5.1 磁场 安培力（分层作业）物理沪科版选择性必修第二册

5.1 磁场 安培力（解析版） 目　录 2 一、安培力的方向与左手定则 2 二、安培力的大小与有效长度 5 三、平行通电导线间的相互作用 9 四、安培力作用下的平衡 12 五、安培力的应用 18 20 一、安培力的方向与左手定则 1．下列各选项图中，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则，可知A图中通电直导线所受安培力的方向垂直导线斜向上，A错误； B．让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则，可知B图中通电直导线所受安培力的方向水平向右，B正确； C．让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则，可知C图中通电直导线所受安培力的方向竖直向下，C错误； D．让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则，可知D图中通电直导线所受安培力的方向水平向左，D错误。 故选B 。 2．在磁场中有一条通电直导线，图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向（“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“⊗”表示电流垂直于纸面向里），其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】ACD．由左手定则可知，A项中安培力的方向竖直向下，C项中安培力的方向垂直纸面向里，D项中安培力方向水平向右，故A正确，BC错误； B．由于电流方向与磁场方向平行，导线不受安培力，故B错误； 故选A。 3．下列说法错误的是（　　） A．地磁南极在地理北极附近 B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．安培力F的方向一定垂直于磁感应强度B的方向，但是磁感应强度B的方向不一定垂直于电流I的方向 D．磁感线的疏密代表磁场的强弱 【答案】B 【详解】A．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故A正确，不满足题意要求； B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，可能是电流方向与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故B错误，满足题意要求； C．根据左手定则可知，安培力的方向一定垂直于磁感应强度的方向，但是磁感应强度的方向不一定垂直于电流的方向，故C正确，不满足题意要求； D．磁感线的疏密代表磁场的强弱，磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏的地方磁场弱，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 4．如图，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方，导线可以自由转动，当导线中通入水平向右的电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（　　） A．逆时针方向转动，同时下降 B．逆时针方向转动，同时上升 C．顺时针方向转动，同时下降 D．顺时针方向转动，同时上升 【答案】A 【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段与右侧一小段所受安培力的方向如图甲所示 两段所受安培力方向相反，从上往下看，导线将逆时针转动，当转动90°时，导线所受的安培力方向向下，如图乙所示，所以导线的运动情况为逆时针转动，同时下降。 故选A。 5．如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关后的一小段时间内，导线的A端向______转动（选填“上”、“下”、“内”或“外”）；悬线的张力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 内 变大 【详解】[1]当接通开关S时，根据安培定则知，直导线AB附近的磁感线的分布如图所示 由左手定则知，直导线A端部分的受力指向纸内，B端部分的受力指向纸外，故从上向下看，直导线将顺时针转动，故导线的A端向内转动； [2]根据特殊位置法，当直导线转到与磁感线垂直（即转过90°）时，导线受到竖直向下的安培力，也就是说在直导线转动的过程中受到悬线的张力逐渐变大。 二、安培力的大小与有效长度 6．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（    ）    A．0 B．BIl C．2BIl D． 【答案】C 【详解】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为 Fab=BI∙2l=2BIl 则该导线受到的安培力为2BIl。 故选C。 7．如图所示，在空间中分布着沿轴正方向、磁感应强度大小为的匀强磁场，将一金属导线制成半径为的圆环放置在平面内。