【导与练】2017年高中物理第3章磁场习题课六有关安培力的综合应用问题练习(含解析)

合集下载

高中物理第三章磁场专题突破与题型专练安培力的综合应用课件1高二选修31物理课件

解析:通电导体棒 a 处于通电导体棒 b 的磁场中,由安培定则可得通电导体棒 a 处于竖直向上的磁场中,选项 A 正确;当导体棒 a 处于匀强磁场的磁感应强度 B 的方向竖直向上,则水
平向右的安培力、支持力与重力处于平衡状态,因夹角为 45°,则大小 B= mg tan 45 = mg ,
IL
IL
开始运动的加速度为 a= F安 =10 m/s2,选项 A 错误;对金属细杆从 M 点到 P 点的运动过程,安培力做 m
功 W 安=F 安×(MN+OP)=1 J,重力做功 WG=-mg·ON=-0.5 J,由动能定理得 W 安+WG= 1 mv2,解得金属细杆 2
运动到 P 点时的速度大小为 v= 20 m/s,选项 B 错误;金属细杆运动到 P 点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度,水平方向的向心加速度大小为 a′= v2 =20 m/s2,选项 C
此不能保持静止,选项 D 正确.
2021/12/9
第七页，共十四页。
题型二:安培力作用下的非平衡问题
【例2】 (2018·山东济南高二检测)如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为0.5 m,匀强磁场方向如图,大小为0.5 T, 质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流为2 A的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动(yùndòng).已知MN=OP=1 m, 则( )
由闭合电路欧姆定律得 I′= E ,联立得 R′=
BEl
,代入数据解得 R′=1.6 Ω,
R
mg sin cos
故滑动变阻器 R 的取值范围应为 1.6 Ω≤R≤4.8 Ω.

教科高二版物理选修3—1第3章磁场练习含答案

（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是()A．奥斯特B．爱因斯坦C．牛顿D．伽利略2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域6、如图所示，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，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32B8、一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定()A．粒子从a到b，带正电B．粒子从a到b，带负电C．粒子从b到a，带正电D．粒子从b到a，带负电9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况()A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C．在a、b表面都聚集正电荷D．无法判断a、b表面聚集何种电荷10、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1 T，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝33T，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v的大小；(2)离子的比荷q m；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是()A．奥斯特B．爱因斯坦C．牛顿D．伽利略A[奥斯特发现了电流的磁效应，即把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，故A正确．]2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大D[闭合S后，螺线管左端为S极，右端为N极，由左手定则知圆环右边受垂直于纸面向里的安培力，左边受垂直于纸面向外的安培力，所以从上向下看线圈逆时针方向转动，当转动到线圈与纸面垂直时，线圈等效为左端为N极、右端为S极的磁针，由磁极间的作用力可知悬线拉力增大．]3、在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 TC[将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电ACD[ 根据左手定则，带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的粒子向右偏，因此选A、C、D.]5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域C[粒子穿过铝板受到铝板的阻力，速度将减小. 由r＝m vBq可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小，故可得粒子由Ⅰ区域运动到Ⅱ区域，结合左手定则可知粒子带负电，选项A、B、D错误；由T＝2πmBq可知粒子运动的周期不变，粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域中运动的时间均为t＝12T＝πmBq，选项C正确．]6、如图所示，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，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下A[等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流．由安培定则可得：导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下．再由左手定则可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边．]7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32BB[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝k2l ；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：B a＝B c＝kl＝2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝2B a＋B＝3B.]8、一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定()A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电D [垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝m v qB .由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又据E k ＝12m v 2知，v 在减小，故R 减小，可判定粒子从b 向a 运动；另据左手定则，可判定粒子带负电．]9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况( )A ．在b 表面聚集正电荷，而a 表面聚集负电荷B ．在a 表面聚集正电荷，而b 表面聚集负电荷C ．在a 、b 表面都聚集正电荷D ．无法判断a 、b 表面聚集何种电荷A [金属导体靠自由电子导电，金属中正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成．根据左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向．也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a 表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a 表面的作用力，并在a 表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b 的表面“裸露”出正电荷层，并使b 表面电势高于a 表面电势，A 正确．]10、如图所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小A [导体棒受力如图所示．tan θ＝Fmg＝BILmg；棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D错误．]11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误B[题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝FIL＝0.41×0.1T＝4 T．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，故B正确．]12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．解析：如图所示，由于质子在O 点的速度垂直于板NP ，所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心O ′一定位于NP 所在的直线上．如果直径小于ON ，则轨迹将是圆心位于ON 之间的一段半圆弧．(1)如果质子恰好从N 点射出，R 1＝d 4，q v 0B 1＝m v 20R 1. 所以B 1＝4m v 0dq .(2)如果质子恰好从M 点射出R 22－d 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2－d 22，q v 0B 2＝m v 20R 2，得B 2＝4m v 05dq . 所以B 应满足4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq .答案：4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m ，电压为10 V ；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B 0＝0.1 T ，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R 为0.1 m 、圆心为O 的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ＝33 T ，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A 点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD 方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v 的大小；(2)离子的比荷q m ；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.解析：(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力大小相等，即：B 0q v ＝qE 0E 0＝U d解得v ＝2 000 m/s.(2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：Bq v ＝m v 2r由几何关系有：tan θ2＝R r解得离子的比荷为：q m ＝2×104 C/kg.(3)弧CF 对应圆心角为θ，离子在圆形磁场区域中运动时间t ，t ＝θ2π·TT ＝2πm qB解得t ＝3π6×10－4 s ≈9×10－5 s.答案：(1)2 000 m/s (2)2×104 C/kg (3)9×10－5 s。

高二物理第三章磁场专题安培力问题归纳同步练习新人教版选修31

高二物理第三章磁场专题安培力问题归纳同步练习新人教版选修31（答题时间：45分钟）1. 有关磁感应强度B 的说法正确的是（）。

A. 对于IL F B =，比值ILF 越大，说明通电导线所在处的磁感应强度一定越大 B. 对于ILF B =，F 越大，说明通电导线所在处的磁感应强度一定越大 C. 可用IL F 来量度磁感应强度的大小，但B 是由磁场本身因素决定的，与I 、L 、F 无关D. 在I 、L 相同的情况下，垂直磁场方向放置通电导线，受力F 越大的地方，B 越大2. 把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下图中能正确反映各量间关系的是（）。

3. 取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a ）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I 的电流时，测得螺线管内部的磁感应强度大小为B 。

若将另一根长导线对折后绕成如图（b ）所示的螺线管，并通以电流强度也为I 的电流时，则在螺线管内部的磁感应强度大小为（）。

A. 0B. 0.5BC. BD. 2B4. 磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，以下对磁场认识正确的是（）。

A. 磁感线有可能出现相交的情况B. 磁感线总是由N 极出发指向S 极C. 某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N 极所指方向一致D. 若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零5. 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I 平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为21∆Φ∆Φ和，则（）。

