高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.1 安培力测试题

【精挑】物理沪科版选择性必修第二册第1节安培力-2优质练习

一．单项选择

1．根据磁场对电流有安培力作用的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去，若电流方向与图中相同，则下列说法正确的是（　 　）

A．磁场方向应竖直向上

B．磁场方向应竖直向下

C．减小磁感应强度B的值，炮弹受到的安培力变大

D．若同时将电流方向和磁场方向反向，安培力方向也会反向

2．倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆 受到的静摩擦力（   ）

A. 逐渐增大 B. 逐渐减小

C. 先减小后增大 D. 先增大后减小

3．如图所示，MN．PQ为竖直放置的两根平行光滑金属导轨，导轨上端接有电源。现加一匀强磁场，使导体棒ab水平静止在金属导轨上，并与导轨接触良好。则所加匀强磁场的方向可能为（　 　）

A．水平向左 B．水平向右 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外

4．如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，宽度为L，线圈悬挂于右盘且下端处于匀强磁场中，磁场方向水平垂直纸面，调节天平平衡。当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平的右端低左端高，在左盘中增加质量为的砝码，天平重新平衡。则下列分析正确的是（　　 ）

A．磁场的方向垂直纸面向外 B．本装置必须用顺时针方向电流

C．可测得 D．线圈匝数越少测量得越精确

5．电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理如图所示，图中直流电源电动势为，内阻为；两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为，电阻不计；导轨间存在磁感应强度大小为．方向与导轨平面垂直的匀强磁场（图中未画出）。炮弹可视为一质量为．电阻为的金属棒（图中未画出），重直放在两导轨间处于静止状态。并与导轨接触良好。闭合开关，开始向右加速运动，获得最大速度后，离开导轨。下列说法正确的是（　　 ）

A．在导轨上速度最大时，通过中的电流最大

B．在导轨上速度最大时，棒所受安培力最大

C．获得的最大加速度

D．获得的最大速度为

6．水平面有一通有恒定电流的直导线，电流方向如图所示，导线处于水平向右的匀强磁场中。如果在该空间再加一个匀强磁场，使得导线所受安培力为零，不考虑导线产生的磁场及地磁场的影响，则的方向可能为（　 　）

A．
 B．
 C．
 D．
 

7．如图所示，粗细均匀的正方形通电导体线框abcd置于匀强磁场中，cd边受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力大小为（ 　　）

A．4F B．3F C．2F D．0

8．如图所示，光滑平行的金属导轨放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨平面与水平面夹角为，质量为m的金属杆垂直导轨放置，通以电流I时恰能保持静止状态。已知重力加速度为g，下列说法中正确的是（　 　）

A．电流从B流向A，金属杆长度为

B．电流从A流向B，金属杆长度为

C．电流从B流向A，金属杆长度为

D．电流从A流向B，金属杆长度为

9．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

10．如图所示，间距为L的平行光滑导轨，与水平面夹角为θ，上端连接电动势为E．内阻不计的电源。闭合开关，要使质量为m．长为L．电阻为R的导体棒静止在导轨上，需要在导轨所在空间加上与导体棒始终垂直的匀强磁场。重力加速度大小为g，则磁感应强度的大小和方向可能是（　 　）

A．竖直向上 B．水平向左

C．不小于 D．不小于

11．如图，导线框与电源．滑动变阻器．电流表．开关组成闭合回路，将导线框用弹簧测力计悬挂起来，导线框下端置于一磁铁两极之间，与磁场方向垂直放置。接通电路，调节滑动变阻器， 观察并记录电流表读数I和弹簧测力计读数F。则根据实验数据描绘出的图像不可能是（　　 ）

A． B．

C． D．

12．如图所示，导体棒a水平放置在倾角为45°的光滑斜坡上的P处，导体棒b固定在右侧，与a在同一水平面内，且相互平行。当两棒中均通以电流强度为Ⅰ的同向电流时，导体棒a恰能在斜面上保持静止。两导体棒粗细不计，则下列说法正确的是（　 　）

A．a．b两导体棒受到的安培力相同

B．b棒中的电流在P处产生的磁感应强度方向向下

C．将导体棒b沿虚线竖直下移到某一位置，导体棒a不可能保持静止

D．将导体棒b沿虚线竖直上移到某一位置，导体棒a对斜面的压力可能不变

13．如图所示，质量为m．长为L直导线用两绝缘细线悬挂于O．O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ．则磁感应强度方向和大小可能为（　　）

