减小到原来的一半
D．将弹体质量减小到原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变
13．如图所示，两条相同的平行直导线A、B中通入大小相等、方向相反的电流IA、IB，导线A、B所受的安培力分别为FA、FB， 则（ ）
A．在导线A的位置，导线B产生的磁场的方向垂直于纸面向里
B．导线A所受安培力FA的方向向左
C．若电流，则
D．若电流IA、IB同时反向，FA、FB方向仍然不变
14．已知在电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度为，其中k为常量。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图。其中a、c导线中的电流大小为I1，b、d导线中的电流大小为I2，已知此时b导线所受的安培力恰好为零。撤去b导线，在O处固定一长度为L、电流为I的通电导体棒e，电流方向垂直纸面向外，则下列说法正确的是（ ）
A．b导线撇去前，电流的大小关系为
B．b导线撤去前，四根导线所受的安培力均为零
C．b导线撤去后，导体棒e所受安培力方向为沿y轴负方向
D．b导线撤去后，导体棒e所受安培力大小为kII2
15．关于磁场，以下说法正确的是（ ）
A．通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B．磁场虽然看不见，却是客观存在的
C．磁场只存在于磁铁周围
D．物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向
16．（1）在如图所示的探究影响安培力大小的有关因素的实验中，把导线垂直放入磁场（磁感应强度为B）中，得出的安培力F与导线长度l、电流大小I有怎样的关系？
（2）当导线平行磁场方向放入时，它受到的安培力多大？
（3）当导线和磁场方向的夹角为θ时，它受到的安培力多大？
17．按照如图所示进行实验。
（1）仅上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？
（2）仅改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？
（3）仔细分析实验现象，结合课本说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？
18．如图所示为等臂电流天平。左臂挂盘和砝码的总质量为m，右臂所挂矩形线圈的匝数为n，线圈水平边的长为L。下边处在磁感应强度大小为B，方向垂直线圈平面（纸面）向里的匀强磁场中。当线圈中通过大小为I、方向如图中所示的电流时，两臂平衡。重力加速度为g，不计线圈重力。
（1）请导出用n、m、L、I、g计算B的表达式；
（2）若挂盘和砝码的总质量为m=0.5kg，B=1.0T，L=0.1m，重力加速度g取10m/s2，线圈中的电流I可在1.0A~2.0A范围内调节，求线圈的最少匝数。
19．如图所示，匀强磁场方向竖直向上，长为L、质量为m的导体棒ab静止在倾角为θ的光滑斜面上。已知导体棒通以从b向a的电流I，重力加速度为g。求磁感应强度的大小B。思考题∶若使导体棒处于静止状态，求磁感应强度的大小范围和方向范围。
20．如图所示，通电导线L垂直放于匀强磁场（各点的磁感应强度大小和方向均相同）中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小。
参考答案
1．C
【详解】
设恒流源的电流为I，则图1中
在图2中，因cd的电阻小于cabd部分的电阻，可知
Icd>Iab
因
Icd+Iab=I
可知
Icd>I
则
则
故选C。
2．C
【详解】
A．只有当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到安培力的大小才为BIL，故A错误；
B．当通电导线与磁场平行时，它不受安培力，故B错误；
C．通电直导线所受安培力的方向既垂直于磁感应强度方向又垂直于电流方向，即垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面，故C正确；
D．安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，安培力对通电导线可以做正功，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
如图所示
B电流在C处产生的磁感应强度的大小都为，根据右手螺旋定则和力的平行四边形定则，由几何关系得
由左手定则可知，导线C所受的安培力方向水平向右，大小为
由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的摩擦力大小为，方向水平向左。
故选C。
4．A
【详解】
设导线框的直径为，则半圆弧长度为，根据电阻定律
可知导线框直径部分与半圆弧部分电阻之比为，导线框直径部分与半圆弧部分并联，电流与电阻成反比，设通过导线框直径的电流为I，则通过导线框半圆孤部分电流为，导线框直径受到的安培力大小为
导线框半圆弧部分等效长度也为，导线框半圆弧部分受到的安培力大小为
解得
故A正确。
故选A。
5．B
【详解】
A．当磁场方向垂直斜面向上时，导线受到重力、支持力和沿斜面向下的安培力，三个力不可能平衡，故A错误；
