安培力专题分类训练

精选文库安培力专题分类训练题型一：电磁场方向的判定1利用右手定则判断电磁场的方向； 注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向题1：铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强（ ）2. 利用右手定则判断电磁场的方向； 整个通电螺线管可分为上下两部分，而上下两个通电螺线管可看作两根条形磁铁；注意同一铁芯所绕线圈中的电流方向；Iab中心处的磁场由上下两个通电螺线管的磁场叠加而成；电子束可看作通电直导线题2：如图，在铁环上用绝缘导线缠绕两个相同的线圈a和b。a、b串联后通入方向如图的电流I，一束电子从纸里经铁环中心射向纸外时（ ）A.向下偏 B.向上偏 C.向左偏 D.向右偏SNabc题型二：磁通量的求解1对条形磁铁而言，总=内 外题3：如图，a、b、c三个环，水平套在条形磁铁外面，其中a、b两环大小相同，c环最大，a环位于N极外，b、c两环均位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量（ ）IIIIII1234A. c环最大，a、b环相同； B. 三个环相同；C. b环比c环大； D. b环比a环大。2. 磁通量有正负之分； 总的磁通量为各分量的代数和题4：六根通有等值电流I的绝缘导线，位于同一平面内，围成1、2、3、4四个面积相等的正方形区域，如图所示。穿过这四个区域的磁通量（ ）A. 穿过1、3两个区域的磁通量最小； B. 穿过2区指向纸外的磁通量最大；C. 穿过4区指向纸里的磁通量最大； D. 穿过2、4两个区域的磁通量最小。3. 磁通量有正负之分； 求磁通量变化量时，注意“+”、“”符号题5：如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到第二次将金属框绕cd边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2，则（ ）A. 12 B. 1=2 C. 12 D. 不能判断题型三：安培力方向的判定1思路的转换：磁铁的受力情况不能直接确定，就先判断通电直导线的受力，再回过头来判断磁铁的受力从左至右的运动过程中，磁感线的方向不同，导线所受安培力方向也不同题6：如图所示，条形磁铁放在桌面上，一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程，导线保持与磁铁垂直，导线中的电流方向向内则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)( ) A为零 B方向由向左变为向右C方向保持不变 D方向由向右变为向左2. 要判断安培力方向，应先明确它处于谁产生的磁场中； 不知外加磁场方向时，应分两种情况讨论垂直纸面向里和垂直纸面向外两种情况 外加匀强磁场后，导线所处的磁场有两个，两个磁场产生两个安培力题7：如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ） A.F2 B.F1-F2 C.F1+F2 D.2F1-F23. 通电直导线在周围某一点产生的磁场，与该点和导线的连线垂直； 通电直导线自身产生的磁场对自己不能产生力的作用，c点的磁场由导线a、b共同产生，c点的磁感应强度Bc由Ba、Bb合成后求得得出Bc的方向后，还要根据左手定则判断安培力的方向题8：在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通cba上右有大小相同的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向为（ ）A.与ab平行，竖直向上 B.与ab平行，竖直向下C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边ABCD题型四：运动情况的判定要特别注意二维运动题9：两根相互垂直的异面通电直导线AB和CD（电流I方向如图），其中AB固定不动，CD可自由移动，则CD运动的情况是（ ）A. 逆时针转动，同时靠近AB； B. 逆时针转动，同时远离AB；C. 顺时针转动，同时远离AB； D. 顺时针转动，同时靠近AB。NabcdsI题10：在条形磁铁N极附近，放置一通有方向如图电流I的轻质线圈abcd，则线圈运动情况是（ ）A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时靠近N极；B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时远离N极；C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时靠近N极；D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时远离N极。