A. 21∆Φ>∆ΦB. 21∆Φ=∆ΦC. 21∆Φ<∆ΦD. 不能判断6. 如图所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量分别为a Φ、b Φ，则（）。

A. b a Φ>ΦB. b a Φ<ΦC. b a Φ=ΦD. 不能确定7. 如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒。

高中物理第三章磁场章末复习课达标检测含解析粤教版3_1

章末复习课【知识体系】磁场错误![答案填写]错误!BS投影面积左手定则相吸相斥qvB错误!错误!主题1磁场对电流的作用——安培力1．分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤．（1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况．（2）用左手定则确定各段通电导线所受安培力．(3)据初速度方向结合牛顿定律确定导体运动情况．2．注意问题．（1)公式F＝BIL中L为导线的有效长度．（2)安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心．(3）安培力做功：做功的结果将电能转化成其他形式的能．【典例1】如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长为L,质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．则（1)这时B至少多大？B的方向如何？（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？解析:解这类题时必须先画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而理清各矢量方向之间的关系．（1)画出金属杆的截面图．由三角形定则得,只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小．根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足BI1L＝mg sin α，B＝错误!。

（2)当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，要使金属杆保持静止，应使沿导轨方向的合力为零，得BI2L cos α＝mg sin α，I2＝错误!.答案:(1）错误!垂直于导轨平面向上(2）错误!针对训练1。

质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示．求棒MN受到的支持力和摩擦力．解析：由左手定则判断安培力的方向时，要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，棒MN受力分析如图所示。

由平衡条件有水平方向F f＝F sin θ，竖直方向F N＝F cos θ＋mg.且F＝BIL，从而得F f＝BIL sin θ。

高三物理人教版选修31第三章《磁场》全章14节复习学案以及测试题含部分答案

选修3-1 第三章磁场第一节磁场及磁场对电流的作用班别姓名学号学习目标：1.掌握磁场、磁感应强度、磁通量的基本概念，会用磁感线描述磁场.2.掌握安培定则、左手定则的应用.3.掌握安培力的概念及在匀强磁场中的应用.学习重难点：安培定则、左手定则的应用；解决与安培力有关的实际问题。

复习交流1．磁感应强度是一个矢量．磁场中某点磁感应强度的方向是()A．正电荷在该点所受力方向B．沿磁感线由N极指向S极C．小磁针N极或S极在该点的受力方向D．在该点的小磁针静止时N极所指方向2、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D、磁感线和电场线都能分别表示磁场和电场的方向和大小，都是客观存在的。

3、下列说法中正确的是( )A.电荷在某处不受到电场力的作用，则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受到磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱小结：（1）磁场的方向：小磁针静止时________所指的方向．（2）磁感线的疏密表示，磁感线的切线方向表示。

以条线磁体为例，外部的磁感线从到，内部的磁感线从到，因此磁感线是曲线。

（3）磁感应强度是一个用来描述磁场的_______________的物理量，大小：B＝________(通电导线垂直于磁场)．4．在图1—1中，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时，磁针的S极向纸内偏转．这一带电粒子束可能是A．向右飞行的正离子束B．向纸内飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向纸内飞行的负离子束图1--15、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A、全向里B、全向外C、a向里，b、c向外D、a、c向外，b向里小结：电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场____与____磁铁的磁场相似，管内为____磁场且磁场____，管外为______磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场____安培定则立体图横截面图6.一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( )A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流强度D.使电流反向7.磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B bC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小小结：（1）安培力的大小：当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝______，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)当磁场与电流________时，安培力最大，F max＝BIL.(2)当磁场与电流________时，安培力等于零．（2）判断安培力的方向根据定则：伸开左手，使拇指与其余四指________，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向________的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．巩固练习任务一、安培定则的应用和磁场的叠加1.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示( )A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极2、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（）A、区域ⅠB、区域ⅡC、区域ⅢD、区域Ⅳ3.如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

