1.1 安培力（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

授课提示：对应学生用书第85页 [基础达标练] 1．如图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是(　　) 解析：A中，根据左手定则可得，安培力的方向垂直导线斜向上，故A错误；B中，根据左手定则可得，安培力的方向水平向右，故B正确；C中，根据左手定则可得，安培力的方向向下，故C错误；D中，根据左手定则可得，安培力的方向水平向左，故D错误。 答案：B 2．如图所示，将四根通电直导线分别放在四个匀强磁场中，图中给出了磁感应强度B的方向、导线中电流I的方向，某同学分别画出了通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是(　　) 解析：根据左手定则可知，A图中的安培力垂直导线斜向下，A正确；B图中电流方向和磁场方向平行，导线不受安培力，B错误；根据左手定则可知，C图中的安培力应该垂直导线水平向右，C错误；根据左手定则可知，D图中的安培力应该垂直导线向上，D错误。 答案：A 3．重量相同、形状不同的导线中通有大小相同的电流，放在相同的磁场中，用细线悬吊着，在外力F作用下处于平衡状态。其中外力F最大的是(　　) 解析：由左手定则可知，导线所受安培力方向向上，则F＝mg－F安＝mg－BIL，而在这四个图中，D图导线的等效长度L最短，安培力最小，外力F最大，故选D。 答案：D 4．已知某市区地磁场的磁感应强度水平分量为B1，竖直分量为B2，市区南北走向的街道有一小段长度为L的地下电缆，通有电流大小为I、方向自南向北的电流，则此时这段地下电缆受到地磁场对它的安培力大小和方向分别为(　　) A.IL，方向水平向东 B．B2IL，方向水平向西 C．B1IL，方向竖直向上 D.IL，方向竖直向下 解析：安培力大小为F＝B2IL，由左手定则可知，安培力方向水平向西，故选B。 答案：B 5.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示。在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力(　　) A．大小不变，方向不变 B．由零增大到最大，方向时刻改变 C．由最大减小到零，方向不变 D．由零增大到最大，方向不变 解析：设电流与磁场的夹角为θ，导体棒受的安培力为F＝BIlsin θ，其中θ从0增大到90°，sin θ由0增加到1，故安培力由零逐渐增大；根据左手定则，安培力垂直于电流方向和磁场方向构成的平面，方向一直不变，故A、B、C错误，D正确。 答案：D 6．(多选)如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，ab静止于水平导轨上，则(　　) A．金属杆ab受到的安培力大小为BILsin θ B．金属杆ab受到的安培力大小为BIL C．金属杆ab受到的摩擦力大小为BILsin θ D．金属杆ab对导轨的压力大小为BILcos θ 解析：对金属杆受力分析，如图所示， 金属杆ab与磁场垂直，所受安培力为F＝BIL，A错误，B正确；根据受力图可知，金属杆ab受到的摩擦力大小为f＝BILsin θ，C正确；金属杆ab受到的支持力为N＝mg－BILcos θ，根据牛顿第三定律知，金属杆对导轨的压力为mg－BILcos θ，D错误。 答案：BC [能力提升练] 7.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、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。若A、B两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流(由A点流入，从B点流出)，流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为(　　) A．2BIL，竖直向下　　　　　 B.BIL，竖直向上 C．BIL，竖直向上 D.BIL，竖直向下 解析：由题图可知，电流由A点流入，从B点流出，则有A→B和A→D→C→B的电流，而A→D→C→B的电流产生的安培力可等效成DC边受到的安培力，由于流过AB边的电流为I，根据电路并联特点可知，流过DC边的电流为I，因此金属框受到的安培力为BIL，根据左手定则，方向竖直向上，故选B。 答案：B 8.如图所示，三根相互平行的长度为L的固定长直导线a、b、c两两等距，截面构成等边三角形，均通有电流I。a中电流方向与c中的相同，与b中的相反。已知b中的电流在a导线位置处产生的磁场的磁感应强度大小为B0，则(　　) A．b、c中电流在a导线处产生的合磁场的磁感应强度为0 B．b、c中电流在a导线处产生的合磁场的磁感应强度大小为2B0 C．a导线受到的安培力大小为B0IL D．a导线受到的安培力大小为B0IL 解析：导线a、b、c两两等距，截面构成等边三角形，均通有电流I，b中的电流在a导线位置处产生的磁场的磁感应强度大小为B0，c中的电流在a导线位置处产生的磁场的磁感应强度大小也为B0，b、c中电流在a导线处产生的磁场如