题型五：平衡问题1利用正交分解求解； 注意：匝数为n题11：如图，一劲度系数为k的轻质弹簧，下挂一匝数为n，bc边为的矩形线框线框下半部处在磁感应强度为B的匀强磁场中，方向垂直纸面向里,并与线框平面垂直线框中通以电流I，方向如图开始时线框处于平衡状态，现令磁场反向，大小不变，重新平衡则此过程中线框位移的大小x=_，方向_2. 利用力矩平衡求解； 左边的线框受重力作用，右边托盘的重力是忽略的题12：如图，左边线圈的下半部分处于磁场中，当通以逆时针方向电流I时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码为m，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加m的砝码，通电线圈受到磁场力大小为_。3. 利用三角形定则求解，步骤：三角形定则适用于三力平衡作受力图反向延长其中一个力，建立平行四边形在平行四边形中找一个三角形，并标明各边对应的力找已知角，利用三角函数求力 利用动态三角形求力的最值或变化情况，步骤：由恒力确定三角形两个不动的顶点由大小变化方向不变的力确定三角形中不变的角，从而确定第三个顶点移动的轨迹由大小方向都变化的力确定第三个顶点移动的方向题13：倾角为a的光滑斜面上,置一通有电流I,长L,质量为m的导体棒,要使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向如何。题型六：图形的转换立体图可转换成三种平面图形：正视图、俯视图、侧视图1由立体图转换成从右往左看的侧面图a题14：如图所示，导体棒ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为a的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，电池内阻不计.问： （1）导体光滑时，电源电动势E为多大才能使导体棒静止在导轨上？（2）若导体棒与导轨间的动摩擦因数为，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，E应为多大？2. 由正视图转换成从左往右看的侧面图 金属棒所受摩擦力可能向上，也可能向下；若取向上为正，则-NfN题15：电源电动势E2V，r0.5，竖直导轨电阻可略，金属棒的质量m0.1kg，R=0.5，它与导体轨道的动摩擦因数0.4，有效长度0.2 m，为使金属棒不下滑，我们施一与纸面夹角为600且与导线垂直向外的磁场（g=10 m/s2），求：（1）此磁场是斜向上还是斜向下？ （2）B的范围是多少？答卷一 选择题：共50分二 1 234 567 8 910二填空题：共16分11_；_ 12_三计算题：共12 + 10 + 12分13解：14解：15解：安培力专题分类训练答案题1：解析： 由图中所标的电流方向和螺线管的磁场方向可知：A、C中两个螺线管产生的磁感线方向相反，磁场互相减弱IabB中左边的螺线管中没有电流，不产生磁场D中两个螺线管产生的磁感线方向相同，磁场互相增强，故选D题2：解析：上半部分螺线管在铁环中心处产生的磁场方向向左，下半部分螺线管在铁环中心处产生的磁场方向也向左，故中心处总磁场方向向左电子束可看作方向向里的通电直导线由等效图可知：电子束受力向上，故电子束会向上偏，选B题3：解析：SNabc对条形磁铁而言，总=内 外a、b、c三环的内均相等，而b环的外部磁感线条数比a、c环的都要少，故b环的外比a、c环的都要小，选CD题4：解析：IIIIII1234每个区域的磁通量都由六根导线共同决定每个正方形区域边界上的四根导线在该区域产生的磁场互相抵消，磁通量为0。故每个区域的磁通量只跟另两条非边界上的导线产生如区域2，电流I1 、I2、I4、I5在此区域产生的磁通量为0 ，电流I3 和电流I6 在此区域产生的磁通量向外，故区域2的总磁通量向外由此可知：1、3两区域的磁通量为0，最小；2区的磁通量指向纸外，最大；4区的磁通量指向纸里，最大题5：解析：磁通量有正负之分，设向里为正平移时磁通量变化量1- 磁通量变化量为负值而翻转时2-+此磁通量变化量也为负值，但显然，磁通量变化量的大小12，故选C题6：解析：导线在条形磁铁左方向右运动时，导线所在位置的磁感应强度有向下的分量，如图1所示，导线的水平受力向左力的作用是相互的，所以磁铁所受水平磁场力向右，摩擦力向左导线在条形磁铁右方向左运动时，导线所在位置的磁感应强度有向上的分量，如图2所示，导线水平受力向右，因为力的作用是相互的，所以条形磁铁所受水平磁场力向左，摩擦力向右，故选B题7：解析：外加磁场的方向不可知，故应分两种情况进行讨论：一外加磁场垂直纸面向里；二。