5.1 安培力（2）安培力的应用 作业2-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册

11A 物理选修 第五章 磁场 作业2 第一节 安培力（2）安培力的应用 班级________姓名________学号________日期________ 1、 单项选择题（只有一个选项正确） 1. ★★为了提高航空母舰上飞机在单位时间内起飞的架次，人们正研制一种电磁弹射装置，它的基本原理如图所示，待弹射的飞机挂在导体棒上，导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以很大的电流，使飞机和导体棒作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，从而将飞机以某一速度弹射出去．关于这种弹射装置以下说法中正确选项全选的是（    ） ①导体棒中的电流方向是N→M ②导体棒中的电流方向是M→N ③可以通过改变磁感应强度的大小来改变飞机弹射出时速度 ④如要提高飞机的弹射速度，可以增大导轨中的电流 （A）①②③ （B）②③④ （C）①③ （D）②④ 2. ★★如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。质量为m的待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在宽为d、长L的两平行水平轨道之间无摩擦滑动。电流I从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道，用这种装置可以把弹体加速到。不计空气阻力，则轨道间匀强磁场的磁感应强度大小是（　　） （A） （B） （C） （D） 3. ★★如图所示，一通电直导线在竖直向上的匀强磁场中静止于光滑斜面上，电流方向垂直于纸面向外。保持磁场强弱不变，仅把磁场方向按顺时针逐渐旋转，直至转到水平向右，若要通电导线始终保持静止，则应控制导线内的电流（　　） （A）逐渐增大 （B）逐渐减小 （C）先增大后减小 （D）先减小后增大 4. ★★如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为。当导轨所在空间加如图所示的磁场时，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的情况是（　　） （A）（B）（C）（D） 5. ★★如图甲是磁电式表头的结构示意图，其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架（图中未指出）上，关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果，下列表述中正确的是（　　） （A）线圈带动指针转动时，通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大 （B）与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场 （C）铝框的作用是为了利用涡流，起电磁驱动作用，让指针快速指向稳定的平衡位置 （D）乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，线框将逆时针转动。 6. ★★★如图，固定在匀强磁场中的线框abc是由一根粗细均匀的导线弯折成的闭合等腰直角三角形，∠c=90°，线框所在平面与磁场方向垂直现将直流电源接在线框的a、b两点间，此时ac受到的安培力大小为F，则（　　） （A）导线bc与ac受到的安培力相同 （B）导线acb受到的安培力大小为F （C）导线ab与acb受到的安培力大小相等 （D）整个线框受到的安培力大于2F 2、 多项选择题（有两个或以上选项正确） 7. ★★★如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽L的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器。一质量m的金属棒与两导轨垂直并接触良好。整个装置处在与斜面垂直的匀强磁场中。当导体棒中电流为I时恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B（　　） （A）大小为 （B）大小为 （C）方向垂直斜面向上 （D）方向垂直斜面向下 8. ★★★如图所示，一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态。现逐渐增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是（　　） （A）一直增大 （B）先增大后减小 （C）先减小后增大 （D）始终为零 9. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠N极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的；逐渐增大导电棒中的电流，磁铁一直保持静止。下列说法正确的是（　　） （A）磁铁对桌面的压力减小 （B）磁铁对桌面的压力增大 （C）磁铁受到的摩擦力减小 （D）磁铁受到的摩擦力方向向右 3、 填空题 10. 如图所示，为一种磁电式仪表的原理图，可用它来测定电流的大小。无电流时，指针指在左边。当有电流时指针偏向右边，则电流从__________接线柱进入。 4、 简答题 11. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻，CD、EF为竖直平面内两条平行导轨，处在与导轨平面垂直的水平匀强磁场中，其电阻忽略不计。ab为金属棒，质量为，在导轨间的长度为，接在导轨间的电阻为，ab可在光滑导轨上垂直于导轨滑动且与导轨接触良好，取。 （1）当S断开，ab保持静止时，求匀强磁场的磁感应强度大小； （2）若磁感应强度大小取第（1）问中的值，求S接通瞬间，金属棒的加速度大小及方向。 12. 如图所示，平行金属导轨水平固定。两导轨间