2024-2025学年高中物理同步测练17磁吃运动电荷的作用-安培力含解析教科版选修3-1

PAGE8-磁场对通电导线的作用-安培力1、下列说法正确的是()A.将通电直导线放在某处,若通电直导线所受安培力为零,则该处的磁感应强度为零B.某点的磁场方向,与放在该点的极短的通电导线所受安培力的方向可以成随意夹角C.某点的磁场方向,与放在该点的小磁针北极受到的磁场力的方向相同D.给两平行直导线通以方向相反的电流时,两通电导线通过磁场相互吸引2、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是(

)3、如图所示，“L”形导线固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，长为，长为.导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与夹角为θ，则（ ）A.B.C.D.4、地球赤道旁边,地磁场的方向近似为水平向北.在赤道上水平架设—根东西方向的直流输电导线并通有自西向东方向的电流.由于地磁场的作用,该导线受到安培力的方向为()A.向上 B.向下 C.向南 D.向北5、如图所示,一个边长为L的正方形金属框竖直放置,各边电阻相同,金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直于金属框所在平面对里的匀强磁场中.若两端与导线相连,由A到B通以如图所示方向的电流(从A点流入、B点流出),流过边的电流为,则金属框受到的安培力大小和方向分别为()

A.竖直向下

B.竖直向上

C.竖直向上

D.竖直向下6、如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为,现在磁铁正上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面对里的电流后,磁铁对水平面的压力为,则以下说法正确的是()A.弹簧长度将变长,

B.弹簧长度将变短,

C.弹簧长度将变长,

D.弹簧长度将变短,7、如图，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，下列四种方法中可行的是()A.增大电流IB.增大直导线的横截面积C.将导线在纸面内顺时针转30°D.将导线在纸面内逆时针转60°8、两根固定的相互平行的直导线A和B相距为L,电流方向如图所示.导线C用轻绳悬挂在A、B导线的中间上方，距离为,三根导线中的电流都为I.下列说法正确的是()

A.从上往下看，导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小

B.从上往下看，导线C逆时针转动，同时绳子的张力变大

C.当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为

D.当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:1

9、试验室常用的电流表是磁电式仪表,其结构示意图如图甲所示,蹄形磁铁和铁芯间的磁场匀称地辐向分布,如图乙所示.当线圈通以如图乙所示的电流时(a端电流方向为垂直纸面对外),下列说法不正确的是()A.依据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的大小

B.线圈在转动过程中,它的磁通量在发生变更

C.线圈中电流增大时,螺旋弹簧被扭紧,阻碍线圈转动

D.当线圈转到如图乙所示的位置时,安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动10、倾角为的光滑导电轨道间接有电源,轨道间距为L,轨道上放一根质量为m的金属杆,金属杆中的电流为,现加一垂直金属杆的匀强磁场,如图所示,杆保持静止,则磁感应强度的方向和大小可能为()A.磁场方向垂直轨道平面对上时,磁感应强度最小,大小为B.磁场方向沿z轴正方向,大小为C.磁场方向沿x轴正方向,大小为D.磁场方向沿z轴正方向,大小为11、水平面上有电阻不计的U形金属导轨,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨放一根质量为m、接入电阻为R的金属棒,并加一个范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ,且斜指向右上方,如图所示.重力加速度为g,求:1.当棒静止时,棒受到的支持力和摩擦力各为多少;2.若B的大小和方向均能变更,则要使棒所受支持力为零,B的最小值及其方向.1答案及解析：答案：C解析：即使通电直导线所在处的磁感应强度不为零,当通电直导线中电流的方向与磁场方向平行时,磁场对通电直导线也没有安培力作用,故A选项错误;通电直导线在磁场中所受的安培力方向与磁场方向相互垂直,故B选项错误;给两平行直导线通以方向相反的电流时,用安培定则确定其中一根导线四周的磁场方向,可推断另一根导线受到远离第一根导线的安培力作用,即两通电导线相互排斥,故D选项错误;某点的磁场方向,与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同,C选项正确.2答案及解析：答案：D解析：试题分析:依据左手定则可知,A图中安培力方向应当向下,B图中安培力应当垂直于磁场斜向下,C图中磁场方向和电流方向在同始终线上,不受安培力作用,D图中安培力方向斜向左下方垂直于电流方向,故ABC错误,D正确.

