课后提升练 (2) 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（鲁科版2019）

课后提升练 (二)　安培力作用下导体的运动 [对应学生用书P98] 1．一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将(　　) A．保持原长 B．收缩 C．伸长 D．不能确定 B　解析：弹簧每相邻的两匝之间都为同向电流，根据同向电流相互吸引的原理可知，弹簧将会收缩，B正确。 2．(2021·广东高考)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示，则下列截面图中可以正确表示通电后长管所发生的形变的是(　　) C　解析：因I1≫I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”的规律可知，正方形左右两侧的直导线要受到中心直导线吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线要受到中心直导线排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C所示。C正确。 3．(2021·贵州遵义高二期末)如图所示，一粗糙绝缘固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，长度为L的水平金属细杆始终静止在斜面上。已知金属杆通有如图所示的电流I时，细杆与斜面间的摩擦力恰好为零。若电流方向不变、大小变为2I，则金属细杆受到的摩擦力为(　　) A．BIL，沿斜面向上 B．BIL，沿斜面向下 C．2BIL，沿斜面向上 D．2BIL，沿斜面向下 B　解析：当电流大小为I时，有BIL＝mg sin θ；当电流方向不变、大小变为2I时，因为金属杆始终静止，则有2BIL＝mg sin θ＋f，解得f＝BIL，方向沿斜面向下。B正确。 4．(2021·云南昆明高二期末)如图所示，水平面内有相距为l＝0.4 m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E＝3 V、内阻r＝1 Ω的电源，金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒ab接入电路部分的电阻R＝1 Ω，金属导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B＝1 T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面成θ＝60°角斜向右上方，棒ab始终静止于导轨上。下列说法正确的是(　　) A．棒ab所受摩擦力水平向左 B．通过棒ab的电流为3 A C．棒ab所受安培力大小为0.6 N D．棒ab所受摩擦力大小为0.3 N C　解析：由图可知，流过导体棒ab的电流为从a到b，则由左手定则可知导体棒所受安培力的方向垂直于磁场方向指向左上方，由平衡条件可知棒ab所受摩擦力水平向右，A错误；由欧姆定律可得流过棒ab的电流为I＝＝ A＝1.5 A，B错误；由安培力公式得棒ab所受安培力的大小为F＝BIl＝0.6 N，C正确；由平衡条件可知，摩擦力的大小等于安培力在水平方向的分力，故f＝F sin 60°＝0.3 N，D错误。 5．如图所示，一重力为G1的通电圆环置于水平桌面上，圆环中电流的方向为顺时针方向(从上往下看)。在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身的重力为G2。则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小，下列关系中正确的是(　　) A．F>G1，F′>G2 B．F<G1，F′>G2 C．F<G1，F′<G2 D．F>G1，F′<G2 D　解析：顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的小磁针，由安培定则可知，“小磁针”的N极向下，S极向上，故通电圆环与磁铁之间的相互作用力为斥力，所以圆环对桌面的压力F将大于圆环的重力G1，磁铁对轻绳的拉力F′将小于磁铁的重力G2，D正确。 6．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水平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现(　　) A．线圈向磁铁平移 B．线圈远离磁铁平移 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。 7．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(　　) A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用 B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用 C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用