高二物理安培力的应用试题

高二物理安培力的应用试题1.关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（）A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直【答案】C【解析】当通电导线垂直磁场方向时，根据左手定则可得，磁场方向，磁场力方向，电流方向三个方向相互垂直，所以C正确，思路分析：根据左手定则分析，试题点评：本题需要注意的是，磁场力方向一定和磁场方向和电流方向垂直，但是磁场方向不一定和电流方向垂直，2.在赤道处沿东西方向放置一根直导线，导线中电子定向运动的方向是从东向西，则导线受到地磁场的作用力的方向为（）A．向东B．向北C．向上D．向下【答案】C【解析】地球磁场的南北极和地理的南北极相反，因此在赤道上方磁场方向从南指向北，依据左手定则可得安培力方向向上，故ABD错误，C正确．思路分析：解答本题首先要明确地球磁场的分布情况，然后根据左手定则直接进行判断即可．试题点评：本题的难点在于弄不清楚地球磁场方向，因此在学习中要熟练掌握各种典型磁场方向的分布情况．3.如图所示，一根通有电流Ｉ1的固定长直导线在可以自由移动和转动的通有电流Ｉ2的矩形线圈的平面内，线圈将会出现（）A．远离导线运动B．向着导线平动C．绕轴OO′运动D．绕轴NN′运动【答案】B【解析】由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，导线框在直导线下边，所处的磁场方向垂直纸面向里．由左手定则判断导线框四边的受力情况，上下两边大小相等，方向相反，左右两边方向也相反，但由于导线周围磁感应强度的大小与它到导线的距离成反比，导线框上边受力比下边受力大，合力向上，所以导线框向上运动靠近通电长直导线．思路分析：由右手螺旋定则判断出直导线的磁场，导线框在直导线下边，所处的磁场方向垂直纸面向里，再由左手定则判断导线框四边的受力情况进行解决．试题点评：掌握右手螺旋定则和左手定则的应用，两个定则不能混淆．4.试在图中标出电源的正极和负极.【答案】如图【解析】从小磁针静止时的N极指向我们可以得出，通电螺线管的右端为S极，再由右手螺旋定则可得电源的右端为正极思路分析：小磁针静止时，N极的指向表示该点的磁感应强度的方向，然后结合右手螺旋定则分析解题试题点评：本题考查了对右手螺旋定则的简单应用，关键是对右手螺旋的正确使用5.通电螺线管内部的磁感应强度与管口外部比较______________的磁感应强度大.根据磁场对电流有作用力的原理，列举两个在实际生活中的应用____________________.【答案】内部电动机、电流表【解析】通电螺线管内部的磁感线比外部的磁感线分布较密，所以内部的磁感应强度比较大，电动机和磁电式电流表等都是利用通电线圈在磁场中受到安培力的作用下工作的，试题点评：本题考查了通电螺旋管的磁感应强度分布情况以及利用磁场对电流有作用力的原理在生活中的应用6.关于磁电式电流表，下列说法中正确的有（）A．电流表的线圈处于匀强磁场中B．电流表的线圈处于均匀辐向磁场中C．电流表的线圈转动时，安培力大小不变D．电流表指针的偏转角与所测电流成正比【答案】BCD【解析】两蹄形磁铁中间的磁场均匀辐向，大小相同，但方向不同，所以不是匀强磁场，A错误，B正确，根据公式可得，电流表的线圈转动时，安培力大小不变，C正确，因为电流表指针的偏转角度和受到的安培力大小成正比，而安培力和通电电流成正比，所以电流表指针的偏转角与所测电流成正比，D正确，思路分析：磁电式电流表的工作原理是磁场对电流有作用力的原理和两蹄形磁铁中间的磁场特点分析解题试题点评：本题考查了磁电式电流表的工作原理，需要注意的是两蹄形磁铁中间的磁场大小相同，但是方向呈辐射状7.两条长直导线AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距离，通以图所示的电流，其中AB固定，CD可以以其中心为轴自由转动或平动，则CD的运动情况是（）A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时离开导线ABC．逆时针方向转动，同时靠近导线ABD．逆时针方向转动，同时离开导线AB【答案】C【解析】电流AB产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向左，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知CD导线逆时针方向转动．当CD导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引．所以导线CD逆时针方向转动，同时靠近导线AB，C正确，思路分析：电流CD处于电流AB产生的磁场中，在CD左右两边各取一小电流元，根据左手定则判断其安培力的方向，从而判断其运动．当CD导线转过90°后，看两电流是同向电流还是异向电流，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．试题点评：在解决该题的过程中：1、使用了电流元法，即在导线上取一较短的电流，判断其受力方向．2、使用了特殊位置法，转过90°后判断其受力．3、使用了结论法，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．8.下列说法中正确的是（）A．放在匀强磁场中的通电导线，一定受到磁场的作用力B．通电导线在磁场中一定会转动C．磁场对通电导线的作用力方向一定跟电流方向平行D．磁场对通电导线的作用力方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向【答案】D【解析】当通电导线平行于磁场放在磁场中时，磁场对通电导线没有力的作用，此种情况下导线不会转动，AB错误，根据左手定则可知，磁场对通电导线的作用力一定垂直于电流方向和磁场方向，C错误，D正确，思路分析：根据（表示通电导线与磁场的方向的夹角）可得当通电导线平行于磁场放在磁场中时即，磁场对通电导线没有力的作用，当通电导线垂直磁场方向放置于磁场中时即，磁场对通电导线的作用力最大，试题点评：本题考查了影响通电导线受到的磁场力大小的因素以及安培力，磁场方向，和电流方向三者之间的关系，9.有一个电流表接在电动势为E、内阻为r（r经过处理，阻值很大）的电池两极，指针偏转了30°角，如果将其接在电动势为2E、内阻为2r的电池两极，其指针偏转角为（）A．60°B．30°C．30°与60°之间D．大于60°【答案】C【解析】当接在第一个电池上时，，接在第二个电池上时，由上述两式可得因为偏转角θ与I成正比，所以故,则.所以.故C选项正确.思路分析：电流表的刻度是均匀的，所以偏转角θ与I成正比，可通过求出两次连接方式下的电流比，从而得出第二次偏转角度的表达式试题点评：本题考查了电流表的简单计算，关键是理解电流表的工作原理，以下给出的是可能的实验操作步骤，10.【1】用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上________．a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔的阻值后，断开两表笔b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rxc．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1kd．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔【答案】cabe【解析】测量几十kΩ的电阻R我们一般选择较大的档位先粗测，使用前应先进行调零，然后依x据欧姆表的示数，在更换档位，重新调零，在进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档，拔出表笔．所以顺序应该为：cabe;【2】用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据下图所示的表盘，被测电阻阻值为____Ω.若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为________mA.【答案】220（2分）,0.40【解析】欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值，所以被测阻值为22×10Ω=220Ω用于测量电流时1mA表示量程，应该看中间一排刻度均匀的示数，50个小格代表1mA,一个小格代表0.02mA,所以被测电流应为20×0.02mA=0.40mA。

高中物理第三章磁场《磁场对通电导线的作用——安培

《磁场对通电导线的作用——安培力》1.在如图3－2－11所示的各图中，表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是（）图3－2－11解析：选A.本题考查用左手定则判断安培力的方向.根据左手定则，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿入手心，则大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有A符合左手定则.故正确答案为A.2.如图3－2－12所示，A为一水平旋转的橡胶圆盘，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.当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受安培力的方向是（）图3－2－12A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外解析：选C.本题考查安培定则与左手定则.由电流产生磁场可知橡胶圆盘上高速转动的负电荷产生的磁场在圆盘上方是垂直圆盘向上的，再由左手定则判断通电导线所受安培力方向水平向里.3.如图3－2－13所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力（）图3－2－13A.竖直向上B.方向垂直于ad斜向上C.方向垂直于bc斜向下D.为零解析：选D.导线abcd的有效长度L＝0，故它受到的磁场力的合力为零，即任何闭合通电线圈在匀强磁场中受到的磁场力的合力一定为零.4.如图3－2－14所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以（）图3－2－14A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向解析：选C.首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力.处于平衡时：2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属体中的电流I，或二者同时增大.5.将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图3－2－15所示，已知磁感应强度为1 T.试求下列各图中导线所受安培力的大小和方向.图3－2－15解析：由公式F＝IBL sinθ得：(1)中F1＝0.(2)中F2＝IBL＝0.02 N，方向水平向右.(3)中F3＝IBL＝0.02 N，方向垂直导线方向斜向上方，与水平方向成120°角.答案：(1)0 (2)0.02 N，水平向右 (3)0.02 N，与水平成120°角一、选择题1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是（）A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的B.磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直C.磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直D.磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直解析：选 D.由左手定则可知，安培力方向一定既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，但电流方向与磁场方向不一定垂直.2.下列说法正确的是（）A.放在匀强磁场中的通电导线一定受到恒定的磁场力作用B.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱C.磁场的方向就是通电导线所受磁场力的方向D.安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面解析：选D.由F＝BIL sinθ知，当θ＝0时，F＝0，故A错.F方向一定与B和I所决定的平面垂直，所以D正确.3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图3－2－16所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力（）图3－2－16A.大小不变，方向不变B.由零增大到最大，方向时刻改变C.由最大减小到零，方向不变D.由零增大到最大，方向不变解析：选D.导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90°时，电流与磁场垂直，此时导体所受安培力最大.根据左手定则判断知，力的方向始终不变，选项D正确.4.竖直放置的直导线AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离，直导线固定，圆环可以自由运动，当通以如图3－2－17所示方向的电流时(同时通电)，从左向右看，线圈将（）图3－2－17A.顺时针转动，同时靠近直导线ABB.顺时针转动，同时离开直导线ABC.逆时针转动，同时靠近直导线ABD.不动解析：选C.圆环处在通电直导线的磁场中，由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里.由左手定则判定，水平放置的圆环外侧半圆受安培力向上，内侧半圆所受安培力方向向下，从左向右看线圈逆时针转，转到与直导线在同一平面内时，由于靠近导线一侧的半圆环电流向上，方向与直导线相同，互相吸引，直导线与另一侧半圆环电流反向，相互排斥，但靠近导线的半圆环处B值较大，故F引＞F斥，对圆环来说合力向左.5.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是（）A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B.该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C.使线圈平面始终与磁感线平行D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等答案：CD6.如图3－2－18所示的各图中，磁场的磁感应强度大小相同，导线两端点距离均相等，导线中电流均相等，则各图中有关导线所受的安培力的大小的判断正确的是（）图3－2－18A.d图最大B.b图最大C.一样大D.无法判断解析：选C.安培力公式F＝BIL⊥，其中L⊥为垂直于磁场方向的有效长度，a、b、c、d四个图中导线的有效长度相等，所以所受的安培力相等.7.一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图3－2－19中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是（）图3－2－19A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力解析：选AD.对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上，所以在通电的一瞬间，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确.8.质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，如图3－2－20所示.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在下图3－2－21中所加各种磁场中，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力为零的可能情况是（）图3－2－20图3－2－21解析：选AB.要使静摩擦力为零，如果N＝0，必有f＝0.图B选项中安培力的方向竖直向上，与重力的方向相反，可能使N＝0，B是正确的；如果N≠0，则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零，那么f＝0.在图A选项中，导体所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能为零，则导体所受静摩擦力可能为零.图C、D选项中，从导体所受到的重力G，支持力N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零，故正确的选项应为A、B.二、非选择题9.如图3－2－22所示，质量为m、长为L、通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，求ab 受到的摩擦力和支持力.图3－2－22解析：画出ab 棒的横截面图，并受力分析如图所示，因为棒ab 处于静止状态，由水平方向受力平衡可得f ＝F 安sin α＝BIL sin α，方向水平向右.竖直方向上受力平衡得F安cos α＋N ＝mg ，则N ＝mg －BIL cos α方向竖直向上.答案：见解析10.如图3－2－23所示，通电导体棒ab 质量为m 、长为L ，水平放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以如图所示方向的电流，电流强度为I ，欲使导体棒ab 静止在斜面上.图3－2－23(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B 为多大？(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小和方向. 解析：(1)对导体棒受力分析如图所示：由平衡条件得BIL ＝mg tan θ B ＝mg tan θIL(2)设安培力方向与斜面夹角为α，对导体棒受力分析如图所示：由平衡条件得B ′IL cos α＝mg sin θ B ′＝mg sin θIL cos α当α＝0°时，B ′最小，其最小值为B ′min ＝mg sin θIL由于安培力方向平行斜面向上，电流方向垂直纸面向里，由左手定则可判断磁场方向垂直斜面向上. 答案：(1)mg tan θIL(2)mg sin θIL垂直斜面向上。

