高中物理选修3-1安培力习题及答案

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高中物理选修3-1(磁场和安培力)含解析

第六单元磁场和安培力(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)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()A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半2．为了形象地描述磁场的分布引入了磁感线，磁场中某区域的磁感线如图所示，则下列说法正确的是()A．a、b两处的磁感应强度的大小相等B．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处与放在b处受力大小无法确定3．用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥C．两导线环无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥4.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，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两点的磁感应强度大小相等B．A、B两点的磁感应强度大小相等C．C点的磁感应强度的值最大D．B点的磁感应强度的值最大5.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置D和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是()A ．一直变大B ．一直变小C ．先变大后变小D ．先变小后变大6．六根互相绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相同的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，指向纸面内，磁通量最大的区域是( )A ．ⅠB ．ⅡC ．ⅢD ．Ⅳ7．如图所示，菱形金属框架ABCD 各边用粗细均匀的电阻丝折成，已知∠ABC ＝120°，各边长度AB ＝BC ＝CD ＝AD ＝L ，ABC 部分长度为L 的电阻丝电阻值为r ，ADC 部分长度为L 的电阻丝电阻值为3r ，框架的两端A 、C 与一电源电动势为E ，内阻为r 的电源相接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到安培力的合力大小为( )A.23BEL 5rB ．0 C.3BEL 5r D.7BEL 11r二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8．以下说法正确的是( )A ．只有两个磁铁相互接触时，才能发生相互作用B ．把一根条形磁铁从中间折断，则被分开的两部分只有N 极或只有S 极C ．指南针能指南与地球的磁场有关D ．人们代步的电动自行车中存在磁体 9．如图所示，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，则这束带电粒子可能是( )A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束10．如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动11．斜面倾角为θ，一条形磁铁静止在斜面上，若在磁铁上方中心位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法正确的是()A．磁铁与斜面间压力增大B．磁铁与斜面间的摩擦力减小C．磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动D．磁铁仍然保持静止状态12.把一根不计重力的通电的硬直导线ab放在磁场中，硬直导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示．硬直导线可以在空中自由移动和转动，硬直导线中的电流方向由a向b，关于硬直导线的受力和运动情况下述说法正确的是()A．硬直导线先转动，后边转动边下移B．硬直导线只能转动，不会向下移动C．硬直导线各段所受安培力的方向都与硬直导线垂直D．在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 13．(10分)匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长为2 cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，问：(1)该处的磁感应强度B是多大？(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？(3)若导线长度不变，电流增大为5 A，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？14．(10分)地球上某地磁感应强度B的水平分量B x＝0.18×10－4T，竖直分量B y＝0.54×10－4 T．求：(1)地磁场磁感应强度B的大小及它与水平方向的夹角；(2)在水平面2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.15.(10分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m．质量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)16．(12分)如图所示为某种电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要使电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k＝2.0 N/m，ab＝0.20 m，bc＝0.05 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的影响)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？