2024_2025学年新教材高中物理课后训练1安培力及其应用含解析鲁科版选择性必修第二册.docVIP

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安培力及其应用

(建议用时：40分钟)

◎题组一安培力的方向

1．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()

A．受到竖直向上的安培力

B．受到竖直向下的安培力

C．受到由南向北的安培力

D．受到由西向东的安培力

A[赤道上空地磁场方向水平由南向北，由左手定则可确定该导线受到安培力方向竖直向上，A正确。]

2．如图所示，磁感应强度和通电导体中的电流方向均垂直纸面对里，则关于通电导体所受磁场力，下面推断正确的是()

A．磁场力垂直导体，方向向左

B．磁场力垂直导体，方向向右

C．磁场力垂直导体，方向向上

D．磁场力为零

D[电流方向与磁场方向平行，通电导线所受磁场力为零，故选D。]

3．在如图所示的四个图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是()

ABCD

D[安培力的方向肯定与直导线和磁场所确定的平面垂直，A、B均错误；由左手定则可推断C错误，D正确。]

◎题组二安培力的大小

4．如图所示，水平面内一段通电直导线平行于匀强磁场放置，当导线以左端点为轴在水平平面内转过90°时(如图中虚线所示)，导线所受的安培力()

A．大小不变

B．大小由零渐渐增大到最大

C．大小由零先增大后减小

D．大小由最大渐渐减小到零

B[B和I平行时，导线所受安培力为零，当B和I的夹角θ增大时，F安＝BIlsinθ，F安增大，当B和I垂直时，F安最大，选项B正确，A、C、D错误。]

5．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于匀强磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则棒MN所受安培力大小()

A．F＝BId

B．F＝BIdsinθ

C．F＝eq\f(BId,sinθ)

D．F＝BIdcosθ

C[棒MN在磁场中有效电流的长度l＝eq\f(d,sinθ)，则F＝BIl＝eq\f(BId,sinθ)，C正确。]

6．如图所示，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．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIl

C[方法一：导线有效长度为2lsin30°＝l，依据安培力公式，该V形通电导线受到的安培力大小为BIl，C正确。

方法二：由安培力大小公式F＝IlB知V形导线每边受力为IlB，方向如图所示，其合力大小为2Fsin30°＝F＝IlB，C正确。]

◎题组三安培力作用下导体的运动

7．如图所示，在南北方向安放的长直导线的正上方用细线悬挂一条形小磁铁，当导线中通入图示的电流I后，下列说法正确的是()

A．磁铁N极向里转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力

B．磁铁N极向外转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力

C．磁铁N极向里转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力

D．磁铁N极向外转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力

C[由条形磁铁的磁场分布，并由左手定则，可知导线左半部分受到安培力方向垂直纸面对外，右半部分安培力方向垂直纸面对里，由牛顿第三定律得磁铁左半部分受到安培力方向垂直纸面对里，右半部分安培力方向垂直纸面对外，因此条形磁铁N极向里转。当转过90°时导线受力竖直向上，则磁铁受力竖直向下，导致悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力，故C正确。]

8．如图所示，在条形磁铁S极旁边悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流淌时，将会出现()

A．线圈向磁铁平移

B．线圈远离磁铁平移

C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁

D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁

D[解法一：电流元法结合特别位置法和等效法线圈所在处的磁场向左，由左手定则可知线圈左侧受安培力向外，右侧受力向里，所以从上往下看，线圈逆时针转动，转过90°后将环形电流等效成小磁针，由安培定则知其N极向左，与条形磁体的关系为异名磁极相对，所以相互吸引。

解法二：等效法

将环形电流等效成小磁针，由安培定则知其N极向里，受到条形磁体作用后其N极要指向左侧且相互靠近，故D正确。]

9．澳大利亚某高校制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s)。如图所示，若轨道宽为2m，长为100m，通过的电流为10A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度(轨道摩擦不计)。

[解析]依据v2－veq\o\al(2,0)＝2as得，炮弹的加速度大小为

a＝eq\f(v2,2s)＝eq\f(?10×103?2,2×100)m/s2＝5×105m/s2

依据牛顿