2017粤教版高中物理选修34《安培力的应用》每课一练

3、4安培力的应用每课一练（粤教版选修3—1）知能综介训练热点集训知皈升^"^一、单项选择题1.要想提高磁电式电流表的灵敏度，不可采用的办法有（）A.增加线圈匝数Be增加永久性磁铁的磁感应强度C.减少线圈面积D.减小转轴处摩擦解析：当给电流表通入电流I时，通电线圈就在磁力矩作用下转动，同时螺旋弹簧即游线就产生一个反抗力矩,二力矩平衡时，电流表的指针就停在某一位置•于是有NBIS=k（）y故0 =错误!Z、可见，电流表灵敏度将随着线圈匝数爪线圈而积S及磁感应强度万的增大而提高，随着螺旋弹簧扭转系数& （即转过1°所需外力矩的大小）的增大而降低•另外，减小摩擦也有利于灵敏度的提高。

故选C、答案:C2。

如图3-4r o 14所示，固左的长直导线竖直放苣，通以竖直向上的宜流电。

现在在导线右侧放一可以自由移动的矩形通电线框，它们在同一平面内，则线框的运动情况是（）图3。

4. 14A.线框平动，远离直导线B.线框平动，靠近直导线C o从上向下看线框顺时针转动，并靠近直导线D.从上向下看线框逆时针转动，并远离直导线解析：解答本题的关键就在于要了解直线电流的磁场的特点•根拯安培左则可知，在导线右方区域的磁场的磁感线分布情况如右图所示。

由左手左则可知a〃边所受的安培力向上，be 边所受的安培力向下，这两个力是一对平衡力，相互抵消•必边所受的安培力向左，cd边所受的安培力向右，但由于朋边所在位苣的磁场比cd边所在位置的磁场强，所以必边所受的向左的安培力大于边所受的向右的安培力。

所以整个线框所受的合力向左.答案：B3。

如图3。

4。

15所示，在倾角为a的光滑斜而上，垂直纸面放置一根长为厶质疑为加的直导体棒。

当导体棒中的电流/垂宜纸而向里时，欲使导体棒静止在斜而上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度万的.方向在纸而内由竖直向上逆时针至水平向左的过程中，关于万的大小的变化,正确的说法是（）A o逐渐增大B。

人教版高中物理选修3—1第三章磁场第四节《安培力》随堂练习试题

人教版高中物理选修3—1第三章磁场第四节《安培力》随堂练习题一、选择题：（）1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B（）2、如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是A、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动C、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动D、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动（）3、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是A、水平向左B、水平向右C、竖直向下D、竖直向上（）4、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是A、减少表头线圈的匝数B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性D、转紧表内的螺旋弹簧（）5、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受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为A、F2B、F1-F2C、F1+F2D、2F1-F2（）6、如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升（）7、两条导线AB和CD互相垂直，如图所示，其中的AB固定，CD可自由活动，两者相隔一小段距离，当两条导线分别通以图示方向的电流时，垂直纸面向里看导线CD将A．顺时针方向转动，同时靠近ABB．逆时针方向转动，同时靠近ABC．顺时外方向转动，同时远离ABD．逆时针方向转动，同时远离AB（）8、如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈，只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图．当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来：A．方向沿x轴的恒定磁场B．方向沿y轴的恒定磁场C．方向沿z轴的恒定磁场D．方向沿z轴的变化磁场（）9、如图所示，一根长为L的细铝棒用两个倔强系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy;若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy,则磁感应强度B值为A.kΔy/ILB.2kΔy/ILC.kIL/ΔyD.2IL/kΔy( )10、一个可自由运动的轻线圈L1和一个固定的线圈L2互相垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，两线圈通以如图所示的电流方向时，则从左向右看，线圈L1将A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.向纸外转动( )11、倾角为α的光滑斜面上，放一根长L，质量为m的导体棒，通以如图所示方向电流I，为使其静止在斜面上，可加一个强度、方向适当的匀强磁场，这磁场应该是A．垂直于斜面向上，B＝mgsinα/ILB．垂直于斜面向下，B＝mgsinα/ILC．竖直向下，B＝mgtgα/ILD．水平向左，B＝mg/IL（）12、如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零A、适当增大电流B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I不变，适当增大BD、使电流I反向，适当减小( )13、两根相同的轻弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线范围内有垂直纸面的匀强磁场，当棒中通以向右的电流且棒静止时，如图所示，弹簧秤读数为F2；若将棒中的电流反向，当棒静止时，弹簧秤的读数为F2，且F2>F1，则可以确定：A．磁场的方向B．电流的大小C．铜棒所受磁场力的大小D．铜棒的质量( )14．如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是A、向右飞行的正离子．B、向左飞行的正离子．C、向右飞行的负离子．D、向左飞行的负离子( )15．如图所示所在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为？极，螺线管的a端为?极．A．正B．负C．N D．S二、填空题：16、在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场人作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。