参考答案与解析1．[75]【解析】选B.安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直，选项A错误，选项B正确；由F＝BIL sin θ可知，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项C错误；将直导线从中点折成直角时，因磁场与导线的夹角未知，则安培力的大小不能确定，选项D错误．2．[76]【解析】选D.根据磁感线的疏密程度，可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B b，A、B错误；同一通电导线放在a处受力的情况大小不一定，因为放入时的位置(即放入时与磁感线的方向)不确定，则其受安培力的大小不确定，C错误，D正确．3．[77]【解析】选A.两环形电流等效成两个小磁针，由安培定则知，磁极情况如图所示，据异名磁极相互吸引可得A正确．4．[78]【解析】选A.磁感应强度是矢量，每点的磁感应强度都是匀强磁场和直导线磁场的叠加，由题图知在A点，两磁感应强度方向相同，所以A点的磁感应强度最大，在C点，两磁感应强度方向相反，所以在C点的磁感应强度最小，C、D错误；B、D两点，两磁感应强度方向相互垂直，所以B、D两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A正确、B错误．5．[79]【解析】选C.由题图可知，线圈由A经过D到C的过程中，线圈垂直磁场方向的面积先增大后减小，通过线圈的磁通量为Φ＝BS，可见通过线圈的磁通量先变大后变小．6．[80] 【解析】选A.先分析Ⅰ区域：导线2、3和5、6分别在此区域产生的磁场方向相反，磁通量互相抵消，故只剩下导线1和4在此区域产生磁通量，由安培定则可判断出方向均垂直纸面向里．同理可分析出Ⅱ、Ⅳ区域的合磁通量为零，Ⅲ区域的合磁通量垂直纸面向外，故选A.7．[81] 【解析】选A.对于框架的ABC 部分与ADC 部分，其等效长度均为AC 连线长度，由几何关系可得：L ′＝2L cos 30°＝3L ，由闭合电路的欧姆定律可得，通过框架ABC与ADC 部分的电流为I ＝E 6r ×2r 6r ＋2r＋r ＝2E 5r ，由左手定则可得等效部分所受的安培力方向均竖直向上，设两条支路的电流分别为I 1、I 2，可得：F ＝BI 1L ′＋BI 2L ′＝B (I 1＋I 2)L ′＝BIL ′＝23BEL 5r，A 选项正确．8．[82] 【解析】选CD.磁体的周围存在一种特殊的物质——磁场，磁铁间不接触时也可以通过磁场发生相互作用，故A 错．无论将磁铁分得多么小，它总有N 极和S 极，迄今为止，还没有发现只有N 极或S 极的磁单极子存在(这一点与电荷不同)，故B 错．指南针能指南与地球磁场有关，故C 正确．电动自行车的电机中一定有磁体存在，故D 正确．9．[83] 【解析】选BC.小磁针N 极的指向即是磁针所在处的磁场方向．题中磁针S 极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外．由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动．故选BC.10．[84] 【解析】选BD.若a 接正极，b 接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f 接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L 向左滑动，A 选项错误，同理判定B 、D 选项正确，C 选项错误．故选BD.11．[85] 【解析】选AD.通电导体棒处磁场方向与导体棒垂直，沿斜面向下，由左手定则可知通电导体棒所受安培力垂直于斜面向上，由牛顿第三定律可得磁铁所受导体棒的磁场力垂直于斜面向下，故磁铁与斜面间压力增大，A 正确；磁铁重力沿斜面向下的分力仍然与静摩擦力平衡，静摩擦力大小不变，磁铁仍然保持静止状态，B 、C 错误，D 正确．12．[86] 【解析】选AC.根据左手定则可知，a 、b 两端受安培力方向正好相反，使硬直导线产生转动，而磁感应强度在竖直方向和水平方向都有分量，当硬直导线转动后就又会受到向下的安培力作用，故硬直导线先转动，边转动边下移，硬直导线各段所受安培力的方向都与导线垂直，A 、C 正确．13．[87] 【解析】(1)根据磁感应强度的定义B ＝F IL ＝4×10－32×2×10－2 T ＝0.1 T.(2)匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此B ＝0.1 T.根据磁感应强度的定义B ＝F IL可得，导线长度减小到1 cm ，则它受到的磁场力 F ′＝BIL ′＝0.1×2×1×10－2 N ＝2×10－3 N. (3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B ＝0.1 T.根据磁感应强度的定义B ＝F IL可得，电流增大为 5 A ，则它受到的磁场力F ″＝BI ′L ＝0.1×5×2×10－2 N ＝0.01 N. 【答案】(1)0.1 T (2)2×10－3 N 0.1 T (3)0.01 N 0.1 T 14．[88] 【解析】(1)根据平行四边形定则，可知B ＝B 2x ＋B 2y ＝0.182＋0.542×10－4 T ＝0.57×10－4 T B 的方向和水平方向的夹角α＝arctan B y B x ＝arctan 0.54×10－40.18×10－4＝arctan 3＝71°56′. (2)题中地磁场竖直分量与水平面垂直，故磁通量Φ＝B y ·S ＝0.54×10－4×2.0 Wb ＝1.08×10－4 Wb. 【答案】(1)0.57×10－4 T arctan 3或71°56′ (2)1.08×10－4 Wb 15．[89] 【解析】支持力为0时导线的受力如图所示，由平衡条件得：F 安＝mg tan 37°＝6×10－2×100.75N ＝0.8 N 由F 安＝BIL 得B ＝F 安IL ＝0.81×0.4T ＝2 T 由B ＝0.4t 得t ＝B 0.4＝20.4s ＝5 s. 【答案】5 s16．[90] 【解析】(1)设弹簧的伸长为Δx ，则有mg ＝k Δx ①由①式得Δx ＝mg k. (2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN 上的安培力必须向下，因此M 端应接正极．(3)设满量程时通过MN 的电流大小为I m ，则有BI m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )②联立①②式并代入数据得I m ＝2.5 A.(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B ′，则有2B ′I m ab ＋mg ＝k (bc ＋Δx )③由①③式得B ′＝kbc 2I m ab，代入数据得B ′＝0.10 T. 【答案】(1)mg k(2)M 端应接正极 (3)2.5 A (4)0.10 T。

