“四翼”检测评价（一） 安培力及其应用

“四翼”检测评价（一）安培力及其应用A组—重基础·体现综合1．在赤道上空，竖直放置一根通以向上电流的直导线，此导线受到地磁场的安培力方向为()A．由北向南 B．由东向西C．由南向北 D．由西向东解析：选B赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则可知，此导线所受安培力的方向由东向西，B正确。2．关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是()A．F、B、I三者必定均相互垂直B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B解析：选B安培力F的方向垂直于磁感应强度B与电流I构成的平面，因此F必垂直于B、I，但B与I不一定垂直，故选项B正确。3.如图所示，通以恒定电流I的导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是()A．变小 B．不变C．变大 D．不能确定解析：选B当MN在原位置时，安培力的大小为F＝IlB，当MN在纸面内绕M端旋转时，其大小仍是IlB，故安培力的大小是不变的，B正确。4.如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是()A．竖直向上 B．竖直向下C．水平向左 D．水平向右解析：选A在开关S接通后，线圈中电流由左侧流入，由安培定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场方向向左，由左手定则可知，导线所受安培力方向竖直向上，A正确。5.(2022·山东济南检测)如图所示，pq为一段半径为R的圆弧导线，O点为圆心，夹角θ＝60°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里。若导线中通有大小为I的电流，则通电导线所受安培力的大小为()A．2BIR B．BIRC.eq\f(1,2)BIR D．eq\r(3)BIR解析：选B圆弧pq的有效长度等于p、q两点的距离，由几何知识得有效长度为R，所以圆弧pq受到的安培力大小为F＝BIR，B正确。6．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则()A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．线圈将顺时针转动解析：选D该磁场明显不是匀强磁场，故A错误；由题图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故B错误；由左手定则可知，a导线受到的安培力向上，b导线受到的安培力向下，故线圈将顺时针转动，故C错误，D正确。7．(2023·福州高二检测)如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内。则()A．ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里B．ef和cd导线在b点产生的合磁场为零C．cd导线受到的安培力方向向右D．若同时改变两导线的电流方向，两导线各自受的安培力方向不变解析：选D根据安培定则可知，ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，选项A错误；根据安培定则可知，ef和cd导线在b点产生的磁场方向相同，则合磁场不为零，选项B错误；根据安培定则可知，ef导线在cd导线处产生的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知，cd导线受到的安培力方向向左，选项C错误；根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，若同时改变两导线的电流方向，两导线各自受的安培力方向不变，选项D正确。8.如图为一台直流电动机的简化示意图。已知转子为n匝、长为L、宽为d的矩形线圈，匀强磁场的磁感应强度为B。当线圈中通有恒定电流I，转子绕线圈平面内垂直于磁场的轴，由图示位置顺时针(从a看向b)转过θ角时(转动过程中线圈平面与磁场方向始终平行)，转子的ab边受到的安培力大小为()A．nBILsinθ B．nBILcosθC．nBId D．nBIL解析：选D转动过程中ab边与磁场方向始终垂直，根据安培力公式可得转子的ab边所受的安培力大小F＝nBIL，D正确。9.如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导轨上放一质量为m＝0.3kg的金属棒ab,通以从b→a、I＝3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止(g＝10m/s2)。求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力的大小。解析：(1)金属棒ab静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则有mgsin60°＝IlBcos60°，解得B＝eq\f(mgtan60°,Il)＝eq\f(0.3×10×\r(3),3×1)T≈1.73T。(2)根据平衡条件及牛顿第三定律得，金属棒ab对导轨的压力为：FN′＝FN＝eq\f(mg,cos60°)＝eq\f(0.3×10,\f(1,2))N＝6N。答案：(1)1.73T(2)6NB组—重应用·体现创新10.如图所示是一位同学制作的实验装置：轻弹簧竖直悬挂，下端恰与铜片接触。当开关闭合后，弹簧时伸时缩，灯泡时明时暗。关于这个实验现象，下列说法中正确的是()A．有电流通过弹簧时，各匝环形电流互相吸引致使弹簧收缩B．有电流通过弹簧时，各匝环形电流互相排斥致使弹簧伸长C．弹簧收缩与铜片分离时，通过灯泡的电流较小，灯泡较暗D．弹簧伸长与铜片接触时，通过灯泡的电流较大，灯泡明亮解析：选A有电流通过弹簧时，各匝环形电流同向，相互吸引致使弹簧收缩，A正确，B错误；弹簧伸长与铜片接触，弹簧与灯泡并联，电路中总电阻较小，总电流较大，电源内阻分压较大，灯泡两端电压较小，灯泡较暗，同理可知弹簧收缩与铜片分离时，灯泡较明亮，C、D错误。11．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示，两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是()A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力解析：选A装置的构造模型为两个线圈和一个杠杆，当线圈中通有同向电流时互相吸引，通有异向电流时互相排斥，故当天平示数为负时表示两线圈互相吸引，所以为同向电流，A正确，B错误；根据牛顿第三定律可知线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力等于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力，C错误；由相互作用力的特点知，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力，不是一对相互作用力，D错误。12.(2022·三明高二检测)为了降低潜艇噪声，可用电磁推进器替代螺旋桨，如图所示为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为a×b×c＝0.4m×0.3m×0.2m。空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度大小B＝10T、方向竖直向下，若在推进器前后方向通以大小I＝100A，方向垂直纸面向外的恒定电流。(1)推进