A. z正向， B. y负向，

C. z负向， D. 沿悬线向上，

14．如图所示，．．是水平固定在正三角形三个顶点的三条长直导线，三根导线均通有大小相等．方向相同的恒定电流，则导线所受安培力的情况是（　 　）

A．导线所受安培力的大小为零

B．导线所受安培力的方向竖直向上

C．撤掉导线后，导线所受安培力的方向不变

D．撤掉导线后，导线所受安培力变小

15．历史上，电流的单位“安培”是利用电流间的相互作用力来定义的，定义方式为∶真空中相距1米的两根无限长的平行细直导线内通过相同大小的恒定电流，当两导线每米长度之间产生的力等于2×10-7牛顿时，则规定导线中通过的电流为1安培。考虑两根平行的高压输电线，假设其距离为1米，输电电流为1000安培，已知电流产生的磁场正比于电流大小，空气对导线间作用力的影响可以忽略，则两根输电线每米长度之间的相互作用力大小约为（　　 ）

A．2×10-7牛顿 B．2×10-4牛顿

C．4×10-4牛顿 D．2×10-1牛顿

参考答案与试题解析

1．【答案】A

【解析】【来源】广东省广州市广东实验中学2020-201学年高二（下）期中物理试题（合格考）

AB．根据左手定则可知，磁场方向应竖直向上，B错误，A正确；

C．根据安培力公式，即

可知，减小磁感应强度B的值，炮弹受到的安培力变小，C错误；

D．若同时将电流方向和磁场方向反向，根据左手定则可知，安培力方向不变，D错误。

故选A。

2．【答案】C

【解析】

【详解】加上磁场之前对杆受力分析：受重力．支持力．静摩擦力；根据平衡条件可知：mgsinθ=f；
加速磁场后，根据左手定则，安培力的方向平行斜面向上，磁感应强度B逐渐增加的过程中，安培力逐渐增加；根据平衡条件，有：mgsinθ=f′+FA；由于安培力逐渐变大，故静摩擦力先减小后反向增加；故选C．

3．【答案】C

【解析】【来源】河北省石家庄市藁城冀明中学2020-2021学年高二（上）11月物理试题

由题图知，流经导体棒ab的电流方向

AB．当所加匀强磁场的方向水平向左，水平向右时，电流方向均与磁场平行，则导体棒不受安培力作用，只受重力作用，不可能静止，故AB错误；

C．当磁场方向垂直纸面向里时，根据左手定则可判断知，导体棒ab所受安培力方向竖直向上，若大小刚好等于重力，则棒静止，故C正确；

D．当磁场方向垂直纸面向外时，根据左手定则可判断知，导体棒ab所受安培力方向竖直向下，由于金属导轨光滑，则棒不可能静止，故D错误。

故选C。

4．【答案】C

【解析】

A．当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平的右端底左端高，说明通电导线产生的安培力向下，根据左手定则判断出磁场的方向垂直于纸面向里，故A错误；