当圆环中通过由到的电流时，圆环受到的安培力大小和方向分别为（    ） A．BIr，垂直xOy平而向里 B．Blr，垂直xOy平面向外 C．，垂直平面向外 D．，垂直平面向里 【答案】A 【详解】线圈在磁场中的等效长度为r，方向沿y轴正向，则受安培力大小为BIr，由左手定则可知，安培力方向垂直xOy平而向里。 故选A。 8．如图甲所示，长为3l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力为F，若将该直导线折成正三角形，如图乙所示，其他条件不变，当电流I从A端流入、C端流出时，则三角形通电导线所受的安培力大小为（　　） A．F B．F C．F D．F 【答案】B 【详解】折成V形时，通电导线在磁场中的有效长度为1.5l，其所受的安培力F＝1.5IlB 折成正三角形后，三角形通电导线所受的安培力F′等于ABC段、AC段所受安培力之和，而ABC段和AC段在磁场中的有效长度均为l，根据并联分流规律知，通过ABC段、AC段的电流分别为I、I，则F′＝Bl·I＋Bl·I＝F。 故选B。 9．如图甲所示，长为2l的直导线MN折成边长相等、夹角为60°的“V”形并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中。当导线中通以电流I时，该“V”形通电导线受到的安培力大小为F。若如图乙所示，在MN间接上长为l的相同直导线，使从M点流入、N点流出的电流仍为I，则该三角形通电导线受到的安培力大小为（　　） A．0 B．0.5F C．F D．1.5F 【答案】C 【详解】根据题意，对弯折的导线，其所受安培力的有效长度为电流流入端、电流流出端两点连线的直线长度，对于甲图有 对于乙图 又有 则有 故选C。 10．如图所示，∧形金属丝的每根直线段长为，与轴所成的夹角为，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为。若通过导线的电流为，求金属丝所受安培力的合力__________。 【答案】0.16 【详解】由题可知，金属丝每段长度，与轴夹角，磁感应强度，电流。金属丝在匀强磁场中所受安培力的合力等于连接始末两点的直导线所受的安培力，等效长度为金属丝两端点间的直线距离，即 根据安培力公式 解得 三、平行通电导线间的相互作用 11．如图，两根平行长直导线相距，通有大小相等、方向相同的恒定电流，、、是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、和。下列说法正确的是（     ） A．处的磁感应强度最大 B．处的磁感应强度最小 C．两平行长直导线相互吸引 D．若增大其中一根导线中的电流，则该导线所受安培力增大，另一根导线所受安培力不变 【答案】C 【详解】AB．根据安培定则判断可知左侧导线在点产生的磁场方向垂直纸面向里，在、点产生的磁场方向垂直纸面向外，右侧导线在、点产生的磁场方向垂直纸面向里，在点产生的磁场方向垂直纸面向外，由题意知与左侧导线的距离为，离导线越近，磁场越强，则处的磁感应强度大小比处的大。而处的磁感应强度为0，AB错误； C．根据平行通电导线相互作用的规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。图中的两平行导线中通有同向电流，应互相吸引，C正确。 D．由牛顿第三定律，两导线之间的安培力为相互作用力，大小相等，方向相反。增大电流，两导线受到的安培力都会增大，D错误。 故选C。 12．两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由安培定则可知方向向下的电流在方向向上的电流处磁场垂直向外，由左手定则可知受力向右；同理可知受力向左，即两导线相互排斥，由牛顿第三定律可知两力大小相等；两根相同的弹性导线形变量相同，故C正确，ABD错误。 故选C。 13．如图所示，固定在光滑水平桌面上的导体棒MN中通有较强的恒定电流，PQ是一段能够在水平桌面上自由运动的导体棒。初始时刻，PQ垂直于MN放在MN的一侧，现给PQ通以恒定电流，则下列四幅图中，能够正确反映此后紧接着的一段时间内PQ的可能位置的是（时间先后顺序为a，b，c）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据右手螺旋定则分析可知，导体棒MN在上方产生的磁场方向垂直于纸面向外。导体棒PQ电流方向向上，根据左手定则可知，导体棒PQ所受安培力方向向右。根据通电直导线在周围产生的磁场分布可知，离导体棒MN越近，磁场越强，离导体棒MN越远，磁场越弱。所以导体棒PQ下半部分受力大于上半部分受力。 故选D。 14．如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，b受到的磁场力大小仍为F，则此时a受到的磁场力为________。 【答案】 【详解】[1]根据电流之间的相互作用规律：“同向相吸，异向相斥”，可知a受到的磁场力方向水平向左，b受到a的磁场力方向水平向右，由于a、b间的磁场力是两导体棒的相互作用，故b受到a的磁场力为。 [2]中间再加一通电导体棒时，由于c处于中间，其在a、b两位置产生的磁感应强度大小相同，故b受到的磁场力为a受磁场力的2倍，b受合磁场力大小变成F，则一定受到c的磁场力大小为2F，方向水平向左，根据电流之间的相互作用规律：“同向相吸，异向相斥”，可知c中电流方向竖直向上，则此时a受c的磁场力大小为F，方向水平向左，故此时a受合磁场力为 四、安培力作用下的平衡 15．平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．甲图中受到的安培力方向水平向左 B．乙图中受到的安培力大小为 C．丙图中可能不受摩擦力 D．三幅图中，受到的安培力大小均不相等 【答案】C 【详解】A．根据左手定则可知，甲图中受到的安培力方向水平向右，选项A错误；     B．乙图中受到的安培力大小为，选项B错误； C．丙图中受安培力沿斜面向上，则当F安=mgsinβ时，导体棒ab不受摩擦力，选项C正确； D．三幅图中，受到的安培力大小均相等，均为BIL，选项D错误。 故选C。 16．如图甲，金属杆ab的质量为m，通过的电流为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成角斜向上，结果ab静止于间距为l的水平导轨上。重力加速度为g。则金属杆对导轨的压力大小为________。 【答案】 【详解】设金属棒对导轨的压力为，由牛顿第三定律得导轨对金属棒的支持力 分析金属棒受力，由平衡条件得 解得 17．倾角为 的斜面上，有质量为m，同一材质制成的均匀光滑金属圆环，其直径 d恰好等于平行金属导轨的内侧宽度。如图，电源提供电流 I，圆环和轨道接触良好。下面的匀强磁场，能使圆环保持静止的是（已知重力加速度为g）（　　） A．磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小等于 B．磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小等于 C．磁场方向竖直向下，磁感应强度大小等于 D．磁场方向竖直向上，磁感应强度大小等于 【答案】B 【详解】AB．当磁场垂直于斜面时，圆环处于平衡状态，由此可知圆环所受的安培力沿斜面向上，根据安培左手定则可知磁场方向垂直于斜面向下，根据平衡条件，有 其中安培力为 联立解得 故B正确，A错误； C．磁场方向竖直向下，根据安培左手定则可知圆环所受的安培力水平向右。根据平衡条件，有 其中安培力为 联立解得 故C错误； D．磁场方向竖直向上，根据安培左手定则可知圆环所受的安培力水平向左，圆环不可能保持静止，故D错误。 故选B。 18．如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴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．tanθ与电流I成正比 D．sinθ与电流I成正比 【答案】D 【详解】A．当导线静止在图（a）右侧位置时，对导线做受力分析有 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； BCD．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 ，FT= mgcosθ 则可看出sinθ与电流I成正比，当I增大时θ增大，则cosθ减小，静止后，导线对悬线的拉力FT减小，BC错误、D正确。 故选D。 19．如图所示，相距的两条平行导轨组成的平面与水平面夹角，导轨两端M、N间接一电动势、内阻的电源。垂直于导轨平面有一匀强磁场，将质量，电阻的金属棒垂直放在平行导轨上，金属棒恰能静止不动。（导轨与金属棒接触良好，导轨与金属棒间摩擦力以及导轨电阻不计）。则： (1)磁场方向垂直于导轨平面________（A．向上    B．向下） (2)磁场的磁感应强度大小是________。 【答案】(1)B (2) 【详解】（1）金属棒静止在倾斜导轨上，所受安培力必须沿斜面向上，与重力分力平衡。 根据题目图片，电流从正极出发，经过M端流经金属棒，到达N端再回到负极。 由左手定则，要使安培力沿斜面向上，磁场方向应垂直于导轨平面向下。 故选B。 （2）由闭合电路欧姆定律，电流 由受力平衡可知 代入数据解得 20．如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时（　　） A．悬线上的拉力将不变 B．悬线上的拉力将变小 C．条形磁铁对水平桌面的压力将变大 D．条形磁铁对水平桌面的压力将变小 【答案】D 【详解】A B．根据条形磁铁磁场分布特点可知，通电导线处的磁场方向水平向右，由左手定则可知导线受竖直向下的安培力，所以悬线上的拉力变大。AB错误； CD．由牛顿第三定律可知，条形磁铁受电流对它竖直向上的力，所以条形磁铁对桌面压力变小，C错误，D正确。 故选D。 五、安培力的应用 21．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是（　　） A．电表里面是匀强磁场 B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用 C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大 D．改变电流方向，指针偏转方向不变 【答案】C 【详解】A．