课时跟踪检测(二) 安培力的应用（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(二)　安培力的应用 1.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 2.一直导线平行于通电螺线管的轴线,放置在螺线管的上方,如图所示。如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流,则导线ab受安培力后的运动情况为 (　 ) A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 3.(2024·四川达州高二检测)如图所示为电磁轨道炮的工作原理图,质量为m的待发射弹体与轨道保持良好接触,并可在宽为d、长为L的两平行水平轨道之间无摩擦滑动,轨道间加有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场,恒定电流I从一条轨道流入,通过弹体流回另一条轨道。不计空气阻力,则弹体通过这一装置可以获得的最大速度为 (　 ) A. B. C. D. 4.如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两个同心半圆弧导线和直导线ab、cd连接而成的闭合回路,ab、cd段在同一条水平直线上,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。当P中通以方向向外的电流时 (　 ) A.导线框将向左摆动 B.导线框将向右摆动 C.从上往下看,导线框将顺时针转动 D.从上往下看,导线框将逆时针转动 5.如图所示,金属棒ab质量为m,通过电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面夹角为θ,ab静止于宽为l的水平导轨上。下列说法正确的是 (　 ) A.金属棒受到的安培力大小为F=BIlsin θ B.金属棒受到的摩擦力大小为f=BIlcos θ C.若只改变电流方向,金属棒对导轨的压力将增大 D.若只增大磁感应强度B后,金属棒对导轨的压力将增大 6.如图所示,一重为G1的通电圆环置于水平桌面上,圆环中电流方向为顺时针方向(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 7.(多选)如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线通以如图所示方向电流时,下列判断正确的是 (　 ) A.磁铁对桌面的压力增大,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.若将导线移至磁铁中点的正上方,电流反向,则磁铁对桌面的压力会减小 D.若将导线移至磁铁中点的正上方,电流反向,则磁铁对桌面的压力会增大 8.磁电式电表原理示意图如图所示,两磁极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是 (　 ) A.图示左侧通电导线受到安培力向下 B.a、b两点的磁感应强度相同 C.圆柱内的磁感应强度处处为零 D.c、d两点的磁感应强度大小相等 9.(多选)超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声船。如图是电磁船的简化原理图,MN和CD是与电源相连的两个电极,MN与CD之间的部分区域有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场由超导线圈产生,其独立电路部分未画出),通电的海水会受到安培力的作用,船体就在海水的反作用力推动下运动。以下说法正确的是 (　 ) A.电磁船将电能转化为船的机械能,效率可高达100% B.仅改变电流的方向,就能控制船前进或者后退 C.仅将磁场方向改变90°,就能控制船前进或者后退 D.仅将磁场方向改变180°,就能控制船前进或者后退 10.(2025·河南高考)(多选)手机拍照时手的抖动产生的微小加速度会影响拍照质量,光学防抖技术可以消除这种影响。如图所示,镜头仅通过左、下两侧的弹簧与手机框架相连,两个相同的线圈c、d分别固定在镜头右、上两侧,c、d中的一部分处在相同的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。拍照时,手机可实时检测手机框架的微小加速度a的大小和方向,依此自动调节c、d中通入的电流Ic和Id的大小和方向(无抖动时Ic和Id均为零),使镜头处于零加速度状态。下列说法正确的是 (　 ) A.若Ic沿顺时针方向,Id=0,则表明a的方向向右 B.若Id沿顺时针方向,Ic=0,则表明a的方向向下 C.若a的方向沿左偏上30°,则Ic沿顺时针方向,Id沿逆时针方向且Ic>Id D.若a的方向沿右偏上30°,则Ic沿顺时针方向,Id沿顺时针方向且Ic<Id 11.(8分)为了降低潜艇噪声,可用电磁推进器替代螺旋桨,如图所示为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电,上下表面绝缘,规格为a×b×c=0.4 m×0.3 m×0.2 m。空间内存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度大小B=10 T、方向竖直向下,若在推进器前后方向通以大小I=100 A,方向垂直纸面向外的恒定电流。 (1)推进器对潜艇提供的驱动力的方向怎样?(3分) (2)推进器对潜艇提供的驱动力的大小为多少?(5分) 12.(12分)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内分布着磁感应强度大小为B=0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.5 Ω的直流电源。