2021-2022年高中物理人教版（2019）选修二安培力及其应用练习题

安培力及其应用练习题

1.如图所示的匀强磁场中,已经标出了导体中的电流I、磁场B以及磁场对通电导体作用力F的方向,其中错误的是(　　)

2.一根容易形变的弹性导线,两端固定,导线中通有电流,电流方向如选项图中箭头所示。当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右及垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是(　　)

3.在赤道上空,水平放置一根通以由西向东的电流的直导线,则此导线(　　)

A.受到竖直向上的安培力

B.受到竖直向下的安培力

C.受到由南向北的安培力

D.受到由西向东的安培力

4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B=0.1 T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度L=0.2 m,导线中电流I=2 A。该导线所受安培力F的大小为(　　)

A.0.01 N B.0.02 N

C.0.03 N D.0.04 N

5.长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为B,对于下列各图中,导线所受安培力的大小计算正确的是　(　　)

6.(多选)实验室经常使用的电流计是磁电式电流计。这种电流计的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。若线圈中通以如图乙所示的电流,则下列说法中正确的是(　　)

A.在量程内指针转至任一角度,线圈平面都跟磁感线平行

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顺时针方向转动

7.(多选)要想提高磁电式电流计的灵敏度,可采用的办法有(　　)

A.增加线圈匝数

B.增加永久磁铁的磁感应强度

C.减少转轴处摩擦

D.减小线圈面积

8.两条通电的直导线互相垂直,如图所示,但两导线相隔一小段距离,其中导线AB是固定的,另一条导线CD能自由转动或平动。它们通以图示方向的直流电流时,CD导线将(　　)

A.逆时针方向转动,同时靠近导线AB

B.顺时针方向转动,同时靠近导线AB

C.逆时针方向转动,同时离开导线AB

D.顺时针方向转动,同时离开导线AB

9.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是(　　)

A.都绕圆柱体转动

B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度

C.彼此相向运动,电流大的加速度大

D.彼此背向运动,电流大的加速度大

10.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左向右看,线圈L1将(　　)

A.不动 B.顺时针转动

C.逆时针转动 D.向左平动

11.如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图所示。当圆盘绕中心轴OO'顺时针(从上向下看)高速转动时,通电直导线所受磁场力的方向是(　　)

A.竖直向上 B.竖直向下

C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外

12.如图所示,A中导线放在匀强磁场中,导线在纸面内;B中导线放在条形磁铁正中间的上方,导线垂直于纸面;C中导线和矩形线框的两个边平行;D中导线垂直于纸面,在通电螺线管的正上方。各图中通电导线受到的安培力方向竖直向上的是(　　)

13.如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,导线所在的平面与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线abcd段所受到的磁场的作用力的合力(　　)

A.方向沿纸面向上,大小为(+1)ILB

B.方向沿纸面向上,大小为(-1)ILB

C.方向沿纸面向下,大小为(+1)ILB

D.方向沿纸面向下,大小为(-1)ILB

14.如图,由粗细均匀的直导体组成的等边三角形导体框垂直磁场放置,将A、B两点接在输出电压恒定的电源两端,通电时,导体框受到的安培力大小为F,若将AC、BC边移走,则导体框剩余部分AB受到的安培力大小为　(　　)

A.F B.F C.F D.F

15.如图所示,一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交,环上各点的磁感应强度B大小相等,方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I,则下列说法正确的是(　　)

A.导电圆环有收缩的趋势

B.导电圆环所受安培力方向竖直向上

C.导电圆环所受安培力的大小为2BIR

D.导电圆环所受安培力的大小为2πBIR sin θ

16.如图所示,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的右上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,磁铁始终保持静止。下列说法中正确的是(　　)

A.磁铁受到向左的摩擦力和大于重力的支持力

B.磁铁受到向右的摩擦力和大于重力的支持力

C.桌面对磁铁只有大于重力的压力

D.桌面对磁铁只有小于重力的压力

17.将一个质量很小的金属圆环用绝缘细线吊起来,在其附近放一条形磁铁,条形磁铁的轴线与圆环在同一个平面内且通过圆环中心,如图所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看　(　　)

A.圆环顺时针转动,靠近磁铁

B.圆环顺时针转动,远离磁铁

C.圆环逆时针转动,靠近磁铁

D.圆环逆时针转动,远离磁铁

18.如图所示,固定直导线c垂直纸面,可动导线ab通以如图所示方向的电流,用弹簧测力计(图中只画出了弹簧)悬挂在导线c的上方,当导线c中通以垂直于纸面向外的电流时,以下判断正确的是(　　)

A.导线a端转向纸外,同时测力计读数减小

B.导线a端转向纸外,同时测力计读数增大

C.导线b端转向纸外,同时测力计读数减小

D.导线b端转向纸外,同时测力计读数增大

19.如图所示,用绝缘细线将边长为L、质量为m的等边三角形导线框悬挂于天花板,导线框中通有逆时针方向的电流,图中虚线过ab边中点和ac边中点,在虚线的下方有垂直于导线框向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,此时导线框处于静止状态,细线上的拉力为F1;保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线上的拉力为F2。导线框中的电流大小为(　　)

A. B.

C. D.

20.(多选)如图所示,用两根轻质绝缘细线将质量为0.01 kg、长为l=10 cm的金属棒ab悬挂在c、d两处,整个装置处于匀强磁场中。棒中通以从a到b的大小为I=1 A的电流时,两悬线偏离竖直方向的夹角θ=30°,此时金属棒处于平衡状态,则磁感应强度的大小可能为(重力加速度g=10 m/s2)(　　)

A.0.2 T B.0.4 T C.0.5 T D.1 T

21.(多选)如图所示,在倾角为α的光滑固定斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒。在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是(　　)

A.B=mg,方向垂直斜面向上

B.B=mg,方向垂直斜面向下

C.B=mg,方向竖直向上

D.B=mg,方向竖直向下

22.两个倾角均为α的光滑斜面上各放有一根相同的金属棒,分别通有电流I1和I2,它们周围磁场的磁感应强度大小相等,方向分别如图中甲、乙所示,两金属棒均处于静止状态,求这两种情况下的电流之比I1∶I2。

23.电磁炮是一种新型的武器,它的主要原理如图所示,这种装置水平放置时可以把质量为2.0 kg的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6 km/s。若这种装置的轨道宽2 m,长为100 m,水平放置时通过的电流为10 A,轨道间有垂直于轨道所在平面向上的匀强磁场,求匀强磁场的磁感应强度的大小。(轨道摩擦忽略不计)

24.如图所示,电源电动势E=3 V,内阻不计,两个半径相同、不计电阻、表面光滑的金属圆环竖直固定在等长的绝缘细杆上,金属环面平行,相距L=1 m,两环分别与电源正、负极相连。现将一质量m=0.06 kg、电阻R=1.5 Ω的细导体棒轻放在环上,导体棒与环有良好的接触,两环之间有方向竖直向上、磁感应强度大小为0.4 T的匀强磁场。开关闭合,导体棒上滑到某位置后静止不动,试求在此位置上棒对每一个环的压力为多大?若已知环半径为r=0.5 m,此位置与环最低点的高度差是多少?(g取10 m/s2)

25.在倾角θ=30°的斜面上,沿斜面方向固定一对平行的金属导轨,两导轨间距离l=0.25 m,接入电动势E=12 V、内阻不计的电池及滑动变阻器,如图所示。垂直导轨放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数为μ=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T的垂直斜面向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在导轨上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,导轨与棒的电阻不计,g=10 m/s2)