【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修2：第1章第1节安培力及其应用分层作业课件

第1章第1节安培力及其应用12345678910111213A级必备知识基础练141.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法正确的是(

)A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度的方向垂直D.安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流方向垂直D解析

安培力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于电流的方向,即垂直于磁场与电流所决定的平面,但电流方向与磁场方向不一定垂直。12345678910111213142.如图所示,电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成。当电源接通后,磁场对流过炮弹的电流产生力的作用,使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图正确表示磁场B方向的是(

)B1234567891011121314解析

由左手定则可知,A中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后,B中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前,C中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力为零,D中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力为零,只有B符合实际。12345678910111213143.一根容易发生形变的弹性导线两端固定,导线中通有电流,方向竖直向上。当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示正确的是(

)D解析

用左手定则可判断出,A中导线所受安培力为零,B中导线所受安培力垂直于纸面向里,C、D中导线所受安培力向右,导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致,故D正确,A、B、C错误。12345678910111213144.如图所示,A为一水平旋转的橡胶圆盘,带有大量均匀分布的正电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向已在图中标出。当圆盘绕中心轴OO'按图示方向高速转动时,通电直导线所受安培力的方向是(

)A.竖直向上 B.竖直向下C.水平向外 D.水平向里C解析

带正电圆盘如题图转动时,从上向下看,形成顺时针方向的电流,根据右手螺旋定则可知,在圆盘正上方形成的磁场方向竖直向下,根据左手定则,通电直导线所受安培力的方向水平向外,故选C。12345678910111213145.如图所示,D为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闭合后,导线D所受安培力的方向是(

)A.向上

B.向下C.向左

D.向右A解析

由右手螺旋定则,软铁芯在导线处的磁场方向向左,由左手定则,导线D受到的安培力方向向上,选项A正确。12345678910111213146.(2023上海松江一中期末)在匀强磁场中某处放一个长度L=40cm、通电电流I=0.5A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0N;现将该通电导线从磁场中撤走,则该处的磁感应强度大小为(

)A.0 B.5TC.0.1T D.10TB解析

该处的磁感应强度大小为

=5

T,将该通电导线从磁场中撤走,则该处的磁感应强度大小仍为5

T。故选B。12345678910111213147.如图所示,MN中电流为I,导轨垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AK与CD相距为d,则MN所受安培力的大小F=

。

解析

题中磁场和电流垂直,θ角仅是导轨与金属杆MN间的夹角,不是电流与磁场的夹角,所以MN所受安培力的大小

。1234567891011121314B级关键能力提升练8.(多选)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,且与磁场方向(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。关于导线abcd所受磁场作用力的合力,下列说法正确的是(

)C.若在纸面内将abcd逆时针旋转30°,力的大小不变D.若在纸面内将abcd逆时针旋转60°,力的大小减半AC1234567891011121314解析

整段导线的有效长度为

l,由安培力公式F=BIl可知,导线abcd所受磁场作用力的合力大小为

BIl,方向垂直bc向上。在纸面内将abcd旋转任何角度,安培力的大小均不变,故A、C正确,B、D错误。12345678910111213149.在xOy水平面中有一通电直导线与y轴平行,导线中电流方向如图所示,该区域有匀强磁场,通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同,该磁场的磁感应强度的方向(

)A.一定沿x轴负方向B.一定沿y轴负方向C.可能沿z轴正方向D.可能沿x轴负方向D解析

由左手定则知,磁感应强度一定有沿x轴负方向的分量,或者磁感应强度沿x轴负方向,选D。123456789101112131410.如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点,三条导线中通入的电流大小相等,方向垂直纸面向里;通电直导线产生磁场的磁感应强度,I为通电导线的电流大小,r为距通电导线的垂直距离,k为常量;则通电导线R受到的安培力的方向是(

)A.垂直R,指向y轴负方向B.垂直R,指向y轴正方向C.垂直R,指向x轴正方向D.垂直R,指向x轴负方向A解析

由磁场的叠加可知,R处的磁场水平向右,由安培定则知,安培力垂直于R指向y轴负方向。123456789101112131411.(2023湖南长沙期末)正六边形线框abcdef由六根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点a、b与直流电源两端相接,已知导体棒de受到的安培力大小为F,不考虑导体棒间的相互作用,则下列说法正确的是(

)A.导体棒ab受到的安培力大小为FB.导体棒ef受到的安培力大小为FC.导体棒cd受到的安培力大小为0.5FD.正六边形线框abcdef所受安培力的合力为零B1234567891011121314解析

设每根导体棒长为L、电阻为R,导体棒de通过的电流为I,则导体棒de受到的安培力为F=BIL,由于导体棒ef、fa、bc、cd通过的电流和长度跟导体棒de是一样的,因此所受安培力都是F,且根据矢量叠加原理,可求得导体棒bc、cd、de、ef、fa受到的安培力的合力仍为F,且方向竖直向上,故B正确,C错误;由于导体棒ab与另外五根导体棒bc、cd、de、ef、fa并联,电压相等,五根导体棒bc、cd、de、ef、fa的总电阻为5R,故流过导体棒ab的电流为5I,导体棒ab受到的安培力为F'=B·5I·L=5F,由于导体棒bc、cd、de、ef、fa受到的安培力的合力为F,且两部分受到的安培力方向均竖直向上,故正六边形线框abcdef所受安培力的合力为F合=F+5F=6F,故A、D错误。123456789101112131412.如图所示,将闭合通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入方向垂直纸面向里的匀强磁场中,则通电圆环从刚进入磁场到完全进入磁场的过程中,所受的安培力的大小(

)A.逐渐增大B.逐渐变小C.先增大后减小D.先减小后增大C解析

通电圆环受到的安培力大小F=ILB,其中I、B分别为所通电流大小、磁感应强度大小,L指有效长度,它等于圆环所截边界线的长度。由于L先增大后减小,所以安培力先增大后减小,C正确。123456789101112131413.(多选)如图所示,纸面内的金属圆环中通有电流I,圆环圆心为O、半径为R,P、Q为圆环上两点,且OP垂直于OQ,磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于纸面向里,则(

)A.整个圆环受到的安培力大小为2πBIRB.整个圆环受到的安培力大小为0C.圆弧PQ受到的安培力大小为BIRD.圆弧PQ受到的安培力大小为

BIRBD解析

根据左手定则可知,整个圆环关于圆心对称的两部分受到的安培力等大反向,受到的合力为0,选项A错误,B正确;圆弧PQ受到的安培力大小等于直线段PQ受到的安培力大小,为

,选项C错误,D正确。123456789101112131414.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取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。答案

(1)1.73T

(2)6N,方向垂直斜面