2019-2020学年高中物理 第3章 磁场 第4节 安培力的应用课后提能训练 粤教版选修3-1

第4节 安培力的应用基础达标选择题(在每小题给出的四个选项中第14题只有一项符合题目要求；第56题有多项符合题目要求)1下列设备中，使用的电动机不是直流电动机的是()a电力机车b货运电瓶车c电磁起重机d家用电风扇【答案】d【解析】a选项中的电力机车和b选项中的货运电瓶车都是采用直流电源供电，即是直流电动机，均不符合题意；c选项是据电流的磁效应制成的，其内部没有电动机，也不符合题意；由于家庭电路是交流电，所以d选项中的家用电风扇是交流电动机，即该选项是符合题意的故选d2关于直流电动机的下列说法不正确的是()a直流电动机是利用电磁感应现象来工作的b可以通过改变线圈中的电流方向改变其转动方向c直流电动机是把电能转化为机械能的装置d直流电动机在工作时线圈上的电流方向是周期性变化的【答案】a【解析】电动机是根据通电线圈受到磁场力的力矩作用而转动的，不是根据法拉第电磁感应定律制成的，故a错误；直流电动机中的磁场方向不变，可以通过改变线圈中的电流方向改变其转动方向，故b正确；直流电动机工作时主要把电能转化为机械能，直流电动机是把电能转化为机械能的装置，故c正确；直流电动机在工作时线圈上的电流方向是周期性变化的，故d正确；本题选不正确的，故选a3磁悬浮列车为现代交通运输开辟了新的天地，下列有关说法中正确的是()a由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动b通过列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥，可使列车悬浮c列车悬浮行驶，车体不受任何阻力、运行平稳d为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料【答案】b【解析】列车在启动时由静止开始，到达一定的速度是一个加速过程，进站时速度不断减小，最后停下来，速度不断减小所以不是匀速直线运动，故a错误列车的悬浮是利用列车底部和下方轨道间的同名磁极互相排斥，达到减小两者之间的摩擦阻力，从而可以提高车速，故b正确列车的悬浮，只是减小了摩擦阻力，并不是完全没有了摩擦力即使是车轮与车轨间的摩擦力完全消失，列车高速行驶时还要受到空气的阻力，故c错误在现实条件下，超导现象都是在低温的条件下才出现的，常温下的超导材料还没有研制出来，故d错误当然此时使用导体的电阻率越小越好故选b4(2017青海师大附中期末)关于磁电式电流表的说法，以下选项中正确的是()指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场在线圈转动的范围内，线圈所受磁力大小与电流大小有关，而与所处位置无关abcd【答案】c【解析】根据力矩平衡条件可知，稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的，故正确；由图看出，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐射分布的磁场特点是大小相等根据安培力的大小fbil，即可知：线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故正确，错误；磁场呈幅状，故电流与磁场始终相互垂直，结合fbil，即可知，线圈所受磁力大小与电流大小有关，而与所处位置无关，故正确故选c5如图所示，线圈ab、bc的边长分别为l1、l2，通以电流i，开始时线圈平面与匀强磁场b的磁感线平行，当线圈绕oo轴转过角时()a线圈的ab边所受安培力的大小为bil1cos b线圈的ab边所受安培力的大小为bil1c线圈所受的磁力矩为bil1l2cos d线圈所受的磁力矩为bil1l2【答案】bc【解析】由于ab边与磁场相互垂直，故安培力大小fbil1，故a错误，b正确；力矩等于力与力臂的乘积，ab和cd受到的力臂均为cos；故力矩为bil1l2cos ，故c正确，d错误6(2017潍坊校级期末)下列关于磁电式电流表的说法中正确的是()a磁电式电流表内部的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的b磁电式电流表的指针偏转角度的大小与被测电流的大小成反比c磁电式电流表的优点是灵敏度高，缺点是允许通过的电流很弱d磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用【答案】acd【解析】蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，不是匀强磁场，故a正确；电流表由于蹄形磁铁和铁芯间的磁场是辐向均匀分布的，因此不管铜电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行因此，磁力矩与线圈中电流成正比(与线圈位置无关)当通电线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故电流表的刻度是均匀的，故b错误；磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流，故c正确；磁电式电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用，故d正确故选acd能力提升7(2019张家口一模)如图所示，两个劲度系数均为k的轻弹簧顶端固定并与电路相连，下端用轻导线与长度为l的导体棒相连，导体棒水平放置且垂直于匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外断开开关，导体棒静止时，弹簧的长度为x1；接通电源后，导体棒水平静止时，弹簧的长度为x2，电流表示数为i，忽略电流产生的磁场作用则该匀强磁场的磁感应强度大小为()a.b.c.d.【答案】d【解析】断开开关，导体棒静止时，弹簧的长度为x1，则有mg2kx1.接通电源后，导体棒的电流方向向右，则安培力方向向下，导体棒水平静止时，弹簧的长度为x2，电流表示数为i，根据平衡条件可得mgbil2kx2.联立解得b.d正确，a、b、c错误8(多选)我国第一艘导电磁推进船hems1原理如图所示，强磁场方向竖直，在垂直于船身方向两边安装正负电极，电极都在海水里当电源接通时海水中产生垂直于船体方向的强电流，推动船体运动，如果磁感应强度为5 t(看作匀强磁场)，水通道0.5 m，产生推力50 n，则下图中船的运动方向和船上蓄电池中的电流分别为()a船向左运动b船向右运动c蓄电池中的电流为20 ad蓄电池中的电流为10 a【答案】bc【解析】由左手定则可判断出水流向左运动，根据牛顿第三定律，则船受力向右，由fbil得i20 a9如右图所示，水平放置的两导轨p、q间的距离l0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度b2 t，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量g3 n的物块相连已知ab棒与导轨间的动摩擦因数0.2，电源的电动势e10 v、内阻r0.1 ，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计要想ab棒处于静止状态，r应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)【解析】依据物体的平衡条件可得，ab棒恰不右滑时，gmgbi1l0，ab棒恰不左滑时gmgbi2l0，依据闭合电路欧姆定律可得ei1(r1r)，ei2(r2r)，由以上各式代入数据可解得r19.9 ，r21.9 ，所以r的取值范围为1.9 r9.9 .答案：1.9 r9.9 10如右图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高为l，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两端装有电极c(正极)和d(负极)并经开关s与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关s闭合