高考物理100考点最新模拟题千题精练专题3.3安培力（基础篇）（电磁部分）.docx

专题3.3 安培力（基础篇）一选择题1.（2019浙江绍兴模拟）如图所示是“巴罗轮”的示意图，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动，当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，下列说法中不正确的是（ ）A. 铝盘绕顺时针方向转动B. 只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变C. 只改变电流方向，铝盘的转动方向改变D. 同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变【参考答案】A【名师解析】铝盘、水银与电源构成一个闭合回路，铝盘中有电流，由左手定则可知：铝盘受到的安培力与盘的半径垂直，且沿逆时针方向，则铝盘沿逆时针方向转动，故A不正确； 只改变磁场的方向，由左手定则可知，铝盘受到的安培力方向将与开始时相反，所以铝盘的转动方向改变。故B正确； 电流方向反向，由左手定则可知，安培力方向反向，铝盘的转动方向反向，故C正确； 由左手定则可知，将电流及磁场方向同时改变，铝盘受力方向不变，铝盘的转动方向不变，故D正确； 本题选择不正确的，故选：A。2（6分）（2019河北唐山三模）在正方形四个顶点处各垂直于纸面放置一根长直导线，已知直导线中电流在某点产生磁场的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。四根导线中电流方向如图所示，四根导线中的电流大小均相等，若C处导线中的电流大小不变，方向反向，则A处导线受到的安培力与原来安培力之比（）A1：1B1：2C1：3D3：5【参考答案】C【名师解析】设电流强度大小为I，正方形的边长为a，直导线A的长度为L。根据题意可得B和D在A处的磁场大小均为B1，C处导线在A处的磁场大小为B2；根据导线间电流相互作用规律可知，电流方向相同相吸引、相反相排斥，则开始情况下A受到的安培力大小为：F1B1ILB2IL；若C处导线中的电流大小不变，方向反向，A受到的安培力大小为：F2B1IL+B2IL，所以，选项C正确，ABD错误。3.（2019山西晋城三模）如图所示，质量为m、半径为r的金属圆环立在绝缘水平面上，圆环的电阻为R，一根绝缘细线一端连在圆环上，另一端连接在天花板上，细线刚好拉直，且细线与竖直方向的夹角为60竖直虚线MN将圆环一分为二，在虚线MN右侧加一垂直于金属圆环面向里的匀强磁场，使磁场的磁感应强度B按B=kt（k为常数）的规律随时间t均匀增大，重力加速度为g，忽略圆环的粗细，t时刻，圆环对水平面的压力刚好为零，则t的值为（）A. B. C. D. 【参考答案】A【名师解析】对环受力分析，重力，水平向左的安培力，及绳子的拉力，如下图所示：依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有：FA=mgtan60，而FA=BIL，I=，E=，综合而得：t=，故选项A正确，BCD错误；4（2019吉林长春四模）（6分）如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流，细线中拉力不为零，两细线竖直。保持匀强磁场磁感应强度大小不变，方向缓慢地转过90变为竖直向下，在这个过程中（）A细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大 B细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小 D细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小【参考答案】A【命题意图】以共点力平衡为命题背景，考查学生的推理能力。【解题思路】初始状态时，金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡。由左手定则可判断出导体所受安培力F安BIL方向竖直向上。在磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90变为竖直向下的过程中，安培力的大小F安BIL不变，方向由竖直向上变为垂直纸面向里。由共点力平衡条件可知，细线向纸面内偏转。因为金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡，重力和安培力的合力与拉力等大反向，重力和安培力的大小不变，它们之间的夹角由180变为90，可知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大，选项A正确。5.如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极A，把A、B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来.若从上向下看，下列判断正确的是()A.A接电源正极，B接电源负极，液体顺时针旋转B.A接电源负极，B接电源正极，液体顺时针旋转C.A、B与50 Hz的交流电源相接，液体持续旋转D.仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变【参考答案】A【名师解析】若A接电源正极，B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，故A正确；同理，若A接电源负极，B接电源正极，根据左手定则可知，液体沿逆时针方向旋转，故B错误；A、B与50 Hz的交流电源相接，液体不会持续旋转，故C错误；若磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向改变，故D错误.6如图所示，有两根长为L，质量为m的细导体棒a、b；a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是()A方向向上B大小为C要使a仍保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移D若使b下移，a将不能保持静止【参考答案】ACD【名师解析】.根据右手定则，可知b在a处产生的磁感应强度方向为竖直向上，A正确；根据左手定则，可知a受到水平向右的安培力，还受竖直向下的重力，斜面给的支持力，合力为零，根据共点力平衡条件可得BILmg，解得B，B错误；重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小b在a处的磁感应强度，则磁场力减小，要使a仍平衡，根据受力平衡条件，则可使b上移，即b对a的磁场力斜向上，C正确；当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受到的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，故D正确7.（2018广州一模） 如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab长为l，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，方向与bc夹角为，则（ ）A， B，C， D，【参考答案】.D【命题意图】 本题考查安培力、左手定则及其相关的知识点。【解题思路】通电导线在匀强磁场中受到的安培力，其有效长度为ac连线的长度，L=，根据安培力公式F=BIL=BIl，根据左手定则，安培力的方向垂直于ac连线，方向与bc夹角的正切值，选项D正确。8. （2018浙江十校联盟）某同学自己制做了一个简易电动机，如图所示。