电表内的磁场是均匀辐向分布磁场，不是匀强磁场，A错误； B．铁芯被磁化变成了磁铁，它的磁场和线圈的磁场同向、相互叠加加强，增大线圈与磁场间的作用，B错误； C．线圈所受安培力力的大小随电流增大而增大，所以电表中通的电流越大，指针偏转角度越大，C正确； D．改变电流方向，线圈所受安培力力的方向发生变化，指针偏转方向发生改变，D错误。 故选C。 22．如图当左边导线框通以图示方向电流时，天平恰好平衡。如改变电流方向而仍维持天平平衡，则需在天平右端再加上质量为砝码。由此可见通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为（已知重力加速度为g）（　　） A． B． C． D．无法判断 【答案】B 【详解】根据左手定则，导线框通以图示方向电流时，安培力向上，电流反向后安培力大小不变，方向变成向下，假设通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为，根据平衡条件可得 解得 故选B。 23．电磁炮模型如图所示，已知轨道长度为固定值，且不计阻力，而炮弹从轨道左端由静止开始匀加速，所受的动力F正比于输入电流的平方，若希望到右端时的速度加倍，可行的方式为（　　） A．仅将电流加倍 B．仅将质量减半 C．电流、质量都加倍 D．以上均不对 【答案】A 【详解】对于炮弹的加速过程，根据动能定理有 又（k为比例系数） 联立得 因轨道长度为固定值，则 所以，若使炮弹到右端时的速度加倍，可仅将电流加倍，也可仅将质量减为原来的。 故选A。 24．某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图（a）所示两平行金属导轨CD、EF间距为，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为）相连，质量为、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数I就可以知道待测物体的质量m。m与I的图像如图（b）所示，其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g取，求： (1)求秤盘的质量； (2)匀强磁场磁感应强度B； (3)求此“电磁秤”的称量物体的最大质量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电流方向，根据左手定则，金属棒所受安培力方向沿导轨向下，对金属棒与秤盘和盘上的待测物体进行分析，根据平衡条件有 结合题中数据解得 结合图像有 解得 （2）结合上述，根据图像有 解得 （3）结合上述可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，回路中电流最大达到，超电流表量程，故电流最大值取，此时金属棒所受安培力最大，结合上述可知，此时待测物体质量最大 解得 25．如图，在绝缘的水平桌面上，固定着两个圆环，它们的半径相等，环面竖直，相互平行，间距为L＝20cm。两环均由均匀的电阻丝制成，电阻都是9Ω，在两环的最高点a和b之间接有一个内阻为r＝0.5Ω的电池，连接导线的电阻可忽略不计，空间有竖直向上的磁感应强度为B＝0.346T的匀强磁场，一根长度等于两环间距、质量为、电阻为R＝1.5Ω的均匀导体棒水平地置于两环内侧，不计与环间的摩擦，当将棒放在其两端点与两环最低点之间所夹圆弧对应的圆心角θ＝60°时，棒刚好静止不动，g取，求： (1)每个圆环对导体棒的支持力N的大小； (2)经过导体棒的电流强度I； (3)求电源的电动势E。 【答案】(1)0.1N (2)2.5A (3)15V 【详解】（1）对金属棒受力分析可知 可得N=0.1N （2）根据 可得 （3）由几何关系可知，每个圆环接入电路的电阻分别为3Ω和6Ω并联，即 根据闭合电路的欧姆定律 解得E=15V 26．为了测定某沿水平方向的匀强磁场的磁感应强度（远大于地磁场的磁感应强度），某同学利用如图所示装置进行了如下操作： ①在水平地面放置的灵敏电子秤的绝缘托盘上，沿东西方向放置一根金属直杆OA，杆的两端与外电源相连（图中未画出）； ②在杆内通以沿O→A方向、大小为I的恒定电流后，绕O点沿逆时针改变杆的摆放角度，俯视图如图甲所示； ③测量杆与正东方向的夹角θ及对应的电子秤示数m，绘制出图乙所示的图线，图线上的最大值和最小值分别为和，对应的角度为。已知杆的长度为L、重力加速度为g。 (1)金属直杆的质量为______； (2)待测磁场的磁感应强度大小为______，方向与正东方向的夹角______。 (3)若考虑地磁场，通过该方法测得的磁感应强度______（选涂“A．偏大”、“B．偏小”或“C．无误差”）。 【答案】(1) (2) (3)B 【详解】（1）金属直杆在磁场中会受到安培力的作用，当安培力方向竖直向上时，电子秤的示数最小，此时应该有 当安培力方向竖直向下时，电子秤的示数最大，此时 联立方程可得 （2）[1][2]当金属直杆与东方的角度为时，示数是最大的，说明金属杆受到竖直向上的最大安培力，此时磁感应强度的方向应该与金属直杆垂直，根据左手定则可判断磁感应强度的方向与此时OA方向垂直且在图像中斜向下，即。 安培力的大小应为 代入数据可得 （3）地磁场具有平行地面指向北方的分量，与此时的磁感应强度方向夹角为钝角，合场强小于原磁感应强度的大小，所以测量值会偏小。 