安培力综合练习 经典 (含答案详解).docVIP

安培力作用下导体的运动 图355 1．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图355所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是 (　　) A．都绕圆柱体转动 B．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度 C．彼此相向运动，电流大的加速度大 D．彼此背向运动，电流大的加速度大 答案　B 安培力作用下导体的平衡 图356 2．如图356所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为(　　) A.eq \f(mg,Il)tan θ，竖直向上 B.eq \f(mg,Il)tan θ，竖直向下 C.eq \f(mg,Il)sin θ，平行悬线向下 D.eq \f(mg,Il)sin θ，平行悬线向上 答案　D 解析　要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为Fmin＝mgsin θ，即IlBmin＝mgsin θ，得Bmin＝eq \f(mg,Il)sin θ，方向应平行于悬线向上．故选D. 安培力和牛顿第二定律的结合 图357 3．澳大利亚国立大学制成了能把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357所示，若轨道宽为2 m，长为100 m 答案　55 T 解析　由运动学公式求出加速度a，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B. 根据2ax＝veq \o\al(2,t)－veq \o\al(2,0)得炮弹的加速度大小为a＝eq \f(v\o\al(2,t),2x)＝eq \f(?10×103?2,2×100) m/s2＝5×105 m/s2. 根据牛顿第二定律F＝ma得炮弹所受的安培力F＝ma＝2.2×10－3×5×105 N＝1.1×103 N， 而F＝BIL，所以B＝eq \f(F,IL)＝eq \f(1.1×103,10×2) T＝55 T. (时间：60分钟) 题组一　安培力作用下导体的运动 图358 1．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图388所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是(　　) A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下跳动 D．弹簧仍静止不动 答案　C 解析　因为通电后，线圈中每一圈之间的电流是同向的，互相吸引，线圈就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，线圈就又掉下来接通电路……如此通断通断，就上下跳动． 图359 2．通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图359所示．下列哪种情况将会发生(　　) A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动 B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动 C．L2绕轴O按顺时针方向转动 D．L2绕轴O按逆时针方向转动 答案　D 解析　由右手螺旋定则可知导线L1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D选项对． 3. 图3510 (2013·贵州五校联考)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3510所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受磁场力方向后的运动情况为(　　) 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 答案　D 解析　本题考查安培定则以及左手定则，意在考查学生对安培定则以及左手定则的应用的理解，先由安培定则判断通电螺线管的南北两极，找出导线左右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图(a)所示． 可以判断导线受磁场力后从上向下看按逆时针方向转动，再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受磁场力的方向，如图(b)所示，导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误． 　　 　　　　图(a)　　　　　　　　　　图(b) 图3511 4．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图3511所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将(　　) A．不动 　　　 B．顺时针转动 C．逆时针转动 　　　 D．向纸面内平动 答案　B 解析　法