课时作业(二)　安培力作用下的平衡和运动的问题-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册【金版新学案】同步导学（人教版）

课时作业(二)　安培力作用下的平衡和运动的问题 一、单项选择题 1. (2021·山东青岛二中高二检测)如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，导线A中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是(　　) A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．水平向左 A　[首先根据安培定则判断可知，通电螺线管右端为N极，左端为S极，所以在A处产生的磁场方向水平向左。根据左手定则判断可知，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向竖直向上。] 2．质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑绝缘圆弧轨道上，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示。则下列关于导体棒中电流的分析正确的是(重力加速度为g)(　　) A．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为I＝ B．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为I＝ C.导体棒中电流垂直纸面向里，大小为I＝ D．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为I＝ C　[根据左手定则可知，不管电流方向向里还是向外，安培力的方向只能沿水平方向，再结合导体棒的平衡条件可知，安培力只能水平向右，据此可判断出，导体棒中的电流垂直纸面向里，对导体棒受力分析如图所示，根据平衡条件可知，F＝mg tan 60°，又安培力F＝ILB，联立解得I＝，故C正确。] 3．如图所示，两条平行直导线A和B中通入方向相反的电流，A、B所受安培力分别记为FA、FB，则(　　) A．B在A处产生的磁场方向垂直纸面向外 B．A在B处产生的磁场方向垂直纸面向外 C．FA的方向向左 D．FB的方向向左 C　[由右手螺旋定则可知，B在A处产生的磁场方向垂直纸面向里，A错误；由右手螺旋定则可知，A在B处产生的磁场方向垂直纸面向里，B错误；根据左手定则可知，FA的方向向左，FB的方向向右，C正确，D错误。] 4.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的正上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示。若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是(　　) A．FN增大，Ff减小 B．FN减小，Ff增大 C．FN与Ff都增大 D．FN与Ff都减小 C　[在磁铁的N极位置与S极位置对调前，根据左手定则判断可知，导线所受的安培力方向斜向左下，由牛顿第三定律得知，磁铁所受导线的作用力方向斜向右上，设其大小为F，F沿斜面方向的分力的大小为F1，垂直斜面方向的分力的大小为F2，斜面的倾角为α，磁铁的重力为G，由磁铁受力平衡和牛顿第三定律可得磁铁对斜面的压力FN＝G cos α－F2，摩擦力Ff＝G sin α －F1，在磁铁的N极位置与S极位置对调后，磁铁受到导线的作用力反向，由磁场对称性可知，磁铁对斜面的压力FN＝G cos α＋F2，摩擦力Ff＝G sin α＋F1，则FN、Ff都增大，故A、B、D错误，C正确。] 二、多项选择题 5．(2021·长春外国语学校期末)如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用悬线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于张紧状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零(　　) A．适当增大电流I B．使电流反向并适当增大I C．保持电流I不变，适当增大B D．使电流I反向，适当增大B AC　[根据左手定则，判断铜棒受到的安培力方向向上，增大安培力，可使悬线中张力为零，根据公式F＝IlB知，适当增大电流I或者保持电流I不变，适当增大B，可使悬线中张力为零，A、C正确。若使电流I反向，则安培力向下，悬线中的张力不可能为零，B、D错误。] 6．(2021·安徽高二期末)如图所示，有两根长为L、质量都为m的细导体棒a、b(截面可视为点)。a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x。当两细棒中均通以大小为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止(近似认为b在与b距离相同的位置产生的磁感应强度大小处处相等，且与到b的距离成反比)，则下列说法正确的是(　　) A．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上 B．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为 C．电流不变，若使b向上平移，a仍可能在原处保持静止 D．电流不变，若使b向下平移，a将不能在原处保持静止 ACD　[由安培定则可知，b的电流在a处产生的磁场方向竖直向上，A正确。导体棒a处磁感应强度B大小相等、方向竖直向上，则导体棒a受水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则所受安培力大小F＝ILB＝mg tan 45°，则B＝＝，B错误