现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2,已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求: (1)通过导体棒的电流;(3分) (2)导体棒受到的安培力大小;(3分) (3)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。(6分) 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(二) 1.选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,如图中虚线圆所示。通电后的圆线圈就是放置在该磁场中的通电导体,并受到安培力的作用,安培力方向可由左手定则判断。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,因此圆线圈将以MN为轴转动,D正确。 2.选D　通电螺线管的磁感线如图所示,由图示可知:导线左侧所处的磁场方向斜向上,导线右侧所处的磁场方向斜向下。由左手定则可知,导线左侧受力方向向外,导线右侧受力方向向里,故从上向下看,导线逆时针转动;当导线转动后,由左手定则可得导线还受向下的力。即从上向下看,导线逆时针转动且靠近通电螺线管,D正确。 3.选A　通电弹体在匀强磁场中受安培力的作用而加速,由动能定理有BIdL=m-0,解得vm=,故选A。 4.选D　由安培定则判断出通电导线P在ab处的磁场方向向下,在cd处的磁场方向向上,根据左手定则可知,ab受到的安培力向外,cd受到的安培力向里,从上往下看,导线框将逆时针转动。 5.选C　对金属棒进行受力分析,如图所示,根据安培力公式可得金属棒ab所受安培力为:F=BIl,根据平衡条件得:f=BIlsin θ,N=mg-BIlcos θ,若只增大磁感应强度B后,由上式可得金属棒对导轨的压力将减小,故A、B、D错误;改变电流方向,则金属棒所受的安培力与原来方向相反,则有N=mg+Fcos θ,所以金属棒对导轨的压力增大,故C正确。 6.选D　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,该小磁针的N极向下,S极向上,故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大于圆环的重力G1,磁铁对轻绳的拉力F'小于磁铁的重力G2,选项D正确。 7.选AC　根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向,再根据左手定则判断安培力方向,如图所示,根据牛顿第三定律知,电流对磁铁的作用力指向右下方,再结合平衡条件,可知通电后磁铁对桌面的压力变大,受到的静摩擦力方向向左,A正确,B错误;若将导线移至磁铁中点的正上方,电流反向,导线受到的安培力竖直向下,水平方向无作用力,根据牛顿第三定律可知,磁铁受到向上的力,对桌面的压力减小,C正确,D错误。 8.选A　由左手定则可知,题图示左侧通电导线受到安培力向下,选项A正确;a、b两点的磁感应强度大小相同,但是方向不同,选项B错误;磁感线是闭合的曲线,则圆柱内的磁感应强度不为零,选项C错误;因c点处的磁感线较d点密集,可知 c点的磁感应强度大于d点的磁感应强度,选项D错误。 9.选BD　电磁船的工作原理是:通电的海水受到向后的安培力作用,获得一定的速度,根据牛顿第三定律可知,船体同时受到相反方向的作用力,故使船体向前运动。由于有一部分电能转化为海水的动能,电磁船将电能转化为船的机械能的效率不可能达到100%,故A错误;仅改变电流的方向,根据左手定则,会改变海水的受力方向,也改变船体的受力方向,故能控制船体的前进或后退,故B正确;仅将磁场方向改变90°,根据左手定则,海水将不受安培力或受到的安培力方向向上或向下,无法控制船前进或者后退,故C错误;仅将磁场方向改变180°,根据左手定则,会使海水的受力方向相反,进而使船体的受力方向相反,可以控制船前进或者后退,故D正确。 10.选BC　若Ic沿顺时针方向,Id=0,c线圈所受安培力方向水平向右,为使镜头处于零加速度状态,镜头应受到弹簧水平向左的拉力,所以手机框架应向左做加速运动,所以a方向向左,A错误;若Id沿顺时针方向,Ic=0,d线圈所受安培力方向竖直向上,同理可知,手机框架应向下做加速运动,所以a方向向下,B正确;若a的方向沿左偏上30°,说明左、下两侧弹簧对镜头的合力方向沿左偏上30°,为使镜头保持零加速度状态,c、d线圈所受安培力的合力方向应沿右偏下30°,根据力的合成与分解可知,c线圈所受安培力方向水平向右,d线圈所受安培力方向竖直向下,且向右的安培力大于向下的安培力,根据左手定则可知,Id沿逆时针方向,Ic沿顺时针方向,由F=BIL可知,Ic>Id,C正确,同理可知,D错误。 11.解析:(1)磁场方向向下,电流方向向外,依据左手定则,则安培力方向向右,因此驱动力方向向左。 (2)根据安培力公式F=BIl=10×100×0.3 N=300 N,可得F驱=F=300 N。 答案:(1)驱动力方向向左　(2)300 N 12.解析:(1)根据闭合电路欧姆定律, 有I== A=1.5 A。 (2)导体棒受到的安培力大小为 F安=ILB=1.5×0.4×0.5 N=0.3 N。 (3)对导体棒受力分析如图所示,将重力正交分解得mgsin 37°=0.24 N<F安 根据平衡条件,有mgsin 37°+Ff=F安 代入数据解得Ff=0.06 N。 摩擦力的方向沿金属导轨平面向下。 答案:(1)1.5 A　(2)0.3 N　(3)0.06 N　方向沿金属导轨平面向下 $