B．本装置施加的电流方向与磁场方向有关，并不一定固定，故B错误；

C．根据平衡关系可知，增加的安培力等于左盘中增加的砝码的重力，故

解得

故C正确；

D．线圈的匝数越少，受到的安培力越小，测量增加的砝码质量误差越大，越不精确，故D错误。

故选C。

5．【答案】D

【解析】【来源】湖北省新高考联考协作体2020-2021学年高二（下）期末物理试题

AB．在轨道上速度最大时，加速度为零，安培力也为零，故通过的电流也为零，AB错误；

C．最大加速度在初始时刻取得，故

C错误；

D．当切割磁感线产生的动生电动势在回路当中与电源电动势等大反向时，即

时，回路中产生的电流为零，安培力为零，加速度为零，速度取最大值，为

D正确。

故选D。

6．【答案】A

【解析】【来源】浙江省温州环大罗山联盟2020-2021学年高二（下）期中联考物理试题

A．由左手定则可知，导线在匀强磁场中受到的安培力方向垂直向里，导线在匀强磁场中受到的安培力方向垂直向外，所以导线受到的安培力可能为0，故A正确；

B．由左手定则可知，导线在匀强磁场中受到的安培力方向垂直向里，导线在匀强磁场中受到的安培力方向垂直向时，所以导线受到的安培力不可能为0，故B错误；

C．由左手定则可知，导线在匀强磁场中受到的安培力方向垂直向里，导线在匀强磁场中受到的安培力方向与导线在同一平面内，则导线受到的安培力不可能为0，故C错误；

D．由左手定则可知，导线在匀强磁场中受到的安培力方向垂直向里，导线在匀强磁场中不受安培力的作用，则导线受到的安培力不可能为0，故D错误。

故选A。

7．【答案】A

【解析】【来源】2021届江苏省南通市高三（下）学期5月考前（四模）物理试题

设cd边的电流为I，则受到的安培力大小为

F=BIL

则通过ab边的电流为3I，则总电流为4I，则线框受到的安培力大小为

F′=B？4IL=4F

故选A。

8．【答案】D

【解析】【来源】2021届河北省保定市高三（下）第一次模拟考试物理试题

对金属杆受力分析，金属杆受到向下的重力mg，垂直于导轨向上的支持力 ，安培力BIL的方向应该水平向左，这样金属杆才可以受力平衡，保持静止状态。安培力BIL的方向水平向左，磁场的方向竖直向上，根据左手定则可得，电流的方向从A流向B，根据受力平衡可得，

解得金属杆长度为

故选D。

9．【答案】B

【解析】【来源】山西省吕梁市2020-2021学年高二（下）期末物理试题

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。

10．【答案】D

【解析】【来源】山东省潍坊市2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．磁场竖直向上，根据左手定则，安培力水平向左，不可能平衡，故A错误；

B．磁场水平向左，根据左手定则，安培力竖直向下，导轨光滑，不可能平衡，故B错误；

CD．斜面支持力与安培力的合力与重力等大反向，根据合成可知，当安培力与斜面支持力垂直时，安培力最小

解得

故C错误D正确。

故选D。

11．【答案】A

【解析】【来源】2021届上海市徐汇区高三（下）二模物理试题

B．当安培力方向向下时，磁场为匀强磁场时有

所以B正确，不符合题意；

C．当安培力方向向上时，磁场为匀强磁场时有

所以C正确，不符合题意；

D．当安培力方向向上时，磁场为非匀强磁场时有

所以D正确，不符合题意；

A．在未接通电路前，弹簧测力计的读数F0=G，不应为零，故A错误，符合题意。

故选A。

12．【答案】C

【解析】【来源】2021届浙江省温州市普通高中高三（下）5月适应性测试物理试题

A．a．b两导体棒受到的安培力方向相反，所以不相同，A错误；

B．根据右手螺旋定则，可判定b棒中的电流在P处产生的感应强度方向向上，B错误；

C．对导体棒a受力分析如图

它受三个力而平衡，这三个力分别是重力．支持力和导体棒b对它的吸引力，若将导体棒b沿虚线竖直下移到某一位置，导体棒b对导体棒a的吸引力将变小，吸引力沿斜面向上的分力必不能与重力沿斜面向下的分力平衡，所以导体棒a不可能保持静止，C正确；

D．将导体棒b沿虚线竖直上移到某一位置，同理可得吸引力在垂直于斜面方向的分力必变小，所以支持力一定变小，D错误；

故选C。

13．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，则导体不可能处于平衡状态，A错误；

B．磁感应强度方向为y正向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z负方向，则导体不可能处于平衡状态， B错误；

C．磁感应强度方向为z负向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，由平衡条件得：

解得

B=

C正确；

D．当沿悬线向上时，由左手定则可知，安培力垂直于导线斜向左下方，导体不可能处于平衡状态，D错误。

故选C。

14．【答案】D

【解析】【来源】河南省天一大联考2020-2021学年高二（下）5月阶段性测试物理试题（四）

AB．根据同向电流相互吸引，可知导线a所受两个对称的安培力，大小相等，方向分别指向导线b和导线c。故AB错误；

CD．撤掉导线c后，导线所受安培力指向导线b，由图可知其方向改变，大小变小。故C错误；D正确。

故选D。

15．【答案】D

【解析】【来源】2021届江苏省南京市金陵．南外．海安三校高三（下）最后联考物理试题

根据安培力的公式

电流为1000倍，所以磁场为1000倍，根据上述公式可知，力为1000000倍，故

D正确。

故选D。