课时测评1 安培力及其应用-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评1　安培力及其应用 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－8题，每题5分，共40分) 1.如图(a)，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻线悬挂于水平轴OO'上，其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场，与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图(b)所示。导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是(　　) A.当导线静止在图(a)右侧位置时，导线中电流方向由N指向M B.电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变 C.tan θ与电流I成正比 D.sin θ与电流I成正比 答案：D 解析：当导线静止在题图(a)右侧位置时，对导线受力分析如图，可知要让安培力为图示方向，则导线中电流方向应由M指向N，A错误；由于与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，有sin θ＝，T＝mgcos θ，则可看出sin θ与电流I成正比，当I增大时θ增大，则cos θ减小，静止后，导线对悬线的拉力减小，B、C错误，D正确。故选D。 2.如图所示，将条形磁铁的磁极从发光白炽灯的正下方靠近横向的“一”字型灯丝，发现灯丝持续颤动。则(　　) A.灯丝左右颤动 B.灯丝上下颤动 C.灯丝前后颤动 D.白炽灯可能是用干电池供电 答案：C 解析：横向的“一”字型灯丝电流方向为水平方向，磁场方向竖直向上，由左手定则可知，灯丝在前后方向受安培力，可知灯丝前后颤动，A、B错误，C正确；若白炽灯是用干电池供电，则灯丝的电流方向一定，则受安培力方向一定，不会前后颤动，D错误。故选C。 3.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过c点的导线所受安培力的方向(　　) A.与ab边平行，竖直向上 B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边 答案：C 解析：导线a对c的安培力F1由c指向a，导线b对c的安培力F2由c指向b；电流相等，所以F1＝F2，根据力的合成法则c所受合力与ab边垂直，指向左边，故C正确。 4.如图所示，一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd。bc边长为L，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里。线框中通以电流I，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态。令电流反向，大小仍为I，线框达到新的平衡(仍然是下半部分在磁场中)。则在此过程中线框位移的大小Δs及方向是(　　) A.Δs＝，方向竖直向上 B.Δs＝，方向竖直向上 C.Δs＝，方向竖直向下 D.Δs＝，方向竖直向下 答案：C 解析：线框在磁场中受重力、安培力和弹簧弹力，处于平衡状态，安培力为F安＝nILB，且开始时方向竖直向上，电流反向后安培力方向竖直向下，大小不变，设在电流反向之前弹簧的伸长量为x，则反向之后弹簧的伸长量为x＋Δs，由平衡条件可得kx＋nILB＝mg，k(x＋Δs)＝nILB＋mg，联立解得Δs＝，方向竖直向下。故选C。 5.实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。极靴和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。当线圈通以如图乙所示的电流，下列说法不正确的是(　　) A.线圈转动时，在电流确定的情况下，它所受的安培力大小不变 B.线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C.当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上 D.当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动 答案：C 解析：极靴和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，所以线圈转动时，在电流确定的情况下，根据左手定则可知，它两边所受的安培力大小均为F＝IlB，方向相反，所以所受的安培力大小不变，故A正确；线圈转动时，螺旋弹簧被扭动产生弹力，弹力方向与扭动方向相反，阻碍线圈转动，故B正确；当线圈转到如题图乙所示的位置时，根据左手定则可知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确。故选C。 6.如图所示，固定直导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用弹簧测力计(图中只画出了弹簧)悬挂在导线c的上方，当导线c中通以垂直于纸面向外的电流时，以下判断正确的是(　　) A.导线a端转向纸外，同时测力计读数减小 B.导线a端转向纸外，同时测力计读数增大 C.导线b端转向纸外，同时测力计读数减小 D.导线b端转向纸外，同时测力计读数增大 答案：B 解析：b端的磁场方向斜向左上，根据左手定则可得b端受到指向纸面向里的安培力，a端的磁场方向为斜向左下，根据左手定则可得受到的安培力方向指向纸外，故导线a端转向纸外，导线b端转向纸内，当ab导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引，导致弹簧测力计的读数变大，故B正确。 7.某兴趣小组制作了一个可以测量电流的仪器，其主要原理如图所示。有一金属棒PQ放在两光滑金属导轨上，导轨间距L＝0.8 m，处在同一水平面上，轨道置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T。棒中点两侧分别固定有劲度系数k＝100 N/m的相同弹簧。闭合开关S前，两弹簧为原长，P端的指针对准刻度尺的“0”处；闭合开关S后，金属棒PQ向右移动，静止时指针对准刻度尺0.5 cm处。下列判断正确的是(　　) A.电源N端为正极 B.闭合开关S后，电路中电流为2.50 A C.闭合开关S后，电路中电流为1.25 A D.闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片向右移动，金属棒PQ将继续向右移动 答案：B 解析：闭合开关S后，金属棒PQ向右移动，则安培力方向向右，由左手定则可知电流由P到Q，则电源M端为正极，A错误；闭合开关S后，金属棒PQ静止时指针对准刻度尺0.5 cm处，可知PQ受安培力大小为F＝2kx＝2×100×0.5×10－2 N＝1.0 N，由安培力公式F＝ILB，可得电路中电流为I＝＝ A＝2.50 A，B正确，C错误；闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，金属棒中的电流减小，金属棒受到的安培力减小，金属棒PQ将向左移动，D错误。故选B。 8.(多选)如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑绝缘斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x。当两细导体棒中均通以大小为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是(重力加速度为g)(　　) A.方向竖直向上 B.大小为 C.要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移 D.若使b下移，a将不能保持静止 答案：ACD 解析：由安培定则可知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正确；对a受力分析如图甲所示，根据平衡条件有tan 45°＝＝，所以B＝，B错误；b无论上移还是下移，b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度均减小，所以导体棒间的安培力也要减小；若b上移，a的受力如图乙所示，上移过程中N逐渐减小，F安先减小后增大，可见b适当上移，a仍能保持静止，C正确；若使b下移，根据平衡条件，a受到的安培力方向顺时针转动，只有安培力变大才能使a保持平衡，故a将不能保持静止，D正确。故选ACD。 9.(10分)如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量为m＝1 kg，电阻为R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角α＝53°；ab与导轨间动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g取10 m/s2，ab处于静止状态。已知 sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求： (1)通过ab的电流大小和方向； (2)ab受到的安培力大小； (3)重物重力G的取值范围。 答案：(1)2 A　方向由a到b　(2)5 N (3)0.5 N≤G≤7.5 N 解析：(1)由闭合电路欧姆定律可得，通过ab的电流：I＝＝ A＝2 A 方向由a到b； (2)ab受到的安培力F＝ILB＝2×0.5×5 N＝5 N； (3)ab受力如图所示，最大静摩擦力： fmax＝μ(mg－Fcos 53°)＝3.5 N 由平衡条件得， 当最大静摩擦力方向向左时： T'＝Fsin 53°＋fmax＝7.5 N　 当最大静摩擦力方向向右时： T＝Fsin 53°－fmax＝0.5 N 由于重物受力平衡，故T＝G 则重物重力的取值范围为0.5 N≤G≤7.5 N。 学生用书⬇第8页 学科网（北京）股份有限公司 $