高中物理选修3-1检测：第三章第三节探究安培力+Word版含解析 (1)

第三章磁场第三节探究安培力A级抓基础1．下图中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的是()答案：D2．关于安培力、磁感应强度的有关说法，正确的是()A．通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场B．将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，受安培力一定相同C．磁感线指向磁感应强度减小的方向D．以上说法都不正确解析：由F＝BIL sin θ，当I∥B时，F＝0，此时通电导线不受磁场力，但导线处有磁场，故A错；如果I、L相同，放在同一匀强磁场中因放置角度不同，安培力也可能不同，故B错；在匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度不变，故C错，正确答案为D.答案：D3．如图所示，一通电直线竖直放置，其右侧A、B两点的磁感应强度分别为B A和B B，则()A．B A >B B，方向均垂直纸面向外B．B A <B B，方向均垂直纸面向外C．B A <B B，方向均垂直纸面向里D．B A >B B，方向均垂直纸面向里解析：由右手螺旋定则可知，AB两点的磁场方向均垂直纸面向里；由于A点离通电导线较近，故B A >B B，选项D正确．答案：D4.如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是()A．导线a所受合力方向水平向左B．导线a所受合力方向水平向右C．导线c所受合力方向水平向左D．导线b所受合力方向水平向左解析：对a来说，受到b的斥力和c的引力，而b靠近a，所以对a的作用力更大，所以a受到的合力向左，故A正确，B错误；对c来说，和a的情况正好相反，所以合力向右，故C错误；对b 来说，受到a、c的斥力，并且是相等的，所以b受到的合力为0，故D 错误．答案：A5．(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd 为正方形，边长为L ，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，下面说法中正确的是( )A ．通过abcd 平面的磁通量大小为L 2BB ．通过dcfe 平面的磁通量大小为22L 2B C ．通过abfe 平面的磁通量大小为零D ．通过整个三棱柱的磁通量为零解析：abcd 平面在垂直于B 方向的投影S ⊥＝22L 2，所以Φ＝BS ⊥＝22L 2B ，A 错误；dcfe 平面与B 垂直，S ＝22L 2，所以Φ＝22L 2B ，B 正确；abfe 平面与B 平行，S ⊥＝0，Φ＝0，C 正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ＝0，D 正确．答案：BCD6．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α＝60°的光滑斜面上，静止一根长为L ＝1 m ，重G ＝3 N ，通有电流I ＝3 A 的金属棒．求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小；(2)导体棒对斜面的压力大小．解析：(1)由左手定则知金属棒受水平向右的安培力，对金属棒进行受力分析，运用合成法，如图所示由平衡条件，得F 安＝BIL ＝G tan α，则B ＝G tan αIL ＝ 3 T. (2)由上图，根据三角函数关系，得N ＝G cos α＝6 N. 答案：(1) 3 T (2)6 NB 级提能力7.(多选)如图，为两个同心圆环，当一有界匀强磁场垂直穿过A 环面时，A 环面磁通量为Φ1，此时B 环磁通量为Φ2，若将其间匀强磁场改为一条形磁铁，垂直穿过A 环面，此时A 环面磁通量为Φ3，B 环面磁通量为Φ4，有关磁通量的大小说法正确的是( )A ．Φ1<Φ2B ．Φ1＝Φ2C ．Φ3>Φ4D ．Φ3<Φ4解析：根据题意，穿过两个线圈的磁感线条数相等，故磁通量相等，故A 错误，B 正确；根据磁感线的分布情况可知，如果磁铁内部穿过环面的磁感线方向向外，则外部磁感线方向向内．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向内的磁感线将磁铁内部向外的磁感线抵消一部分，A 的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φ3>Φ4，故C 正确，D 错误．答案：BC8．(多选)如图所示，两根间距为d 的平行光滑金属导轨间接有电源E ，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab 垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab 刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是( )A ．增大磁感应强度BB ．调节滑动变阻器使电阻减小C ．增大导轨平面与水平面间的夹角θD ．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析：对金属杆受力分析，沿导轨方向：BEd R －mg sin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则BEd R 增大，A 项正确；电阻减小，BEd R 增大，则B 项正确；若增大θ，则mg sin θ增大，C 项错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D 项错误．答案：AB9．(多选)质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．