高二物理 安培力问题题型归纳同步练习 粤教版

1 高二物理高二物理 安培力问题题型归纳同步练习安培力问题题型归纳同步练习 粤教版粤教版 答题时间 40 分钟 1 下列说法中正确的是 A 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定 把一小段通电导线放在该点时受到磁场 力 F 与该导线的长度 L 通过的电流 I 乘积的比值即 IL F B B 通电导线在某点不受磁场力的作用 则该点的磁感应强度一定为零 C 磁感应强度 IL F B 只是定义式 它的大小取决于场源以及磁场中的位置 与 F I L 以及通电导线在磁场中的方向无关 D 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 2 如图 1 所示的天平可用来测定磁感应强度 天平的右臂下面挂有一个矩形线圈 宽度 为 l 共 N 匝 线圈下端悬在匀强磁场中 磁场方向垂直纸面 当线圈中通有电流 I 方向 如图 1 时 在天平左右两边加上质量各为 21 mm 的砝码 天平平衡 当电流反向 大小 不变 时 右边再加上质量为 m 的砝码后 天平重新平衡 由此可知 图 1 A 磁感应强度的方向垂直纸面向里 大小为NIl g mm 21 B 磁感应强度的方向垂直纸面向里 大小为NIl2 mg C 磁感应强度的方向垂直纸面向外 大小为NIl g mm 21 D 磁感应强度的方向垂直纸面向外 大小为NIl2 mg 3 关于通电导线所受安培力 F 的方向与磁场磁感应强度 B 的方向和电流的方向之间的 关系 下述说法正确的是 A F B I 三者总是互相垂直的 B F 总与 B 和 I 垂直 但 B I 之间可以不垂直 C B 总与 F 和 I 垂直 但 F I 之间可以不垂直 D I 总与 F 和 B 垂直 但 F B 之间可以不垂直 4 如图 2 所示 两个同样的通电导线环同轴平行 相隔一小段距离悬挂 当同时给两导 线环通以同向电流时 两导线环将 2 图 2 A 吸引B 排斥C 保持静止D 边吸引边转动 5 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 3 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 图 3 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朝左 D cd 所受安培力对 ab 边的力矩不为零 6 一个可自由运动的线圈 1 L和一个固定的线圈 2 L互相绝缘垂直放置 且两个线圈的圆 心重合 当两线圈都通过如图 4 所示方向的电流时 则从左向右看 线圈 1 L将 图 4 A 不动B 顺时针转动 C 逆时针转动D 向纸外平动 7 如图 5 所示 一金属直杆 MN 两端接有导线 悬挂于线圈上方 MN 与线圈轴线均处 于竖直平面内 为使 MN 垂直于纸面向外运动 可以 图 5 A 将 a c 端接在电源正极 b d 端接在电源负极 B 将 b d 端接在电源正极 a c 端接在电源负极 C 将 a d 端接在电源正极 b c 端接在电源负极 D 将 a c 端接在交流电源的一端 b d 接在交流电源的另一端 8 在一根长为 0 2m 的直导线中通入 2A 的电流 将导线放在磁感应强度为 0 5T 的匀强 3 磁场中 则导线受到的安培力的大小可能是 A 0 4NB 0 2NC 0 1ND 0 9 如图 6 所示 MN PQ 为水平放置的金属导轨 直导线 ab 与导轨垂直放置 导轨间 距cm10L 其电阻为 4 0 导轨所在区域处在匀强磁场中 磁场方向竖直向下 磁感 应强度T2 0B 电池电动势V5 1E 内电阻 18 0 r 电阻 6 1R 开关 S 接通 后直导线 ab 仍静止不动 求直导线 ab 所受的摩擦力的大小和方向 图 6 4 试题答案试题答案 1 C 提示 根据磁感应强度的定义 通电导线应为 在磁场中垂直于磁场方向的通电 导线 只有在这个方向导线所受磁场力才最大 本题 A 项未注明导线放置的方向 所以 是错误的 通电导线若放置方向与电流平行时 也不受磁场力作用 所以 B 选项也是错误 的 在磁场场源稳定的情况下 磁场内各点的磁感应强度 含大小和方向 都是惟一确定 的 与放入该点的检验电流导线无关 选项 C 正确 根据左手定则 磁场力方向与磁感应 强度方向垂直 选项 D 错误 2 B 提示 由于当电流反向时 右边需再加砝码 可判定电流反向后 安培力方向向 上 因此在图示电流方向时安培力方向向下 此时 NBIlgmgm 21 电流反向后 NBIlg mm gm 21 由以上两式可得 NBIl2mg 即 NIl2 mg B 再由左手定则可判 定磁感应强度的方向为垂直纸面向里 3 B 提示 安培力的方向总是垂直于 B 和 I 所决定的平面 但是 B 与电流方向不一定 垂直 4 A 提示 由同向电流相互吸引 可得 A 正确 也可用等效法分析 5 B C 提示 直线电流的磁场随距离增大而减弱 由右手螺旋定则可判断矩形线框 所在处的磁场方向是垂直纸面向里 再由左手定则可判断各边受力方向 A 错 a b 边所 在处磁场较强 而 cd 边所在处磁场较弱 所以这两个边由 F BIL 可知安培力的大小是不 相等的 ab 边安培力较大 方向向左 线框合力向左 C 项正确 而 bc 与 ad 平均磁感应 强度相等 两边的安培力的大小相等 B 正确 cd 边安培力的方向向右 并过 ab 边 其力 矩为零 D 不正确 6 C 提示 解法一 利用结论法 环形电流 21 LL 间不平行 则必有相对转动 直 到两环形电流同向平行为止 据此可判断出 1 L的转动方向 故从左向右看线圈 1 L逆时针 转动 I 2 L N 解法二 把线圈 1 L等效成小磁针 如上图所示 线圈 2 L在线圈 1 L所占据的空间内产 生的磁场方向垂直于纸面向里 等效的小磁针 N 极的受力方向与所在区域磁场方向一致 故从左向右看线圈 1 L逆时针转动 解法三 把线圈 1 L沿转动轴分成前后两部分 前一部分在线圈 2 L产生的磁场中受到 的安培力向上 后一部分在线圈 2 L产生的磁场中受到的安培力向下 故从左向右看线圈 1 L逆时针转动 5 7 A B D 提示 将 a 接正极 b 接负极 电流方向为 M N c 接正极 d 接负极 由右手螺旋定则可知 线圈上端为 N 极 由左手定则判定 MN 向外运动 A 正确 b 接正 极时电流方向为 N M d 接正极由右手螺旋定则可知线圈下端为 N 极 因此由左手定则 可判定 MN 向外运动 B 正确 a 接正极电流方向为 M N d 接正极可知线圈下端为 N 极 由左手定则可判定 MN 向里运动 C 错误 8 B C D 提示 因为最大的安培力N2 0BILFm 最小的安培力0F2 故 N2 0F0 A 9 解 导线处于平衡状态 受力分析如下图所示 当开关闭合时 电阻 R 与导线 ab 并 联 32 0 4 06 1 4 06 1 RR RR R ab ab 并 ab 两端的电压为 V96 0 V32 0 18 0 3