故选D.

点评:左手定则中涉及物理量及方向较多,在应用过程中简单出现错误,要加强练习,增加娴熟程度.3答案及解析：答案：D解析：通电导线在匀强磁场中受到安培力，其有效长度为a、c连线的长度，，依据安培力公式得,依据左手定则，安培力的方向垂直于a、c连线，方向与夹角θ的正切值，选项D正确.4答案及解析：答案：A解析：因为赤道旁边地磁场的方向近似水平向北,输电导线中的电流方向自两向东,由左手定则可知,该导线所受安培力的方向竖直向上.故选项A正确,B、C、D错误.5答案及解析：答案：B解析：由题图可知,电流从A点流入、B点流出,则有和的电流,而的电流产生的安培力可等效成边受到的安培力,由于流过边的电流为,金属框各边电阻相等,依据并联电路特点,流过边的电流为,因此金属框受到的合安培力为,依据左手定则,金属框所受安培力方向竖直向上,故B正确,A、C、D错误.6答案及解析：答案：B解析：起先时条形磁铁受重力和支持力,二力平衡,故弹簧处于原长,磁铁对水平面的压力等于磁铁的重力;增加通电导体棒后,依据条形磁铁磁感线分布状况得到导体棒所在位置磁场方向如图所示,由左手定则可推断出导体棒所受安培力方向如图所示.由牛顿第三定律可知,条形磁铁受到导体棒的作用力斜向左上方,故条形磁铁对水平面的压力减小,同时弹簧缩短.故选B.7答案及解析：答案：AD解析：由知，当增大电流时，可增大通电直导线所受的安培力，故A可行；由知，当增大直导线的横截面积时，不会影响通电直导线所受的安培力，故B不行行；内顺时针转时，虽然导线长度没有变更，但所受安培力为0,故C不行行；当导线在纸面内逆时针时，虽然导线长度没有变更，由知其所受安培力变大，故D可行。8答案及解析：答案：BD解析：由安培定则可以推断导线C左侧的磁感应强度竖直方向的重量从下往上，右侧的磁感应强度竖直方向的重量从上往下，从而可推断导线C左侧受到垂釭纸面对外的力，右侧受到垂直纸面对里的力，从上往下看，导线C逆时针转动；利用极限法可推断导线C转动到A、B与平行时受到向下的安培力，所以绳子张力变大，A错误,B正确.转到与A、B平行时，三根导线处于等边三角形的顶点上，三根导线电流方向都足垂直纸面对里，且电流大小都为I,所以A、B和C单位长度受到的磁场作用力大小相等，C错误,D正确.9答案及解析：答案：BD解析：线圈在磁场中由于受安培力而发生转动,电流越大则指针偏角越大,故依据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的大小,故A正确;由磁场的分布特点可知线圈中的磁通量始终不变,故B错误;当通电后,处于磁场中的线圈受到安培力作用,使其转动,螺旋弹簧被扭动,则受到弹簧的阻力,从而阻碍线圈转动,最终使指针静止,故C正确;由左手定则可知,a端线圈受力向上,b端受力向下,故安培力使线圈沿顺时针方向转动,故D错误.本题选错误的,故选B、D.10答案及解析：答案：ACD解析：由分析可知,当磁场方向垂直轨道平面对上时,B最小,依据平衡条件有,则,故选项A正确;当磁场方向沿z轴正方向时,安培力方向指向x轴负方向,由平衡条件可得,,则,故选项B错误,D