其中矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并且作为线圈的转轴。现将线圈架在两个金属支架之间，此时线圈平面位于竖直面内，将永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将（ ）A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴上侧的绝缘漆刮掉 第10题图【参考答案】.A【命题意图】本题考查电动机原理、安培力及其相关的物理知识，意在考查运用相关知识分析解决实际问题的能力。【解题思路】将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，可使线圈受到垂直纸面水平方向的安培力作用转动，选项A正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则转动半周后受到相反的安培力作用，阻止线圈转动，选项B错误；若将左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，则线圈中无电流，不受安培力作用，不能使线圈转动，选项C错误；左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴上侧的绝缘漆刮掉，则线圈中无电流，不受安培力作用，不能使线圈转动，选项D错误。9（2018河北衡水六调）一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F。若将该导线做成圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为 ( )AF B CD【参考答案】.C【命题意图】 本题考查安培力及其相关的知识点。【解题思路】根据安培力公式，安培力F与导线长度L成正比；若将该导线做成圆环，由L=2R，解得圆环的半径R=，圆环ab两点之间的距离L=R=。由F/L=F/L解得：F=，选项C正确。10如图，ab、cd是两根长度均为L4.0 m，质量分别为m10.6 kg和m20.2 kg的金属棒，两根等长的细金属杆将两节干电池与两个金属棒串联成闭合回路，整个回路用绝缘细线悬挂在天花板上，保证金属棒水平。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B1.0 T，电路中的电流I0.5 A，待系统稳定之后(金属棒、细金属杆在力的作用下不会发生变形，取g10 m/s2)，则()A绝缘细线与竖直方向的夹角0 B绝缘细线与竖直方向的夹角45C细金属杆与竖直方向的夹角45 D细金属杆与竖直方向的夹角90【参考答案】AC【名师解析】以整体为研究对象，整体总共受到四个力的作用，水平方向上，两金属棒受到力的大小均为FBIL，方向相反的安倍力，这两个力互相平衡；竖直方向上，绝缘细线的拉力与总的重力平衡，因为重力的方向竖直向下，所以，绝缘细线的拉力一定是竖直向上，也就是说，绝缘细线与竖直方向的夹角为0，A正确，B错误；以cd棒为研究对象，cd棒受三个力而平衡，安培力FBIL10.54 N2 N，cd棒的重力m2g0.210 N2 N，由平衡条件得Fm2gtan ，解得45，即金属丝与竖直方向的夹角为45，C正确，D错误。11.如图所示，直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条长0.6 m的直导线沿Ox方向通有大小为9 A的电流，受到的安培力沿Oz方向，大小为2.7 N.则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为()A.平行于xOy平面，B0.5 T B.平行于xOz平面，B1.0 TC.平行于xOy平面，B0.2 T D.平行于xOy平面，B1.0 T【参考答案】A【名师解析】根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直，故磁场的方向一定平行于xOy平面；当电流、磁场互相垂直的时候，安培力最小，所以最小的磁感应强度为：B T0.5 T.，选项A正确。12.(2016甘肃兰州模拟)如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直。A导线中的电流方向垂直纸面向里，闭合开关S，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A.水平向左 B.水平向右 C.竖直向下 D.竖直向上【参考答案】D【名师解析】先根据安培定则判断通电螺线管在A处的磁场方向水平向左，再根据左手定则可判断A受力竖直向上，选项D正确。13（2016河南省名校联考）如题图所示，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中。当a导线通有电流强度为I，b导线通有电流强度2I，且电流方向相反时，a导线受到的磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为（ ）A B C D【参考答案】C【名师解析】设与导线所在平面垂直的匀强磁场的磁感应强度为B，a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为Ba，b通电导线的电流在a导线处产生的磁感应强度大小为Bb，根据题述可知：F1=(B+Bb)IL,，F2=(B+Ba)2IL,，Bb =2 Ba，联立解得：Ba=,，选项C正确。14实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。这种电流表的构造如题图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。当线圈通以如题17-17图乙所示的稳恒电流（b端电流流向垂直纸面向内），下列说法不正确的是（ ） 图乙图甲NA当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上。B线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动。C线圈的框架选择铝质材料，不仅考虑铝的密度小、强度高，更主要的是因为铝框转动时产生涡流，阻碍线圈的转动，这样有利于指针很快地稳定指到读数位置上D由于这种仪表是一种比较精密、容易损坏的仪器，所以在搬动运输这种电流表过程中，应该用导线将图中两接线柱直接连接，这样可以有效的减小线圈产生的摆动，以防止电表受损。【参考答案】A【名师解析】当线圈在如图乙所示的位置时，由左手定则可判断出b端受到的安培力方向向下，选项A不正确。15如图所示为一螺距较大、有弹性的通电螺线管的磁场截面分布图，虚线为螺线管的中轴线（与某一磁感线重合），ab为用绝缘细线悬挂的位于螺线管的正上方的通电直导线，其电流方向由a到b，电流很小，不影响螺线管磁场。下列说法正确的是（ ）A. P、Q两点的磁感应强度相同B. 直导线ab通电后，a端垂直纸面向外转动C. 断开螺线管的电源后，螺线管有沿水平方向向内收缩的趋势D. 将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管，电子将做匀速直线运动【参考答案】D【名师解析】P、Q两点的磁感应强度大小相同，方向不相同，选项A错误；直导线ab通电后，由左手定则可知，a端受安培力向里，则a端垂直纸面向里转动，选项B错误；螺线管通电时，各匝之间为同向电流，相互吸引，则断开螺线管的电源后，螺线管有沿水平方向向外扩张的趋势，选项C错误；长螺线管内部的磁场可认为是匀强磁场，将不计重力的电子沿中轴线射入螺线管，电子运动的方向与磁感线平行，不受洛伦兹力作用，则电子将做匀速直线运动，选项D正确；故选D.16一直导线平行于通电螺线