优化方案高中物理 3.4 安培力的应用课时作业（含解析）粤教版选修31.doc

安培力的应用一、单项选择题1关于电流表的工作原理，下列说法正确的是()a当电流通过表内线圈时，线圈受安培力的作用而一直转动下去b通过表内线圈的电流越大，指针偏转的角度也就越大c当通过电流表的电流方向改变时，指针的偏转方向不会改变d电流表在使用时，可以直接通过较大的电流解析：选b.当电流通过电流表内线圈时，线圈受到安培力力矩的作用发生转动，同时螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍转动的力矩，当安培力力矩与阻碍力矩平衡时，线圈停止转动；电流越大，安培力力矩越大，使得阻碍力矩也增大，指针的偏转角度也就越大，故a项错，b项对当改变电流方向时，线圈所受安培力力矩方向改变，使指针的偏转方向也改变，c项错由于线圈的铜线很细允许通过的电流很小，故d项错2(济南高二检测)某物理兴趣小组利用课外活动时间制作了一部温控式电扇(室温较高时，电扇就会启动)，其设计图分为温控开关、转速开关及电动机三部分，如图所示，其中温控开关为甲、乙两种金属材料制成的双金属片对电动机而言，电扇启动后，下列判断正确的是()a要使电扇转速加大，滑动片p应向b移动b面对电扇，电扇沿顺时针方向转动c面对电扇，电扇沿逆时针方向转动d电扇有时顺时针方向转动，有时逆时针方向转动解析：选b.滑动片p向b移动时，线圈中电流减小，电扇转速减小；由左手定则可判断线圈各边所受安培力的方向，可知线圈顺时针转动3如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的当电源接通后，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：选b.由左手定则判断可知b项正确4(湛江市高二调研)两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线ab是固定的，另一条导线cd能自由转动它们通以图示方向的直流电流时，cd导线将()a逆时针方向转动，同时靠近导线abb顺时针方向转动，同时靠近导线abc逆时针方向转动，同时离开导线abd顺时针方向转动，同时离开导线ab解析：选a.由安培定则可知直线电流产生的磁场是以直线电流为圆心的同心圆，ab中电流所产生的磁场在cd导线所在平面内的磁感线如图甲所示(俯视图甲)由左手定则可知，cd通电导线在m点受到的磁场力垂直于纸面向里，在n点受到的磁场力垂直于纸面向外由于磁场的对称性，m、n两点的磁场力大小相等、方向相反，使得cd通电导线转动起来，即cd电流将会转到与ab同向的位置在图乙中，cd中的电流所受到的磁场力由左手定则可知(如图乙)，cd将向ab靠近5.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负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示当圆盘高速绕中心轴oo转动时，通电直导线将要运动的方向是()a竖直向上b竖直向下c水平向里 d水平向外解析：选c.由电流产生磁场可知橡胶圆盘上高速转动的负电荷产生的磁场在圆盘上方是垂直圆盘向上的，再由左手定则判断通电导线所受安培力方向水平向里，故导线将水平向里运动，c对6.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，在导线中通以垂直纸面向里的电流，用n表示磁铁对桌面的压力，用表示桌面对磁铁的摩擦力，导线通电后与通电前相比较()an减小，f0 bn减小，f0cn增大，f0 dn增大，f0解析：选c.如图所示，画出一条通过电流i处的磁感线，电流i处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流i受安培力方向竖直向上，根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力f方向竖直向下，所以磁铁对桌面的压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用二、双项选择题7关于磁电式电流表，下列说法中正确的有()a电流表的线圈处于匀强磁场中b电流表的线圈处于均匀辐向磁场中c电流表的线圈转动时，安培力不变d电流表指针的偏转角与所测电流成正比解析：选bd.匀强磁场的磁感线是间隔相等的平行直线，a错；电流表的线圈转动时，所受安培力的大小不变，方向变化，c错8.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线mn在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与mn平行关于mn的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()a线框有两条边所受的安培力方向相同b线框上下两条边所受安培力大小相等c线框所受安培力的合力朝左dcd边所受安培力对ab边的力矩不为零解析：选bc.直线电流的磁场分布是越靠近电流磁感应强度越大，越远离电流磁感应强度越弱bc边与ad边对称处的磁感应强度相同，电流大小处处相同，故有安培力大小相等，由安培定则和左手定则可判定bc边与ad边安培力方向相反；同理，因ab边与cd边电流方向相反，故安培力方向也相反，但ab边所在处的磁感应强度大，所以fabfcd，合力应向左因cd边所受安培力方向水平向右，以ab边为轴其力矩是零，故合力矩为零9质量为m的金属细杆置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的a、b、c、d四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()解析：选cd.选项a中，通电细杆可能受重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态，如图甲所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零当安培力变大或变小时，细杆有上滑或下滑的趋势，于是有静摩擦力产生选项b中，通电细杆可能受重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零当安培力减小时，细杆还受到导轨的弹力和沿导轨向上的静摩擦力，也可能处于静止状态选项c和d中，通电细杆受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦力，如图丙、丁所示，所以杆与导轨间的摩擦力一定不为零故正确答案为c、d.三、非选择题10.(南京外国语学校高二检测)如图所示，一根长l0.2 m的金属棒放在倾角37的光滑斜面上，并通过i5 a的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度b0.6 t 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 370.6)解析：从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判出为水平向右，filb50.20.6 n0.6 n.由平衡条件得重力mg0.8 n.答案：0.8 n11.如图所示，两根平行金属导轨m、n，电阻不计，相距0.2 m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m5102 kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5 .两金属导轨一端通过电阻r和电源相连电阻r2 ，电源电动势e6 v，电源内阻r0.5 ，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止(导轨光滑，g取10 n/kg)求所加磁场磁感应强度的大小和方向解析：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定b的方向应为水平向右，ab中的电流i a2 afilbmgb t1.25 t.答案：1.25 t水平向右12.如图是一种测定磁感应强度b的装置，在天平的一端挂个矩形线圈，它的底边放在待测的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈匝数n10，底边长l20 cm.当线圈通0.2 a电流时，天平达到平衡，然后保持电流大小不变，使电流反向，此时发现天平左盘再加入m36 g的砝码才能