2018-2019学年人教版物理选修3-1练习：第3章+磁场+习题课安培力的应用a+Word版含解析

02 课后巩固训练[对点训练]考点一安培力作用下导体运动情况的判定1.两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动。

它们通以图示方向的直流电流时，CD导线将()A．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC．逆时针方向转动，同时离开导线ABD．顺时针方向转动，同时离开导线AB答案 A解析由安培定则可知直线电流产生的磁场是以直线电流为圆心的同心圆，AB中电流所产生的磁场在CD导线所在平面内的磁感线如图甲所示(俯视图)。

由左手定则可知，CD通电导线在M点受到的磁场力垂直于纸面向里，在N点受到的磁场力垂直于纸面向外。

由于磁场的对称性，M、N两点的磁场力大小相等、方向相反，使得CD通电导线转动起来，即CD电流将会转到与AB同向的位置。

在图乙中，CD中的电流所受到的磁场力由左手定则可知，CD将向AB 靠近。

2．(多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。

这种电流表的构造如图甲所示。

蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。

若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是()A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动答案ABD解析指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确。

电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确。

由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确。

考点二与安培力有关的力学综合题3.(多选)电磁轨道炮工作原理如图所示。

待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。

(浙江专用)高中物理第三章磁场习题课安培力的综合应用学案新人教版选修3_1

习题课安培力的综合应用[ 研究学考·明确要求]考试要求知识内容安培力的综合应用选考 d学考 c基本要求会利用安培力公式 F＝ ILB，并能综合力学其他规律，解决简单力学问题。

发展要求利用安培力公式，综合力学和电学规律求解力学与电学综合问题。

说明解决力学综合问题只限于所受各力在一条直线上或互相垂直的状况。

[基础梳理]通电导体在磁场中的运动实质是通电导线在磁场中碰到安培力作用的运动。

(1)电流元法即把整段通电导体等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段通电导体所受合力的方向。

(2)特别地址法把通电导体或磁铁放置到一个便于解析的特别地址后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。

(3)等效法环形导线和通电螺线管都能够等效成条形磁铁。

条形磁铁也可等效成环形导线或通电螺线管。

通电螺线管也能够等效成很多匝的环形导线来解析。

(4)利用结论法①两电流互相平行时无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；②两电流不平行时，有转动到互相平行且电流方向相同的趋势。

③变换研究对象法由于电流之间，电流与磁体之间的互相作用满足牛顿第三定律。

定性解析磁体在电流磁场作用下受力和运动时，可先解析电流在磁体的磁场中碰到的安培力，尔后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力。

[典例精析]【例 1】如图 1 所示，两条导线互相垂直，但相隔一段距离，其中AB 固定，能自由活动，CD当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)()图 1A．顺时针方向转动同时凑近导线ABB．逆时针方向转动同时走开导线ABC．顺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解析依照电流元解析法，把导线CD等效成 CO、 OD两段导线。

由安培定则画出CO、OD所在地址由 AB导线中电流所产生的磁场方向，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。

由特别地址解析法，让CD逆时针转动90°，如图乙所示，并画出CD此时地址 AB导线中电流所产生的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见导线CD凑近导线AB，应选项D正确。

高中物理第三章磁场2磁场对通电导线的作用安培力练习(含解析)教科版选修31

磁场对通电导线的作用——安培力(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )D.将直导线从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半【解析】选B。

根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故A错误,B正确; 磁场与电流不垂直时,安培力的大小为F=BILsin θ,则安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,故C错误;当电流方向与磁场的方向平行,所受安培力为0,将直导线从中折成直角,让其中的一半与磁场的方向平行,安培力的大小将变为原来的一半;将直导线在垂直于磁场的方向的平面内从中折成直角,安培力的大小一定变为原来的,故D错误。

故选B。

2.(多选)如图所示,通电直导线处在蹄形磁铁两极间,受到力F的作用发生偏转,以下说法正确的是( ) 【解析】选A、D。

磁场力是磁场本身性质的体现,磁场是一种物质,磁体间或磁体与电流间的作用都是通过磁场完成的,但是磁场看不见摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体,没有反作用力。

这时我们需找出产生磁场的物体,它才是施力物体,力F的反作用力作用在施力物体上,故选A、D。

【加固训练】如图所示,由直径AOB和半圆ACB构成的半径为R的半圆形金属框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向外)垂直。

若通以如图所示的电流,已知从A端流入的总电流强度为I,则金属框所受到的磁场的作用力的合力为( )A.方向沿纸面向上,大小为0B.方向沿纸面向上,大小为2BIRC.方向沿纸面向下,大小为BIRD.方向沿纸面向下,大小为2BIR【解析】选B。

圆弧ACB的有效长度为2R,设通过ACB的电流为I1,则该部分导线受到的安培力为:F1=B×I1×2R=2BI1R,由左手定则可知方向沿纸面向上。

通过直径AOB的电流为I2=II1,则该部分导线受到的安培力为F2=B×I2×2R=2BI2R,由左手定则可知方向沿纸面向上。

高中物理选修三安培力的综合应用

答案：B
要点二安培力作用下导体的平衡 1．在安培力作用下物体的平衡问题的求解和前面学习的共点力平衡问题相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程．需要注意的是在受力分析过程中不要漏掉安培力．对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定． 2．解决安培力作用下物体的平衡问题，一般按以下步骤分析： (1)将立体图转化为平面图； (2)将题中的角度、电流方向、磁场方向标在图上； (3)按正确的顺序进行受力分析：重力、安培力、弹力、摩擦力 (注意 F 安⊥I，F 安⊥B)； (4)列式求解(合成法或正交分解法等)．
() 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
解析：首先磁铁上方的磁感线从 N 极出发回到 S 极，是曲线，直导线由 S 极的上端平移到 N 极的上端的过程中，电流的受力由左上方变为正上方再变为右上方，根据牛顿第三定律磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方，磁铁静止不动，所以所受摩擦力方向由向左变为向右，B 正确．
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
解析：因为通电后，弹簧中每一圈的电流都是同向的，互相吸引，弹簧就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，弹簧就又掉下来接通电路……如此通断通断，就上下跳动．
答案：C
2．(多选)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是( )
解析：A、C 对：根据左手定则，判断导线受到的安培力方向向上，增大安培力，可使悬线中张力为零，根据公式 F＝BIL 知，适当增大电流 I 或者保持电流 I 不变，适当增大 B，可使悬线中张力为零．

高二物理第三章磁场专题——安培力问题归纳(理)知识精讲人教新课标版选修3-1(DOC)

