【创新设计】高中物理 3.2 对安培力的方向和大小同步精炼 教科版选修31.doc

对安培力的方向和大小1在如图325所示电路中，电池均相同，当电键s分别置于a、b两处时，导线mm与nn之间的安培力的大小为fa、fb，判断这两段导线()图325a相互吸引，fafb b相互排斥，fafbc相互吸引，fafb d相互排斥，fafb答案d解析本题考查安培力的大小和方向电键s分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池和两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流iaib，mm在nn处的磁感应强度babb，应用安培力公式fbil可知fafb，又mm与nn电流方向相反，则相互排斥安培力作用下物体的运动的方向的判断2.图326如图326所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离其中ab固定，cd能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线cd将(从纸外向纸里看)()a顺时针方向转动同时靠近导线abb逆时针方向转动同时离开导线abc顺时针方向转动同时离开导线abd逆时针方向转动同时靠近导线ab答案d解析根据电流元分析法，把电流cd等效成co、od两段电流由安培定则画出co、od所在位置的ab电流的磁场，由左手定则可判断co、od受力如图甲所示，可见导线cd逆时针转动由特殊位置分析法，让cd逆时针转动90，如图乙所示，并画出cd此时位置，ab电流的磁感线分布，据左手定则可判断cd受力垂直于纸面向里，可见导线cd靠近导线ab，故d选项正确.(时间：60分钟)题组一安培力的方向1下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案c2一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或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()答案d解析a图中i与b平行应不受安培力，故a错误；由左手定则知b、c错误，d正确图3273如图327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()答案b解析由左手定则可知，图a示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，图b示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，图c图d所示磁感应强度方向与电流平行，不受安培力，只有b符合实际图3284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328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线框有两条边所受的安培力大小相同c线框所受安培力的合力向左d线框将绕mn转动答案bc解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故b、c选项正确5.图329如图329所示，a为一水平放置的橡胶盘，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沿图中所示方向高速绕中心轴oo转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()a竖直向上 b竖直向下c水平向里 d水平向外答案c解析根据圆盘带电性质和旋转方向，可知圆盘上方磁场向上，根据左手定则可知导线受力水平向里图32106图3210中装置可演示磁场对通电导线的作用、电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，l是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，l便在导轨上滑动下列说法正确的是()a若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则l向右滑动b若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则l向右滑动c若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则l向左滑动d若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则l向左滑动答案bd解析若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f接负极，l中将通有向外的电流，根据左手定则可知l向左运动，a错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，l中将通有向里的电流，根据左手定则可知l向右运动，b正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，l中将通有向外的电流，根据左手定则可知l向右运动，c错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，l中将通有向里的电流，根据左手定则可知l向左运动，d正确7.图3211通电直导线a与圆形通电导线环b固定放置在同一水平面上，通有如图3211所示的电流时，通电直导线a受到水平向_的安培力作用，当a、b中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线a所受到的安培力方向水平向_答案右右解析由图可知，直导线a位于导线环b产生的垂直向里的磁场中，根据左手定则，可判断导线a受到的安培力方向向右当a、b中的电流方向同时改变时，a导线处于导线b产生垂直向外的磁场中，且a中的电流竖直向上，依据左手定则可以判定，a受安培力仍水平向右题组二安培力作用下导体的运动8.图3212如图3212所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁n极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是()a线圈向左运动b线圈向右运动c从上往下看顺时针转动d从上往下看逆时针转动答案a解析解法一：电流元法甲首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项a正确解法二：等效法将环形电流等效成小磁针，如乙图乙所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选a.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选a.9.图3213把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图3213所示的电路图当开关s接通后，将看到的现象是()a弹簧向上收缩b弹簧被拉长c弹簧上下跳动d弹簧仍静止不动答案c解析因为通电后，线圈中每一圈之间的电流是同向的，互相吸引，线圈就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，线圈就又掉下来接通电路如此通断通断，就上下跳动10.图3214通有电流的导线l1、l2处在同一平面(纸面)内，l1是固定的，l2可绕垂直纸面的固定转轴o转动(o为l2的中心)，各自的电流方向如图3214所示下列哪种情况将会发生()a因l2不受磁场力的作用，故l2不动b因l2上、下两部分所受的磁场力平衡，故l2不动cl2绕轴o按顺时针方向转动dl2绕轴o按逆时针方向转动答案d解析由右手螺旋定则可知导线l1的上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线l1的距离越远的地方，磁场越弱，导线l2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于o点的下方磁场较强，则安培力较大，因此l2绕轴o按逆时针方向转动，d选项对11.图3215如图3215所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动当导线中通过如图所示方向的电流i时，试判断导线的运动情况答案由上向下看导线逆时针转动，同时向下落解析将导线ab从n、s极的中间o分成两段，ao、bo段所在处的磁场方向如图甲所示由左手定则可得ao段受安培力的方向垂直纸面向外，bo段受安培力的方向垂直纸面向里，从上向下看，导线ab将绕o点沿逆时针方向转动甲乙再根据导线转过90时的特殊位置判断其上下运动情况如图乙所示，导线ab此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使ab逆时针转动的同时还要向下运动题组三有关安培力的物体的受力分析12.图3216如图3216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，给导线通以垂直纸面向里的电流，用n表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中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答案c解析如图所示，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方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用13两个倾角均为的光滑斜面上，各放有一根相同的金属棒，分别通有电流i1和i2 ，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3217中所示，两金属棒均处于静止状态，两种情况下电流之比i1i2_图3217答案1cos 14.图3218用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流(如图3218所示)，当棒静止时，两弹簧秤的