(练习)课时分层作业1 安培力及其应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)

课时分层作业(一)　安培力及其应用 ◎题组一　安培力的方向 1．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线(　　) A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 A　[赤道上空地磁场方向水平由南向北，由左手定则可确定该导线受到安培力方向竖直向上，A正确。] 2．如图所示，磁感应强度和通电导体中的电流方向均垂直纸面向里，则关于通电导体所受磁场力，下面判断正确的是(　　) A．磁场力垂直导体，方向向左 B．磁场力垂直导体，方向向右 C．磁场力垂直导体，方向向上 D．磁场力为零 D　[电流方向与磁场方向平行，通电导线所受磁场力为零，故选D。] 3．(2022·南昌月考)如图所示，导线框ABC由直线AB和四分之一圆弧BC组成，用柔软导线悬吊处于静止状态，经过A、C的水平线下方有垂直于ABC所在平面向里的匀强磁场，现给导线框ABC通以如图所示方向的电流，则导线框受到的安培力方向(　　) A．竖直向上 B．竖直向下 C．斜向右下 D．斜向左上 B　[导线框受到安培力的等效长度为AC的连线，根据左手定则可知，导线框受到的安培力方向竖直向下。故选B。] ◎题组二　安培力的大小 4．如图所示，水平面内一段通电直导线平行于匀强磁场放置，当导线以左端点为轴在水平平面内转过90°时(如图中虚线所示)，导线所受的安培力(　　) A．大小不变 B．大小由零逐渐增大到最大 C．大小由零先增大后减小 D．大小由最大逐渐减小到零 B　[B和I平行时，导线所受安培力为零，当B和I的夹角θ增大时，F安＝BIlsin θ，F安增大，当B和I垂直时，F安最大，选项B正确，A、C、D错误。] 5．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于匀强磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则棒MN所受安培力大小(　　) A．F＝BId B．F＝BIdsin θ C．F＝ D．F＝BIdcos θ C　[棒MN在磁场中有效电流的长度l＝，则F＝BIl＝，C正确。] 6．(多选)(创新题)如图所示，纸面内的金属圆环中通有电流I，圆环圆心为O、半径为R，P，Q为圆环上两点，且OP垂直于OQ，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于纸面向里，则(　　) A．整个圆环受到的安培力大小为2πBIR B．整个圆环受到的安培力大小为0 C．圆弧PQ受到的安培力大小为BIR D．圆弧PQ受到的安培力大小为BIR BD　[根据左手定则可知，整个圆环关于圆心对称的两部分受到的安培力等大反向，受到的合力为0，B正确，A错误；圆弧PQ受到的安培力大小等于直线段PQ受到的安培力大小，为BIR，D正确，C错误。故选BD。] ◎题组三　安培力作用下导体的运动 7．如图所示，在南北方向安放的长直导线的正上方用细线悬挂一条形小磁铁，当导线中通入图示的电流I后，下列说法正确的是(　　) A．磁铁N极向里转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力 B．磁铁N极向外转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力 C．磁铁N极向里转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力 D．磁铁N极向外转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力 C　[由条形磁铁的磁场分布，并由左手定则，可知导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外，右半部分安培力方向垂直纸面向里，由牛顿第三定律得磁铁左半部分受到安培力方向垂直纸面向里，右半部分安培力方向垂直纸面向外，因此条形磁铁N极向里转。当转过90°时导线受力竖直向上，则磁铁受力竖直向下，导致悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力，故C正确。] 8．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(　　) 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安培力向外，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，故D正确。] 9．澳大利亚某大学制成了能把2.2 g 的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)。如图所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度(轨道摩擦不计)。 [解析]　根据v2－v＝2as得，炮弹的加速度大小为 a＝＝ m/s2＝5×105 m/s2 根据牛顿第二定律F＝ma得炮弹所受