课时作业(2)第一章 第二节 安培力的应用（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

课时作业(2)　安培力的应用 [对应学生用书P114] 1．(多选)通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN产生的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是(　　) A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力大小相等 C．线框所受的安培力的合力为零 D．线框所受的安培力的合力方向向右 BD　[直线电流周围的磁场不是匀强磁场，离电流越远处磁场越弱，磁感线是以电流为中心的同心圆，判断电流的磁场方向用安培定则，由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，bc边、ad边处于非匀强磁场中，但由于对应位置的磁感应强度相同，由F＝BIl及左手定则可判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反．ab边受到向右的安培力Fab，cd边受到向左的安培力Fcd，因为ab所处位置的磁场较强，cd所处位置的磁场较弱，故Fab>Fcd，线框所受合力方向向右．选项B、D正确]． 2．用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示，当两导线环中通入方向相同的电流I1，I2时，则有(　　) A．两导线环相互吸引 B．两导线环相互排斥 C．两导线环无相互作用力 D．两导线环先吸引后排斥 A　[通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确．] 3．如图所示，原来静止的圆线圈可以自由移动，在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线，导线中电流从外向里流动．当在圆线圈中通以逆时针方向的电流时，圆线圈将会(　　) A．受力向左平动 B．受力向右平动 C．不受力，平衡不动 D．以MN为轴转动 D　[直导线通电后，在它周围形成以导线截面中心为圆心的圆形磁场，如图中虚线所示，圆线圈就是在该磁场中的通电导体，要受到安培力的作用，安培力方向可由左手定则判断出．把圆线圈沿MN分成上、下两部分，每部分又可以看成无数段直线电流元，圆线圈下半部分各处受到的安培力方向垂直纸面向外，上半部分各处受到的安培力方向垂直纸面向里．因此圆线圈以MN为轴转动，故选项D正确． ] 4．如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接．已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为(　　) A．2F　　　　B．1.5F　　　　C．0.5F　　　　D．0 B　[若通过导体棒MN的电流大小为I，则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML和LN的电流大小为，如图所示，依题意有F＝BIl，导体棒ML和LN所受安培力的合力为F1＝BIl＝F，方向与F的方向相同，所以线框LMN受到的安培力大小为1.5F，选项B正确． ] 5．如图所示，在水平地面上固定一对与水平面夹角为θ的光滑平行金属导轨，顶端接有电源，直导体棒ab垂直两导轨放置，且与两导轨接触良好，整套装置处于匀强磁场中．下列各选项为沿a→b方向观察的侧视图，其中所加磁场可能使导体棒ab静止在导轨上的是(　　) B　[导轨光滑，导体棒静止在导轨上，部分受力分析如图所示，所以导体棒一定会受到安培力作用，且方向与重力和支持力的合力方向相反．C、D选项中磁场方向与电流方向平行，导体棒不受安培力；由左手定则可知，A选项中安培力方向水平向左，导体棒不可能平衡，B选项中安培力方向水平向右，导体棒可能平衡．故本题应选B. ] 6．斜面与水平面夹角为45°，被固定在水平面和垂直挡板之间，斜面与挡板均光滑且绝缘，侧视图如图所示．在挡板右侧固定一金属棒b，另一条完全相同的金属棒a置于斜面上且与b在同一水平线上，当两金属棒均通有电流为I的同向电流且相距为x时，金属棒a恰好能静止在斜面上．已知金属棒a、b长均为L，质量均为m，重力加速度为g，则下列说法正确的是(通电长直导线中的电流I与距离导线r远处产生的磁感应强度的大小关系是B＝k，k为常量)(　　) A．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向下 B．b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为 C．若将b置于三角形顶点，a仍可能保持静止 D．若使b缓慢下移一小段距离，a仍可能保持静止 C　[由安培定则知b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上，A错误；金属棒a在重力、斜面的支持力和安培力的作用下处于平衡状态，如图所示，安培力的方向水平向右，由平衡条件得F安＝BIL＝mg，解得B＝，B错误；当将b置于斜面与挡板交线处时，对a有，F安＝B′IL＝BIL·cos ＝mg cos ，与重力沿斜