外加磁场垂直纸面向外当外加磁场垂直纸面向里时，导线a受外加磁场的安培力向左,设其大小为F；而导线a同时处于导线b所产生的磁场中，其磁场也垂直纸面向里，故其所受导线b的安培力也向左，大小为F1因此，如图1所示，导线a所受安培力的合力向左，大小为F + F1F2导线b受外加磁场的安培力向右，大小为F；受导线a的安培力向右，大小为F1故如图2所示，导线b所受磁场力大小也为F + F1F2当外加磁场垂直纸面向外时，导线a受外加磁场的安培力向右,设其大小为F；而导线a同时处于导线b所产生的磁场中，其磁场垂直纸面向里，故其所受导线b的安培力向左，大小为F1因此，如图3所示，导线a所受安培力大小为F - F1F2导线b受外加磁场的安培力向左，大小为F；受导线a的安培力向右，大小为F1故如图4所示，导线b所受磁场力大小为F - F1F2综上所述，导线b所受磁场力大小始终为F2，与导线a所受的磁场力大小相等cba上右题8：解析：导线a在c点产生的磁感应强度B1与直线ac垂直，斜向左下方；导线b在c点产生的磁感应强度B2与直线bc垂直，斜向右下方ABCD故如图所示，c点总的磁感应强度竖直向下根据左手定则可知，导线c所受安培力向左，选C题9：解析：导线CD下端所处磁场由导线AB产生，其方向垂直纸面向里，故如图1所示，导线CD下端所受安培力向左；导线CD上端所处磁场也由导线AB产生，其方向垂直纸面向外，故如图2所示，导线CD上端所受安培力向右。因此，导线CD将顺时针转动导线CD转动后，两导线的电流方向趋于同向，会同时互相吸引，故选D题10：NabcdsI解析：线圈abcd所在处磁场由条形磁铁产生，方向向左，故ab边所受安培力向外，cd边所受安培力向里，将发生转动线圈转动后，其右端变为S极通电圆环两端分别为S极和N极，和条形磁铁的N极互相吸引线圈abcd的转动和向右运动是同时进行的，故选A题11：解析：1.线框中ad边不在磁场中，ab、cd两边所受安培力互相抵消，如右图1所示，当bc边中电流向右时，根据平衡条件有：kx1 + nBILmg x1mgnBIL/k2.如右图2所示，当bc边中电流向左时，根据平衡条件有：kx2mg + nBIL x2mg + nBIL/k3.两次都是向下拉伸，而第二次拉伸的距离要大，故此过程中线框位移向下，大小为：xx2x12nBIL/k题12：解析：1.设线框所受重力为Mg,所受拉力为F拉.因为线框中ad边不在磁场中，ab、cd两边所受安培力互相抵消，故当bc边中电流向右时，线框受力图如图1所示，由平衡条件有：F拉 + F磁Mg F拉MgF磁2. 当bc边中电流向左时，线框受力图如图2所示，由平衡条件有：F拉Mg+ F磁 3.根据天平两边受力相等的特点可知：F拉mg F拉mg+mg4. F拉MgF磁mg F拉Mg+ F磁mg+mg两式相减得：F磁mg/2题13：解析：1. 导体棒受重力mg、支持力N、安培力F三力作用，如图1所示，其中重力mg大小方向均不变，支持力N方向不变大小变，安培力F大小方向均可变化2.如图2所示，矢量三角形OAB中O、A两点不动，B点可沿直线OB移动。显然，当F垂直于OB时，安培力最小，故：Fmgsina3. F安BIL 安培力最小时，磁感应强度B最小其最小值为BF安/ILmgsina/IL4.因为此时安培力平行斜面向上，所以根据左手定则易知：磁感应强度B垂直斜面向上a题14： 解析：1. 导轨光滑时，导体棒受重力mg、支持力N、安培力F三力作用，如右图所示，根据三角形定则可知: Fmgtana 又FBILBId IE/R EI RF / BdRmgRtana / Bd2. 导体棒与导轨间存在摩擦力时，静摩擦力可能平行斜面向上，也可能平行斜面向下。当静摩擦力平行斜面向上，且fN时，安培力Fm最小，由平衡条件可知： mgsinaN + Fmcosa 又Nmgcosa + Fmsina Fmmgsinacosa/cosa +sina 而FmBILBId IE/R EmI RFm / BdR mgRsinacosa/Bdcosa +sina当静摩擦力平行斜面向下，且fN时，安培力Fmax最大，由平衡条件可知： mgsina+NFmaxcosa 又Nmgcosa + Fmaxsina Fmaxmgsina+cosa/cosa sina 而FmaxBILBId IE/R EmaxI RFmax/ BdRmgRsina+cosa/Bdcosa sina 综上所述，易知