20182019学年高中物理重难点强化练五安培力大小和方向含解析新人教选修31

20182019学年高中物理重难点加强练五安培力的大小和方向含解析新人教版选修3120182019学年高中物理重难点加强练五安培力的大小和方向含解析新人教版选修3120182019学年高中物理重难点加强练五安培力的大小和方向含解析新人教版选修31安培力的大小和方向1．对于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，以下说法正确的选项是()A．F、B、I三者必然保持相互垂直B．F必然垂直B、I，但B、I能够不相互垂直C．B必然垂直F、I，但F、I能够不相互垂直D．I必然垂直F、B，但F、B能够不相互垂直解析：选B安培力F老是与磁场B方向和电流I方向决定的平面垂直，但B与I(即导线)能够垂直，也能够不垂直，通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的，故A、C、D均错，B正确。2.以以下图，直导线平行于通电螺线管的轴线搁置在螺线管的上方，假如直导线能够自由地运动，且通以从a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动状况()A．从上向下看，顺时针转动并凑近螺线管B．从上向下看，顺时针转动并远离螺线管C．从上向下看，逆时针转动并远离螺线管D．从上向下看，逆时针转动并凑近螺线管解析：选D通电螺线管产生的磁场方向在其内部为从右向左，外面为从左向右。通电直导线左边所处的磁场方向斜向上，右边导线所处的磁场方向斜向下，则由左手定章可知，直导线左边受力方向向外，直导线右边受力方向向里，故从上向下看为逆时针转动；当转过90°时，由左手定章可得直导线受力向下，故D选项正确。3．以以下图，两个圆形线圈P和Q，悬挂在圆滑绝缘杆上，通以方向同样的电流，若I1＞I2，P、Q遇到安培力大小分别为F1、F2，则P和Q()A．相互吸引，F1＞F2B．相互排挤，F1＞F2C．相互排挤，F1＝F2D．相互吸引，F1＝F2解析：选D两个圆形线圈，电流同向，依据同向电流相互吸引，异向电流相互排挤，知两线圈相互吸引。依据牛顿第三定律知，线圈P对线圈Q的力和线圈Q对线圈P的力大小相等，方向相反，故D正确。4.[多项选择]通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，以以下图，ab边与MN平行。对于MN产生的磁场对线框的作使劲，以下说法正确的选项是()A．线框有两条边所受的安培力方向同样B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的协力方向向左D．线框所受的安培力的协力方向向右解析：选BD由安培定章可知导线MN在线框地方产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定章判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反。ab边遇到向右的安培力Fab，cd边遇到向左的安培力Fcd，因为ab所处的磁场较强，cd所处的磁场较弱，故Fab＞Fcd，线框所受协力方向向右。选项B、D正确。5.在同一平面内有四根相互绝缘的通电直导线，以以下图，四根导线中的电流I4＝I3＞I2＞I1。要使O点的磁场加强，则应切断哪一根导线中的电流()A．I1B．I2C．I3D．I4解析：选D依据安培定章可知I1、I2、I3、I4在O点产生的磁场方向分别为垂直于纸面向里、向里、向里、向外，又I3＝I4，故切断I4可使O点的磁场加强，选项D正确。6.以以下图，一重为G1的通电圆环置于水平桌面上，圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看)，在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线经过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自己的重力为G2。则对于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小，以下关系中正确的选项是()A．F>G1，F′>G2B．F<G1，F′>G2C．F<G1，F′<G2D．F>G1，F′<G2解析：选D顺时针方向的环形电流能够等效为一个竖直搁置的小磁针，由安培定章可知，“小磁针”的N极向下，S极向上，故与磁铁之间的相互作使劲为斥力，因此圆环对桌面的压力F将大于圆环的重力G1，磁铁对轻绳的拉力F′将小于磁铁的重力G2，选项D正确。7．已知长沙市里地磁场的磁感觉强度B约为4.0×10－5T，其水平重量约为3.0×10－5T；若市里一高层建筑安装了高50m的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，经避雷针开始放电，电流方向自上而下，大小为1.0×105A，此时金属杆遇到地磁场对它的安培力方向和大小分别为()A．方向向西，大小约为150NB．方向向西，大小约为200NC．方向向东，大小约为150ND．方向向东，大小约为200N解析：选C当带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避雷针向下，若面向北方而立，则空间水平磁场均为“×”，则右方为东方，左方为西方向，如图，由左手定章判断可知金属杆所受安培力的方向向东，大小为F＝BIL＝3.0×10－5×1×105×50N＝150N，故C正确。8.两条直导线相互垂直，以以下图，但相隔一个小距离，此中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动。当直流电流按以以下图方向通入两条导线时，CD导线将()A．顺时针方向转动，同时凑近导线ABB．顺时针方向转动，同时走开导线ABC．逆时针方向转动，同时走开导线ABD．逆时针方向转动，同时凑近导线AB解析：选D依据电流方向同样时导线相互吸引，相反时则排挤，可知CD导线将逆时针方向转动，同时凑近导线AB，因此D正确。9．[多项选择]以以下图，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中经过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采纳的方法是()A．增大电流IB．增添直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°角D．使导线在纸面内顺时针转45°角解析：选AB由公式F＝BIL，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力，故A正确；由公式F＝BIL，当增添直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力，故B正确；当使导线在纸面内顺时针转30°时，导线沿磁场方向投影长度为零，则所受磁场力为零，故C错误；当使导线在纸面内顺时针转45°时，导线沿磁场方向投影长度缩短，则所受磁场力变小，故D错误。10．[多项选择]以以下图，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场各处正交，环上各点的磁感觉强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。若导线环上载好像以下图的恒定电流I，则以下说法正确的选项是()A．导电圆环所受安培力方向竖直向上B．导电圆环所受安培力方向竖直向下C．导电圆环所受安培力的大小为2BIRD．导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ解析：选AD把磁感觉强度分解为水平重量与竖直重量，竖直方向的磁场对环形电流的安培力为零，由左手定章可知，水平方向的磁场对环形电流的安培力竖直向上，即导电圆环所受安培力竖直向上，故A正确，B错误。水平磁场对电流的安培力F＝B水平I·2πR＝2πBIRsinθ，故C错误，D正确。11．以以下图，两平行导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ＝37°，在导轨所在的平面内，散布着磁感觉强度B＝0.50T，方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰巧静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触优秀，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)经过导体棒的电流；(2)导体棒遇到的安培力大小；(3)导体棒遇到的摩擦力。解析：(1)导体棒、金属导轨和直流电源组成闭合电路，依据闭合电路欧姆定律有：I＝＝1.5A。(2)导体棒遇到的安培力：F安＝BIL＝0.30N。(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1＝mgsin37°＝0.24N。因为F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，依据共点力均衡条件mgsin37°＋f＝F安解得：f＝0.06N，方向沿导轨向下。答案：(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N，方向沿导轨向下12．以以下图，PQ和EF为水平搁置的平行金属导轨，间距为L＝1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M＝30g。在垂直导轨平面方向存在磁感觉强度B＝0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加快度g取10m/s2。若导轨是粗拙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动。应当在棒中通入多大的电流；电流的方向怎样。解析：因为导轨粗拙，设导体棒的最大静摩擦力大小为fm，且fm＝0.5mg＝0.1N，物体c的重力为G＝Mg＝0.3N，可知最大静摩擦小于物体c的重力，即要保持导体棒静止，则安培力方向