高二物理第三章磁场专题——安培力问题归纳人教新课标版选修3-1一、学习目标：1. 理解左手定则，会用左手定则处理相关问题。

2. 掌握安培力作用下的平衡问题的解题方法。

3. 理解磁感应强度的定义，知道其定义式，理解磁感应强度的矢量性。

二、重点、难点：重点：熟练运用左手定则进行相关的判断难点：磁感应强度的矢量性及安培力公式的理解。

⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⋅==m A N 1T 1L I F ILFB N B ，单位：特斯拉，简称特是导线长度是电流，的磁场力，是通电导线所受垂直时），其中（通电导线与磁场方向大小：点的磁感应强度的方向极所指的方向规定为该方向：小磁针静止时表示物理量，用定义：描述磁场强弱的强度磁感应⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧Φ==Φ⊥⊥S B BS S B S B 磁感应强度：磁通量的计算：积的磁通量的乘积叫做穿过这个面与，我们把面，面积为与磁场方向垂直的平的匀强磁场中，有一个应强度为磁通量的概念：在磁感磁通量⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=θ=θ=⊥⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧强磁场为有效长度，磁场为匀上述表达式中时，当角时，成与当时，当安培力的大小决定的平面和于推论：安培力总是垂直就是左手定则受安培力的方向，这是通电导线在磁场中所这时拇指所指的方向就四指指向电流的方向，感线从掌心进入，并使在同一个平面内，让磁垂直，并且都与手掌使拇指与其余四个手指判断方法：伸开左手，安培力的方向场中受的力安培力：通电导线在磁力用作的线导电通对场磁L 0F I //B sin BIL F I B BIL F I B I B知识点一：磁感应强度概念的理解：例1：关于磁感应强度，下列说法正确的是（）。

A. 一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比B 处的大，说明A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大B. 由ILFB =可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正比，与导线的IL 成反比C. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零D. 小磁针N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向答案：D例2：两长直通电导线互相平行，电流方向相同，其截面处于一个等边三角形的A 、B 处，如图所示，两通电导线在C 处的磁感应强度均为B ，则C 处的总磁感应强度为（）。