故选B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 磁场 安培力（原卷版） 目　录 2 一、安培力的方向与左手定则 2 二、安培力的大小与有效长度 4 三、平行通电导线间的相互作用 7 四、安培力作用下的平衡 9 五、安培力的应用 12 13 一、安培力的方向与左手定则 1．下列各选项图中，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是（　　） A． B． C． D． 2．在磁场中有一条通电直导线，图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向（“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“⊗”表示电流垂直于纸面向里），其中正确的是（　　） A． B． C． D． 3．下列说法错误的是（　　） A．地磁南极在地理北极附近 B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．安培力F的方向一定垂直于磁感应强度B的方向，但是磁感应强度B的方向不一定垂直于电流I的方向 D．磁感线的疏密代表磁场的强弱 4．如图，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方，导线可以自由转动，当导线中通入水平向右的电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（　　） A．逆时针方向转动，同时下降 B．逆时针方向转动，同时上升 C．顺时针方向转动，同时下降 D．顺时针方向转动，同时上升 5．如图所示，将通电直导线AB用悬线悬挂在电磁铁的正上方，直导线可自由转动，则接通开关后的一小段时间内，导线的A端向______转动（选填“上”、“下”、“内”或“外”）；悬线的张力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 二、安培力的大小与有效长度 6．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（    ）    A．0 B．BIl C．2BIl D． 7．如图所示，在空间中分布着沿轴正方向、磁感应强度大小为的匀强磁场，将一金属导线制成半径为的圆环放置在平面内。当圆环中通过由到的电流时，圆环受到的安培力大小和方向分别为（    ） A．BIr，垂直xOy平而向里 B．Blr，垂直xOy平面向外 C．，垂直平面向外 D．，垂直平面向里 8．如图甲所示，长为3l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力为F，若将该直导线折成正三角形，如图乙所示，其他条件不变，当电流I从A端流入、C端流出时，则三角形通电导线所受的安培力大小为（　　） A．F B．F C．F D．F 9．如图甲所示，长为2l的直导线MN折成边长相等、夹角为60°的“V”形并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中。当导线中通以电流I时，该“V”形通电导线受到的安培力大小为F。若如图乙所示，在MN间接上长为l的相同直导线，使从M点流入、N点流出的电流仍为I，则该三角形通电导线受到的安培力大小为（　　） A．0 B．0.5F C．F D．1.5F 10．如图所示，∧形金属丝的每根直线段长为，与轴所成的夹角为，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为。若通过导线的电流为，求金属丝所受安培力的合力__________。 三、平行通电导线间的相互作用 11．如图，两根平行长直导线相距，通有大小相等、方向相同的恒定电流，、、是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、和。下列说法正确的是（     ） A．处的磁感应强度最大 B．处的磁感应强度最小 C．两平行长直导线相互吸引 D．若增大其中一根导线中的电流，则该导线所受安培力增大，另一根导线所受安培力不变 12．两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 13．如图所示，固定在光滑水平桌面上的导体棒MN中通有较强的恒定电流，PQ是一段能够在水平桌面上自由运动的导体棒。初始时刻，PQ垂直于MN放在MN的一侧，现给PQ通以恒定电流，则下列四幅图中，能够正确反映此后紧接着的一段时间内PQ的可能位置的是（时间先后顺序为a，b，c）（　　） A． B． C． D． 14．如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，b受到的磁场力大小仍为F，则此时a受到的磁场力为________。 四、安培力作用下的平衡 15．平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．甲图中受到的安培力方向水平向左 B．乙图中受到的安培力大小为 C．丙图中可能不受摩擦力 D．三幅图中，受到的安培力大小均不相等 16．