安培力2.doc

安培力2 一、不定项选择 1. 一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是 (　　 ) A．如果B＝2 T，F一定是1 N B．如果F＝0，B也一定为零 C．如果B＝4 T，F有可能是1 N D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行 C 【解析】当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0FBIL，A、D不正确，C正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确 2. 如下图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止．若磁感应强度B按如下图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是 (　　) A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动 B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动 C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小 D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小 AD 【解析】由安培力的表达式F＝BIL结合图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，在前周期内，安培力F方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在周期到周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至周期时速度减小到零，所以D正确；而后在周期到周期内，MN反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A正确 3. 如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab 、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 (　　) A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB A 【解析】本题考查安培力的大小与方向的判断．该导线可以用a与d之间的直导线长为(＋1)L来等效代替，根据F＝BIl，可知大小为(＋1)BIL，方向根据左手定则A正确 4. 如图长为2l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，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为 A．0　　　　　　 B．0.5BIl C．BIl D．2BIl 【答案】C 【解析】V形导线两部分的受力情况如图所示． 其中F＝BIl，V形导线受到的安培力应为这两个力的合力， 大小为F合＝2Fcos 60°＝BIl，故C项正确． 5. 如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为 (　　) A．0.1 A　　　　　　　　 B．0.2 A C．0.05 A D．0.01 A A 【解析】设线圈半径为R，通电导线受到的安培力 F＝nBI2πR，所受重力为G＝n2πRρg， 平衡时有：Fsin30°＝GnBI2πRsin30°＝n2πRρg， 得I＝，代入数据得I＝0.1 A．故A正确 6. 如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R ，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，，金属棒受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用下沿导轨匀速下滑，则在它下滑h高度的过程中，以下说法正确的是( ) Ａ．作用在金属棒上各力的合力做功为零 Ｂ．重力做功等于系统产生的电能 Ｃ．金属棒克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热 Ｄ．金属棒克服恒力F做功等于电阻R上产生的焦耳热 【答案】AC 7. MN和PQ为两根足够长的水平光滑金属导轨，导轨电阻不计，变压器为理想变压器，现在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，金属棒ab与导轨电接触良好，则以下说法正确的是( ) A．若ab棒匀速运动，则IR≠0，IC≠0 B．若ab棒匀速运动，则IR≠0，IC＝0