高中物理第三章磁场第5讲习题课：安培力的综合应用学案新人教版选修31

习题课：安培力的综合应用[目标定位] 1.会判断安培力作用下物体的运动方向.2.会分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡问题.3.会求安培力作用下导体棒的瞬时加速度．一、安培力作用下物体运动方向的判断方法1．电流元法即把整段通电导体等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段通电导体所受合力的方向．2．特殊位置法把通电导体或磁铁放置到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向．3．等效法环形导线和通电螺线管都可以等效成条形磁铁．条形磁铁也可等效成环形导线或通电螺线管．通电螺线管也可以等效成很多匝的环形导线来分析．4．利用结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势．5．转换研究对象法因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律．定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力．例1 如图1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)( )图1A．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解析(1)根据电流元分析法，把导线CD等效成CO、OD两段导线．由安培定则画出CO、OD 所在位置由AB导线中电流所产生的磁场方向，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．(2)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导线中电流所产生的磁感线分布，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．答案 D不管是通电导体还是磁体，对另一通电导体的作用都是通过磁场来实现的．因此必须先画出导体所在位置的磁感线方向，然后用左手定则判断导体所受安培力的方向进而再判断将要发生的运动．例2 (多选)如图2甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为I m，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒( )图2A．一直向右移动B．速度随时间周期性变化C．受到的安培力随时间周期性变化D．受到的安培力在一个周期内做正功解析由F＝IlB可知，安培力随时间的变化关系与电流随时间变化关系相同．所以金属棒先向右匀加速运动，再向右做匀减速运动，然后重复运动，故选项A、B、C均正确；安培力先做正功，后做负功，在一个周期内不做功，故选项D错误．答案ABC二、安培力作用下的导体的平衡1．解题步骤 (1)明确研究对象；(2)先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上； (3)正确受力分析(包括安培力)，然后根据平衡条件：F 合＝0列方程求解． 2．分析求解安培力时需要注意的问题(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向，再根据左手定则判断安培力方向； (2)安培力大小与导体放置的角度有关，但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况，其中L 为导体垂直于磁场方向的长度，为有效长度．例3 如图3所示，质量m ＝0.1kg 、电阻R ＝9Ω的导体棒静止于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L ＝0.5m ．导轨接入电动势E ＝20V ，内阻r ＝1Ω的电源，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5T ，方向竖直向上的匀强磁场中．求：(取g ＝10m/s 2)图3(1)导体棒所受安培力的大小和方向； (2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向．解析 (1)导体棒中的电流I ＝ER ＋r ＝209＋1A ＝2A ，安培力F 安＝ILB ＝2×0.5×0.5N ＝0.5N ，由左手定则可知安培力的方向水平向右．(2)建立如图所示的坐标系，分解重力和安培力．在x 轴方向上，设导体棒所受的静摩擦力大小为F f ，方向沿斜面向下．在x 轴方向上有：mg sin θ＋F f ＝F 安cos θ，解得F f ＝－0.067N.负号说明静摩擦力的方向与假设的方向相反，即沿斜面向上．答案 (1)0.5N 水平向右 (2)0.067N 沿斜面向上解决安培力作用下的受力平衡问题，受力分析是关键，解题时应先画出受力分析图，必要时要把立体图转换成平面图.三、安培力和牛顿第二定律的结合解决安培力作用下的力学综合问题，做好全面受力分析是前提，其中重要的是不要漏掉安培力，其次要根据题设条件明确运动状态，再根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解．例4 如图4所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内阻为r 的直流电源．电路中有一阻值为R 的电阻，其余电阻不计，将质量为m 、长度为L 的导体棒由静止释放，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．图4解析受力分析如图所示，导体棒受重力mg 、支持力F N 和安培力F ，由牛顿第二定律：mg sin θ－F cos θ＝ma ① F ＝BIL ② I ＝E R ＋r③ 由①②③式可得a ＝g sin θ－BEL cos θm (R ＋r ).答案 g sin θ－BEL cos θm (R ＋r )1．(安培力作用下导体的运动)两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图5所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是( )图5A．都绕圆柱体转动B．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C．彼此相向运动，电流大的加速度大D．彼此背向运动，电流大的加速度大答案 B解析同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但根据牛顿第三定律知两线圈间的相互作用力必大小相等，选项B正确．2.(安培力作用下导体的运动)一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图6所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为( )图6A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管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靠近螺线管答案 D解析先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图(a)所示．可以判断导线受到磁场力作用后从上向下看按逆时针方向转动，再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线所受磁场力的方向，如图(b)所示，导线还要靠近螺线管，所以D正确，A、B、C错误．(a) (b)3．(安培力作用下导体的平衡)如图7所示，一根长L ＝0.2m 的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I ＝5A 的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B ＝0.6T ，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图7答案 0.8N解析从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判断出为水平向右，F ＝ILB ＝5×0.2×0.6N ＝0.6N.由平衡条件得mg ＝Ftan37°＝0.8N.4．(安培力和牛顿第二定律的结合)澳大利亚国立大学制成了能把2.2g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10km/s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图8所示，若轨道宽为2m ，长为100m ，通过的电流为10A ，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度．(轨道摩擦不计)图8答案 55T解析根据2ax ＝v 2t －v 2得炮弹的加速度大小为a ＝v 2t 2x ＝(10×103)22×100m/s 2＝5×105 m/s 2.根据牛顿第二定律F ＝ma 得炮弹所受的安培力F ＝ma ＝2.2×10－3×5×105N ＝1.1×103N.根据安培力公式F ＝ILB ，得B ＝F IL ＝1.1×10310×2T ＝55T.题组一安培力作用下导体的运动1．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1所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是( )图1A．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．2．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2所示．下列哪种情况将会发生( )图2A．因L2不受安培力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的安培力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2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上方的磁场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选项正确．3．固定导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图3方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，导线c中通电时，以下判断正确的是( )图3A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小B．导线a端转向纸外，同时测力计读数增大C．导线b端转向纸里，同时测力计读数减小D．导线b端转向纸里，同时测力计读数增大答案 B解析电流c产生的磁场在右边平行纸面斜向左，在左边平行纸面斜向下，在ab左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向外，右边的电流元所受安培力方向向内，知ab导线逆时针方向(从上向下看)转动．当ab导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引．导致弹簧测力计的读数变大．故B正确，A、C、D错误．4．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图4所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将( )图4A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动答案 B解析法一利用结论法．环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看线圈L1顺时针转动．法二等效分析法．把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，通电后，小磁针的N极应指向环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成小磁针后转动前，N极应指向纸里，因此应由向纸里转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动．法三直线电流元法．把线圈L1沿转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，据安培定则可知各电流元所在处磁场方向向上，据左手定则可得，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力均指向纸里，因此从左向右看线圈L1顺时针转动．故正确答案为B.题组二通电导线在磁场中的平衡5．(多选)如图5所示条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止．下列结论正确的是( )图5A．磁铁对水平面的压力减小B．磁铁对水平面的压力增大C．磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D．磁铁所受的合外力增加答案BC6．(多选)质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，导体棒ab 与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图6所示．图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中导体棒ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )图6答案AB解析选项A中，当mg sinθ＝BIL cosθ时，通电导体棒受到重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态，如图甲所示，所以导体棒与导轨间的摩擦力为零．当安培力变大或变小时，导体棒有上滑或下滑的趋势，于是有静摩擦力产生．选项B中，当mg＝BIL时，通电导体棒受到重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以导体棒与导轨间的摩擦力为零．当安培力减小时，细杆受到导轨的弹力和沿导轨向上的静摩擦力，也可能处于静止状态．选项C 和D 中，通电导体棒受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦力，如图丙、丁所示，所以导体棒与导轨间的摩擦力一定不为零．7．如图7所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )图7A ．棒中的电流变大，θ角变大B ．两悬线等长变短，θ角变小C ．金属棒质量变大，θ角变大D ．磁感应强度变大，θ角变小答案 A8．如图8所示，通电直导线ab 质量为m ，长为L ，水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流强度为I ，要求导线ab 静止在斜面上，且要求磁感应强度最小，则该匀强磁场的磁感应强度大小和方向分别是( )图8A.mg sin θIL ，垂直斜面向上 B.mg sin θIL ，垂直斜面向下 C.mg cos θIL，垂直斜面向上 D.mg cos θIL，垂直斜面向下答案 A解析当安培力方向沿斜面向上时，磁感应强度最小，有：mg sin θ＝ILB min ；得：B min ＝mg sin θIL方向垂直斜面向上，则A 正确．9．如图9所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd 的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I 时，调节两盘中的砝码，使天平平衡．然后使电流I 反向，这时要在天平的左盘上加质量为2×10－2kg 的砝码，才能使天平重新平衡．求磁场对bc 边作用力的大小．若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I ＝0.1A ，bc 边长度为10cm ，求该磁场的磁感应强度．(g 取10m/s 2)图9答案 0.1N 1T解析根据F ＝ILB 可知，电流反向前后，磁场对bc 边的作用力大小相等，设为F ，但由左手定则可知它们的方向是相反的．电流反向前，磁场对bc 边的作用力向上，电流反向后，磁场对bc 边的作用力向下．因而有2F ＝2×10－2×10N ＝0.2N ，所以F ＝0.1N ，即磁场对bc 边的作用力大小是0.1N ．因为磁场对矩形线圈的作用力F ＝NBIL ，故B ＝F NIL ＝0.110×0.1×0.1T ＝1T.10．如图10所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.4m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B ＝0.5T 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E ＝4.5V 、内阻r ＝0.5Ω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，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R 0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g 取10m/s 2.已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：图10(1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力大小； (3)导体棒受到的摩擦力大小．答案 (1)1.5A (2)0.3N (3)0.06N 解析 (1)根据闭合电路欧姆定律I ＝ER 0＋r＝1.5A.(2)导体棒受到的安培力F 安＝BIL ＝0.3N.(3)导体棒受力如图，将重力正交分解F 1＝mg sin37°＝0.24N ，F 1＜F 安，根据平衡条件知，mg sin37°＋F f ＝F 安，解得F f ＝0.06N.11.如图11所示，一长为10 cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1 T ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm ，重力加速度大小取10 m/s 2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．图11答案方向竖直向下 0.01 kg 解析金属棒通电后，闭合回路电流I ＝E R ＝122A ＝6 A 导体棒受到的安培力大小为F ＝BIL ＝0.06 N.开关闭合后，电流方向为从b 到a ，由左手定则可判断知金属棒受到的安培力方向竖直向下由平衡条件知：开关闭合前：2kx ＝mg 开关闭合后：2k (x ＋Δx )＝mg ＋F代入数值解得m ＝0.01 kg题组三安培力与牛顿运动定律的综合应用12．如图12所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.2T ，一根质量为0.6kg ，有效长度为2m 的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A 时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流突然增大为8A 时，求金属棒能获得的加速度的大小．图12答案 2m/s 2解析当金属棒中的电流为5A 时，金属棒做匀速运动，有BI 1L ＝F f ① 当金属棒中的电流为8A 时，金属棒能获得的加速度为a ，则BI 2L －F f ＝ma ②联立①②解得a ＝BL (I 2－I 1)m＝2m/s 2。