如图甲，金属杆ab的质量为m，通过的电流为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成角斜向上，结果ab静止于间距为l的水平导轨上。重力加速度为g。则金属杆对导轨的压力大小为________。 17．倾角为 的斜面上，有质量为m，同一材质制成的均匀光滑金属圆环，其直径 d恰好等于平行金属导轨的内侧宽度。如图，电源提供电流 I，圆环和轨道接触良好。下面的匀强磁场，能使圆环保持静止的是（已知重力加速度为g）（　　） A．磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小等于 B．磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小等于 C．磁场方向竖直向下，磁感应强度大小等于 D．磁场方向竖直向上，磁感应强度大小等于 18．如图（a），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴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．tanθ与电流I成正比 D．sinθ与电流I成正比 19．如图所示，相距的两条平行导轨组成的平面与水平面夹角，导轨两端M、N间接一电动势、内阻的电源。垂直于导轨平面有一匀强磁场，将质量，电阻的金属棒垂直放在平行导轨上，金属棒恰能静止不动。（导轨与金属棒接触良好，导轨与金属棒间摩擦力以及导轨电阻不计）。则： (1)磁场方向垂直于导轨平面________（A．向上    B．向下） (2)磁场的磁感应强度大小是________。 20．如图所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时（　　） A．悬线上的拉力将不变 B．悬线上的拉力将变小 C．条形磁铁对水平桌面的压力将变大 D．条形磁铁对水平桌面的压力将变小 五、安培力的应用 21．磁电式仪表的基本组成部分是磁铁、线圈、铁芯等，下列关于电表的说法中正确的是（　　） A．电表里面是匀强磁场 B．电表里面的铁芯是为了减小线圈与磁场间的作用 C．电表中通的电流越大，指针偏转角度越大 D．改变电流方向，指针偏转方向不变 22．如图当左边导线框通以图示方向电流时，天平恰好平衡。如改变电流方向而仍维持天平平衡，则需在天平右端再加上质量为砝码。由此可见通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为（已知重力加速度为g）（　　） A． B． C． D．无法判断 23．电磁炮模型如图所示，已知轨道长度为固定值，且不计阻力，而炮弹从轨道左端由静止开始匀加速，所受的动力F正比于输入电流的平方，若希望到右端时的速度加倍，可行的方式为（　　） A．仅将电流加倍 B．仅将质量减半 C．电流、质量都加倍 D．以上均不对 24．某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图（a）所示两平行金属导轨CD、EF间距为，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为）相连，质量为、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数I就可以知道待测物体的质量m。m与I的图像如图（b）所示，其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g取，求： (1)求秤盘的质量； (2)匀强磁场磁感应强度B； (3)求此“电磁秤”的称量物体的最大质量。 25．如图，在绝缘的水平桌面上，固定着两个圆环，它们的半径相等，环面竖直，相互平行，间距为L＝20cm。两环均由均匀的电阻丝制成，电阻都是9Ω，在两环的最高点a和b之间接有一个内阻为r＝0.5Ω的电池，连接导线的电阻可忽略不计，空间有竖直向上的磁感应强度为B＝0.346T的匀强磁场，一根长度等于两环间距、质量为、电阻为R＝1.5Ω的均匀导体棒水平地置于两环内侧，不计与环间的摩擦，当将棒放在其两端点与两环最低点之间所夹圆弧对应的圆心角θ＝60°时，棒刚好静止不动，g取，求： (1)每个圆环对导体棒的支持力N的大小； (2)经过导体棒的电流强度I； (3)求电源的电动势E。 26．为了测定某沿水平方向的匀强磁场的磁感应强度（远大于地磁场的磁感应强度），某同学利用如图所示装置进行了如下操作： ①在水平地面放置的灵敏电子秤的绝缘托盘上，沿东西方向放置一根金属直杆OA，杆的两端与外电源相连（图中未画出）； ②在杆内通以沿O→A方向、大小为I的恒定电流后，绕O点沿逆时针改变杆的摆放角度，俯视图如图甲所示； ③测量杆与正东方向的夹角θ及对应的电子秤示数m，绘制出图乙所示的图线，图线上的最大值和最小值分别为和，对应的角度为。已知杆的长度为L、重力加速度为g。 (1)金属直杆的质量为______； (2)待测磁场的磁感应强度大小为______，方向与正东方向的夹角______。 (3)若考虑地磁场，通过该方法测得的磁感应强度______（选涂“A．偏大”、“B．偏小”或“C．无误差”）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $