鲁科版高中物理选择性必修第2册课后习题 第1章 安培力与洛伦兹力 第1节 安培力及其应用.docVIP

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第1章安培力与洛伦兹力

第1节安培力及其应用

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法正确的是 ()

A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同

B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直

C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度的方向垂直

D.安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流方向垂直

解析安培力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于电流的方向,即垂直于磁场与电流所决定的平面,但电流方向与磁场方向不一定垂直。

答案D

2.如图所示,电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成。当电源接通后,磁场对流过炮弹的电流产生力的作用,使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()

解析由左手定则可知,A中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后,B中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前,C中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力为零,D中磁感应强度方向使炮弹受到的安培力为零,只有B符合实际。

答案B

3.如图所示,MN中电流为I,导轨垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AK与CD相距为d,则MN所受安培力大小为()

A.F=BId B.F=BIdsinθ

C.F=BIdsinθ

解析题中磁场和电流垂直,θ角仅是导轨与金属杆MN间的夹角,不是电流与磁场的夹角。

答案C

4.一根容易发生形变的弹性导线两端固定,导线中通有电流,方向竖直向上。当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是()

解析用左手定则可判断出,A中导线所受安培力为零,B中导线所受安培力垂直于纸面向里,C、D中导线所受安培力向右,导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致,故D正确,A、B、C错误。

答案D

5.(湖北孝感高二期中)如图所示,A为一水平旋转的橡胶圆盘,带有大量均匀分布的正电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向已在图中标出。当圆盘绕中心轴OO按图示方向高速转动时,通电直导线所受安培力的方向是()

A.竖直向上 B.竖直向下

C.水平向外 D.水平向里

解析带正电圆盘如题图转动时,从上向下看,形成顺时针方向的电流,根据右手螺旋定则可知,在圆盘正上方形成的磁场方向竖直向下,根据左手定则,通电直导线所受安培力的方向水平向外,故选C。

答案C

6.如图所示,D为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闭合后,导线D所受安培力的方向是()

A.向上 B.向下

C.向左 D.向右

解析由右手螺旋定则,软铁芯在导线处的磁场方向向左,由左手定则,导线D受到的安培力方向向上,选项A正确。

答案A

7.(多选)一根长为0.2m、电流为2A的通电直导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到安培力的大小可能是()

A.0.4N B.0.2N

C.0.1N D.0N

解析据安培力的定义,当磁感应强度与通电直导线方向垂直时,安培力有最大值,为F=BIl=0.5×2×0.2N=0.2N。当磁感应强度与通电直导线方向平行时,安培力有最小值,为0N。随着二者方向夹角的变化,安培力大小可能在0.2N与0N之间取值。

答案BCD

关键能力提升练

8.(多选)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。关于导线abcd所受磁场作用力的合力,下列说法正确的是()

A.方向沿纸面垂直bc向上,大小为(2+1)IlB

B.方向沿纸面垂直bc向下,大小为(2+1)IlB

C.若在纸面内将abcd逆时针旋转30°,力的大小不变

D.若在纸面内将abcd逆时针旋转60°,力的大小减半

解析整段导线的有效长度为(2+1)l,由安培力公式F=BIl可知,导线abcd所受磁场作用力的合力大小为(2+1)BIl,方向垂直bc向上。在纸面内将abcd旋转任何角度,安培力的大小均不变,故A、C正确,B、D错误。

答案AC

9.在xOy水平面中有一通电直导线与y轴平行,导线中电流方向如图所示,该区域有匀强磁场,通电导线所受磁场力的方向与Oz轴正方向相同,该磁场的磁感应强度的方向()

A.一定沿x轴负方向 B.一定沿y轴负方向

C.可能沿z轴正方向 D.可能沿x轴负方向

解析由左手定则知,磁感应强度一定有沿x轴负方向的分量,或者磁感应强度沿x轴负方向,选D。

答案D

10.如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行