高中物理第三章安培力练习题

点囤市安抚阳光实验学校市县第一中学高中物理3-1 第三章安培力练习题磁场及安培力练习题1.在地磁场作用下处于静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针左偏30°（如图所示）,则当小磁针左偏60°时,通过导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（）A.2IB.3IC.I3D.无法确答案 B2.如图所示,将一个光滑斜面置于匀强磁场中,通电直导体棒水平置于斜面上.电流方向垂直纸面向里.以下四个图中,有可能使导体棒在斜面上保持静止的是（）答案 ACD3.如图所示,竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直纸面向外,a、b、C、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中（）A.b、d两点的磁感强度大小相B.a、b两点的磁感强度大小相C.a点的磁感强度最小D.c点的磁感强度最大答案 ACD4.如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒,在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感强度B的大小和方向正确的是（）A.B=mgILαsin,方向垂直斜面向上 B.B=mgILαsin,方向垂直斜面向下C.B=mgILαcos,方向垂直斜面向下 D.B=mgILαcos,方向垂直斜面向上答案A5.如图所示,接通电键的瞬间,用丝线悬挂于一点可自由转动的通电直导线AB 的变化情况是（）A.A端向上移动,B端向下移动,悬线张力不变B.A端向下移动,B端向上移动,悬线张力不变C.A端向纸外移动,B端向纸内移动,悬线张力变小D.A端向纸内移动,B端向纸外移动,悬线张力变大答案 D6.磁性减退的磁铁,需要充磁,充磁的方式有多种.如图所示,甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中,乙是条形磁铁夹在电磁间,a、b和c、d接直流电源.正确的接线方式是（）A.a接电源的正极,b接负极;c接电源的正极,d接负极B.a接电源的正极,b接负极;c接电源的负极,d接正极C.a接电源的负极,b接正极;c接电源的正极,d接负极D.a接电源的负极,b接正极;c接电源的负极,d接正极答案 C7.如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,闸刀处于垂直纸面向里、B=1 T的匀强磁场中,CO间距离为10 cm,当磁场力为0.2 N时,闸刀开关会自动跳开.则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为A.电流方向C→OB.电流方向O→CC.电流大小为1 AD.电流大小为0.5 A答案 B8.如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳时线圈平面水平.在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为（）A B.0.2 A C.0.05 A D.0.01 A答案 Amg=F A sin30°=BIL sin30°9.如图所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则b的电流在a处产生的磁场的磁感强度的说法错误的是（）A.方向向上B.大小为ILmg22C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感强度,可使b上移D.若使b下移,a将不能保持静止答案 B10.如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为N1,现在磁铁上方中心偏左位置固一通电导线,电流方向如图,当加上电流后,台秤读数为N2,则以下说法正确的是（）A.N1＞N2,弹簧长度将变长 B.N1＞N2,弹簧长度将变短C.N1＜N2,弹簧长度将变长D.N1＜N2,弹簧长度将变短答案 B11.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L.M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）.现垂直于导轨放置一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图所示,问:（1）当ab 棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?（2）若B 的大小和方向均能改变,则要使ab 棒所受支持力为零,B 的大小至少为多少?此时B 的方向如何?答案（1）mg-RBLE RBEL θθsin cos （2）ELmgR 方向水平向右13.如图所示为利用电磁作用输送非导电流体装置的示意图.一边长为L 、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A 的小喷口,喷口离地的高度为h .管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上别嵌有两根金属棒a 、b ,其中棒b 的两端与一电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,当棒a 中通有垂直纸面向里的恒电流I 时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为s .若液体的密度为ρ,不计所有阻力,求: （1）活塞移动的速度. （2）该装置的功率. （3）磁感强度B 的大小.（4）若在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因. (1)1vL 2=1v 0As /v 02/h g (2)P =1vL 2ρ·0.5v 02/1 (3)P =Fv =BILv (4)见答案答案（1）hgLAs 22（2）234324)2(2)(h g L s A L A -ρ （3）32244)(IhL gsA L -ρ（4）∵U =BLv∴喷口液体的流量减少,活塞移动速度减小,或磁场变小会引起电压表读数变小.。

高二物理人教版选修3-1 配套课件：第三章第5讲习题课：安培力的综合应用

0.1 kg的导体棒静止
于倾角为30°的斜面上，导体棒长度L＝0.5 m.通
入垂直纸面向里的电流，电流大小 I ＝2 A ，整
个装置处于磁感应强度 B ＝ 0.5 T ，方向竖直向
上的匀强磁场中.求：(取g＝10 m/s2)
(1)导体棒所受安培力的大小和方向； (2)导体棒所受静摩擦力的大小和方向.
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 导线中电流
所产生的磁感线分布，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. 答案 D
第5讲习题课：安培力的综合应用
12
借题发挥通电导体在非匀强磁场中受力运动的判断：不管是通电导体还是磁体，对另一通电导体的作用都是通过磁场来实现
第5讲习题课：安培力的综合应用
15
二、安培力作用下的导体的平衡
1.解决安培力作用下的平衡与解一般物体平衡方法类似，只是多画出一个安培力. 一般解题步骤为： (1)明确研究对象； (2) 先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上；
(3)正确受力分析，然后根据平衡条件：F合＝0列方程求解.
①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电
流相互排斥； ②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.
第5讲习题课：安培力的综合应用
8
(5)转换研究对象法因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律. 定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.
A.线圈向左运动

【高二】高二物理第三章磁场训练题(含答案)

【高二】高二物理第三章磁场训练题(含答案)(时间：90分钟，满分：100分)一.（这道题包括12个子题，每个子题5分，共60分。

在每个子题给出的四个选项中，有些选项只有一个正确选项，有些选项有多个正确选项。

如果所有选项都正确，则得5分，正确但不完整则得2分，p为0。

）如果他们错了或不回答，将被扣分。

）1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( )a、带电的直线必须在均匀磁场中受安培力的影响b．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现c、在均匀磁场中运动的带电粒子的洛伦兹力做正功d．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行分析：选择B。

安培力的方向与磁场垂直，洛伦兹力不起作用，带电电线在磁场中不一定受安培力的影响。

安培力是大量运动电荷上洛伦兹力的宏观表达式2.图3-6(2021年东北师大高二检测)磁场中某区域的磁感线，如图3－6所示，则( )a、 a和B的磁感应强度不同，Ba>BBb．a、b两处的磁感应强度的大小不等，ba＜bbc、放置在a处的同一通电导线的应力必须大于放置在B处的应力d．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小分析：选择A。

从磁感应线的密度可以看出Ba>BB。

电线上的安培力与电线的位置有关。

在a和B处施加在电线上的力无法确定3．(2021年聊城高二检测)图3-7两个绝缘导体环aa′、bb′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图3－7所示，则圆心o处磁感应强度的方向为(aa′面水平，bb′面垂直纸面)( )a、指向左上角b．指向右下方c、垂直向上d．水平向右答：a4.图3-8(2021年汕头高二检测)如图3－8所示，垂直纸面放置的两根直导线a和b，它们的位置固定并通有相等的电流i；在a、b沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c，c可以自由运动．当c中通以电流i1时，c并未发生运动，则可以判定a、b中的电流( )a、都在同一个方向b．方向相同都向外c、反方向d．只要a、b中有电流，c就不可能静止分析：选择C。

【导与练】2017年高中物理 第3章 磁场 习题课六 有关安培力的综合应用问题练习(含解析)

高中物理 第三章 磁场 专题突破与题型专练 安培力的综合应用课件1高二选修31物理课件

教科高二版物理选修3—1第3章 磁场练习含答案

高二物理 第三章磁场专题安培力问题归纳同步练习 新人教版选修31