B．当磁场方向垂直斜面向下时，导线受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，处于平衡，根据合成法知，安培力为
解得
故B正确；
C．当磁场方向竖直向上时，导线受重力、水平向右的安培力和支持力，三个力不可能平衡，故C错误；
D．当磁场的方向水平向右，导线受重力、竖直向下的安培力和支持力，三个力不可能平衡，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
AB．由右手螺旋定则和平行四边形定则，可判断导线A、B在C处的合磁场的磁感应强度大小为，方向平行向右，如图所示，
选项AB错误；
CD．再由左手定则可判断C处受到的安培力的方向为垂直向下，C正确，D错误。
故选C。
7．A
【详解】
据安培定则可知，cd导线上面磁场垂直纸面向外，下面磁场垂直纸面向内，ab上半部分处于向外的磁场中，根据左手定则知所受安培力水平向右；下半部分处于向内的磁场中，所受安培力水平向左，故ab会顺时针转动，当转过时两导线平行电流方向相同，由推论“同向电流相互吸引、反向电流相互排斥”可知，ab会靠近导线cd，故ab导线会顺时针转动，同时靠近导线cd，故选A。
8．C
【详解】
依题意知，两段导线受到的安培力大小相等，由公式
可知，由于流经两端导线电流I相等，磁感应强度B相等，所以可得两段导线在垂直与磁场方向上的投影长度相等，由几何知识可得
求得
若将磁场在纸面内转过，则同理可得此时两段导线在垂直磁场方向上的投影长度为
故此时段导线与段导线受到的安培力大小之比为
故选C。
9．A
【详解】
根据左手定则可知，直导线受安培力方向向上。
故选A。
10．ACD
【详解】
AD．经受力分析，金属杆所受安培力的方向平行导轨向上，由左手定则知，磁场方向垂直导轨平面向上，选项A、D正确；
BC．由平衡条件可得
得
选项B错误，C正确。
故选ACD。
11．AC
【详解】
AB．根据平衡，电流I时
解得
细线的拉力为0时
解得
B错误A正确；
C．将电流方向变为从右向左，大小变为，所受到的安培力向下，大小为
则每根绳子的拉力
细线不会被拉断，C正确；
D．将磁感应强度方向变为垂直于纸面向外，改变磁感应强度B的大小，所受到安培力向下，根据
解得
D错误。
故选AC。
12．BD
【详解】
A．设 ，轨道之间距离为d，则发射过程中，安培力做功kI2dL，由动能定理
只将轨道长度L变为原来的2倍，速度变为倍，A错误；
C．设 ，轨道之间距离为d，则发射过程中，安培力做功kI2dL，由动能定理
只将弹体质量减小到原来的一半，速度变为倍，C错误；
BD．设 ，轨道之间距离为d，则发射过程中，安培力做功kI2dL，由动能定理
要使弹体的出射速度增加至原来的2倍，可采用的办法是只将电流I增加到原来的2倍，或将弹体质量减小到原来的一半，同时轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变。
故选BD。
13．BD
【详解】
AB．由安培定则可知，B在A处产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可知A受到的安培力向左，A错误，B正确；
C．导线B给A的力FA与导线A给B的力FB是一对相互作用力，所以
C错误；
D．若电流IA、IB同时反向，导线A和B间还是相互排斥力，故受力方向不会发生改变，D正确。
故选BD。
14．ACD
【详解】
A．b导线撤去前，b导线所受的安培力为零，则b导线所在处的磁感应强度为零，即
解得
故A正确；
B．b导线撤去前，根据对称性知d导线所受的安培力也为零，由
知，a、c导线所受的安培力不为零，故B错误；
CD．b导线撤去后，0处的磁感应强度大小为
方向沿x轴负方向，则由左手定则知导体棒e所受安培力方向沿y轴负方向，大小为
故C、D正确。
故选ACD。
15．BD
【详解】
A. 若通电导线放置方向与磁场平行时，导线在磁场中不受安培力的作用，故A错误；
B. 磁场虽然看不见，却是客观存在的，故B正确；
C. 磁场存在于磁铁及通电导线、运动电荷周围，故C错误；
D. 物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向，故D正确。
故选BD。
16．（1）BIl；（2）0；（3）IlBsinθ
【详解】
（1）F＝BIl
（2）0
（3）将磁感应强度B沿平行导线方向和垂直导线方向进行分解，如图所示，则B⊥＝Bsinθ，F＝B⊥Il＝IlBsinθ
17．（1）受力的方向改变；（2）受力的方向改变；（3）安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则
【详解】
略
18．（1）；（2）
【详解】
（1）由题可知，磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向向下，根据平衡条件有
解得
（2）由题意可知，当电流为时，线圈匝数最少
则由
可得
代入数据，解得最少匝数
19．；磁感应强度的方向范围是：竖直向上逆时针旋转到水平向左
【详解】
导体棒受力分析，如图所示
导体棒静止处于平衡状态，由平衡条件得
解得
当安培力沿斜面向上时，磁场方向垂直于斜面向上，安培力最小
解得
当安培力竖直向上时，磁场方向水平向左，安培力最大
磁感应强度的大小范围是
磁感应强度的方向范围是：竖直向上逆时针旋转到水平向左。
20．2 A
【详解】
由F=BIL可得
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