课后提升练(二) 安培力作用下导体的运动（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

课后提升练(二)　安培力作用下导体的运动 [对应学生用书P105] 1．如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现的现象是(　　) A.线圈靠近磁铁 B.线圈远离磁铁 C.从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 D.从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁 D　解析：(解法一：电流元法结合特殊位置法和等效法)线圈所在处的磁场向左，由左手定则可知线圈左侧受力向外，右侧受力向里，所以从上往下看，线圈逆时针转动，转过90°后将环形电流等效成小磁针，由安培定则可知其N极向左，与条形磁体的关系为异名磁极相对，所以相互吸引。 (解法二：等效法)将环形电流等效成小磁针，由安培定则可知其N极向里，受到条形磁体作用后其N极要指向左侧且相互靠近。 2．(2022·浙江绍兴高二期末)小明在课后用铜丝自制了一个“心”形的线圈，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上。强磁铁的N极朝上，S极朝下，然后把制成的线圈按如图所示的方式放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触，忽略各接触面上的摩擦力，从上往下看，则(　　) A.线圈不会转 B.线圈做顺时针转动 C.线圈做逆时针转动 D.线圈转动但转动方向无法判断 B　解析： “心”形的线圈左半部分电流由上到下，磁场的方向是向左下的，根据左手定则可知，安培力是垂直纸面向里的；“心”形的线圈右半部分电流也是由上到下，磁场的方向是向右下的，根据左手定则可知，安培力是垂直纸面向外的，因此从上往下看，线圈做顺时针转动，A、C、D错误，B正确。 3．(2022·新疆阿克苏实验中学高二期末)倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直。已知导线中电流的大小为I，方向如图所示，导线恰能保持静止，重力加速度为g。则磁感应强度B的大小为(　　) A. B． C. D． C　解析：导线的受力情况如图所示，导线受重力、斜面的支持力、安培力，根据共点力平衡有F＝mg tan θ，又F＝BIL，解得B＝，A、B、D错误，C正确。 4．(2022·广东金山中学高二期末)如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一根导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则(　　) A.如果台秤的示数减小，说明磁铁左端是N极 B.如果台秤的示数减小，说明磁铁右端是N极 C.无论如何台秤的示数都不可能变化 D.以上说法都不正确 B　解析：如果台秤的示数减小，说明电流对磁铁的作用力向上，根据牛顿第三定律可知磁铁对电流的安培力向下，根据左手定则可知，电流所在位置磁场的方向向左，故磁铁右侧为N极，左侧为S极，A错误，B正确；由AB分析可得C、D均错误。 5．(2022·河南许昌高二期末)用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮，左边挂一物体，右边轻绳下面有一轻质绝缘挂钩，挂钩处有垂直纸面向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上，线圈中的电流方向如图所示，整体处于平衡状态(线圈下边成水平状态)。下列说法正确的是(　　) A.线圈的质量和物体的质量相等 B.线圈所受安培力的方向竖直向下 C.若磁场突然反向，其他条件不变，线圈将向上运动 D.若线圈中的电流突然反向，其他条件不变，线圈将向下运动 D　解析：根据左手定则可知线圈所受安培力的方向竖直向上，根据平衡条件可推知线圈质量大于物体质量，A、B错误；若磁场突然反向，其他条件不变，则线圈所受安培力的方向竖直向下，线圈将向下运动，C错误；若线圈中的电流突然反向，其他条件不变，则线圈所受安培力的方向竖直向下，线圈将向下运动，D正确。 6．(2022·黑龙江宾县第二中学高三期末)如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面的夹角θ＝37°，导轨的一端接有电动势E＝3 V、内阻r＝0.5 Ω的直流电源，两导轨间的距离L＝0.4 m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m＝0.08 kg、电阻R＝1.0 Ω的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，若导体棒恰好刚要滑动，金属导轨电阻不计，(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)导体棒ab受到的安培力； (2)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ。 答案：(1)0.4 N，沿斜面向上　(2)0.125 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律得 I＝＝ A＝2 A 因此导体棒受到的安培力为 F安＝BIL＝0.4 N 由左手定则可知，安培力沿斜面向上。 (2)对导体棒受力分析，将重力正交分解，沿导轨方向有 F1＝mg sin 37°＝0.48