课时跟踪检测(一) 安培力（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

课时跟踪检测(一)　安培力 1.在赤道上空,竖直放置一根通以向上电流的直导线,此导线受到地磁场的安培力方向为 (　 ) A.由北向南 B.由东向西 C.由南向北 D.由西向东 2.某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系如下列选项图所示,其中正确的是 (　 ) 3.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系,下列说法正确的是 (　 ) A.F、B、I三者必定均相互垂直 B.F必定垂直于B、I,但B不一定垂直于I C.B必定垂直于F、I,但F不一定垂直于I D.I必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B 4.如图所示,通以恒定电流I的导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是 (　 ) A.变小 B.不变 C.变大 D.不能确定 5.一段通电直导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中,导线中的电流方向由上而下,如图所示。在导线绕其中心点逆时针转动180°的过程中,导线受到的安培力 (　 ) A.大小不变,方向不变 B.大小由最大减小到零再增至最大,方向时刻改变 C.大小由最大减小到零再增至最大,方向不变 D.大小由最大减小到零再增至最大,方向由垂直纸面向外变为垂直纸面向里 6.如图所示,D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里。在开关S接通后,导线D所受安培力的方向是 (　 ) A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 7.为缩短固定翼飞行器着陆后的滑行距离,有人构想在机身和跑道上安装设备,使飞行器在安培力作用下短距离着陆,如图所示,在机身上安装长为10 m、匝数为50匝的矩形线圈,线圈通以100 A的电流,跑道上有大小为0.3 T的磁场,通过传感器控制磁场区域随飞机移动,使矩形线圈始终处于图示磁场中,忽略电磁感应的影响,线圈所受安培力的大小和方向是 (　 ) A.15 000 N,向左　　　 B.15 000 N,向右 C.30 000 N,向左 D.30 000 N,向右 8.(多选)将粗细均匀、边长为L的正三角形铜线框用两根不可伸长的绝缘绳a、b悬挂于天花板上,置于垂直线框平面向外的大小为B的匀强磁场中,现用细导线给三角形线框通有大小为I的电流,则 (　 ) A.通电后两绳拉力变大 B.通电后两绳拉力变小 C.三角形线框所受安培力大小为BIL D.三角形线框所受安培力大小为2BIL 9.如图所示是一位同学制作的实验装置:轻弹簧竖直悬挂,下端恰与铜片接触。当开关闭合后,弹簧时伸时缩,灯泡时明时暗。关于这个实验现象,下列说法中正确的是 (　 ) A.有电流通过弹簧时,各匝环形电流互相吸引致使弹簧收缩 B.有电流通过弹簧时,各匝环形电流互相排斥致使弹簧伸长 C.弹簧收缩与铜片分离时,通过灯泡的电流较小,灯泡较暗 D.弹簧伸长与铜片接触时,通过灯泡的电流较大,灯泡明亮 10.如图所示,在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环,圆环处于静止状态,圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中,环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°,此时悬线的拉力为F。若圆环通电,使悬线的拉力刚好为零,则环中电流的大小和方向是 (　 ) A.大小为,沿顺时针方向 B.大小为,沿逆时针方向 C.大小为,沿顺时针方向 D.大小为,沿逆时针方向 11.(9分)赤道上的地磁场可以看成沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度的大小B=5×10-5 T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线,长L=20 m,载有从西向东的电流I=30 A。取g=10 m/s2。 (1)求地磁场对这根导线的作用力的大小和方向;(3分) (2)若保持导线中的电流不变,要使这根导线悬浮在空中并保持静止状态,不计空气浮力,则导线单位长度的质量为多少?(6分) 12.(10分)如图所示, 在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源, 在相距1 m的平行导轨上放一质量为m=0.3 kg的金属棒ab, 通以从b→a、I=3 A的电流,磁场方向竖直向上,这时金属棒恰好静止(g=10 m/s2)。求: (1)匀强磁场磁感应强度的大小;(5分) (2)ab棒对导轨的压力的大小。(5分) 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 配套检测卷答案 课时跟踪检测(一) 1.选B　赤道上空地磁场的方向由南向北,根据左手定则可知,此导线所受安培力的方向由东向西,B正确。 2.选D　A图中磁场方向和电流方向平行,导线不受安培力作用;根据左手定则可知,B图中安培力的方向应竖直向上,C图中安培力的方向应竖直向下,D图中安培力的方向水平向右。D正确。 3.选B　安培力F的方向垂直于磁感应强度B与电流I构成的平面,因此F必垂直于B、I,但B与I不一定垂直,故选项B正确。 4.选B　当MN在原位置时,安培力的大小为F=IlB,当MN在纸面内绕M端旋转时,其大小仍是IlB,故安培力的大小是不变的,B正确。 5.选D　根据安培力公式F=IlBsin θ,导线转动前,电流方向与磁场方向垂直,θ=90°;当导线转过一个小角度θ后,电流方向与磁场方向不再垂直,安培力变小;当导线转过90°时,电流方向与磁场方向平行,安培力为零。根据左手定则判断知,导线逆时针转动0~90°过程中,安培力的方向始终垂直纸面向外;在导线再继续转动90°过程中,安培力由零增至最大,方向始终垂直纸面向里,选项D正确。 6.选A　在开关S接通后,线圈中电流由左侧流入,由安培定则可知电磁铁右侧为N极,故导线所在处的磁场方向向左,由左手定则可知,导线所受安培力方向竖直向上,A正确。 7.选C　由左手定则可知,线圈所受安培力向左,大小为F=2nBIL=2×50×0.3×100×10 N=30 000 N,故选C。 8.选AC　根据题意,由左手定则可知,通电后线框所受安培力向下,则通电后两绳拉力变大,故A正确,B错误;根据题意可知,ab间折线的长度是直线长度的2倍,且并联接入电路中,则通过直线的电流是通过折线的电流的2倍,即通过直线的电流为I,通过折线的电流为I,三角形线框所受安培力大小为F=BL·I+BL·I=BLI,故C正确,D错误。故选A、C。 9.选A　有电流通过弹簧时,各匝环形电流同向,相互吸引致使弹簧收缩,A正确,B错误;弹簧伸长与铜片接触,弹簧与灯泡并联,电路中总电阻较小,总电流较大,电源内阻分压较大,灯泡两端电压较小,灯泡较暗,同理可知弹簧收缩与铜片分离时,灯泡较明亮,C、D错误。 10.选A　圆环不通电时悬线拉力为F,可知F=mg。若圆环通电,使悬线拉力刚好为零,那么F安=mg,安培力方向竖直向上,电流应为顺时针方向,F安=2BIRsin 60°=BIR,联立得BIR=F,则I=,故A正确。 11.解析:(1)如图所示,由左手定则知安培力的方向竖直向上 F=BIL=3×10-2 N。 (2)要使导线静止在空中,则mg=BIL 可得==1.5×10-4 kg/m 可知导线单位长度的质量为1.5×10-4 kg。 答案:(1)3×10-2 N　方向竖直向上　(2)1.5×10-4 kg 12.解析:(1)金属棒ab静止,受力情况如图所示,沿斜面方向受力平衡, 则有mgsin 60°=IlBcos 60°, 解得B== T ≈1.73 T。 (2)根据平衡条件及牛顿第三定律得,金属棒ab对导轨的压力为:FN'=FN== N=6 N。 答案:(1)1.73 T　(2)6 N $