在如下图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()解析：对通电杆进行受力分析如下：根据平衡条件可以判断出C和D一定受到摩擦力的作用，正确选项为C、D.此题要求考生能够对通电杆进行正确的受力分析，并根据平衡条件进行判断．答案：CD10．如图所示，两平行光滑导轨相距为L＝20 cm，金属棒MN 的质量为m＝10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当开关K闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？(设θ＝45°，g取10 m/s2)解析：先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解．金属棒平衡时的平面受力图如图所示．当MN平衡时，有：mg sin θ－BIL cos θ＝0，①，②由闭合电路欧姆定律，得：I＝ER＋R1＋r由①②式联立并代入数据，得：R1＝7 Ω.答案：7 Ω情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。

人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第一章：通电导线在磁场中受到的力

人教版物理选修3-1第一章：通电导线在磁场中受到的力一、选择题1. 在下列各图中，分别标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是（）A. B.C. D.2. 如图所示的各图中，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，则有关各图中导线所受安培力的大小的判断正确的是（）A.d图最大B.b图最大C.一样大D.无法判断3. 一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示，当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）A. B. C. D.4. 如图所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F（）A.方向垂直ab杆沿斜面向上B.方向垂直ab杆水平向右C.F=BIL cos αD.F=BIL sin α5. 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，方向如图所示．过c点的导线所受安培力的方向（）A.与ab边平行，竖直向上B.与ab边平行，竖直向下C.与ab边垂直，指向左边D.与ab边垂直，指向右边6. 如图所示，直导线MN与矩形线框abcd在同一平面内，直导线中通有向上的电流I，矩形线框中通有沿逆时针方向的电流I0，则直导线中电流I的磁场对通电矩形线框各边产生的安培力的合力（）A.大小为零B.大小不为零，方向向左C.大小不为零，方向向右D.大小不为零，方向向上7. 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定不动的线圈L2互相垂直放置，且两线圈的圆心重合，当两线圈同时通以如图所示方向的电流时，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.向纸外平动8. 如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则下列说法错误的是（）A.磁铁对桌面的压力减少B.磁铁对桌面的压力增大C.桌面对磁铁没有摩擦力D.磁铁所受的合力不变9. 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受到安培力作用后的运动情况为（）A.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. 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当开关S接通后将看到的现象是（）A.弹簧向上收缩B.弹簧被拉长C.弹簧上下跳动D.弹簧仍静止不动二、多选题如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1=1T，位于纸面内的细直导线L=1m，通有I=1A的恒定电流，该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度为B2，当导线与B1成60◦夹角时，发现其受到的安培力为零，则B2的大小可能为（）A.1 2TB.√32T C.1T D.√3T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要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有（）A.增加线圈匝数B.增加永久磁铁的磁感应强度C.换用弹性较强的游丝，增大反抗力矩D.增大线圈面积质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，如图所示．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在图所加各种磁场中，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（）A. B.C. D.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被水平固定在与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，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是（）A.方向向上B.大小为√2mg2LIC.要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移D.若使b下移，a将不能保持静止三、解答题质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，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MN所受的支持力和摩擦力的大小．在倾角为θ的光滑斜面上，放置一通有电流I，长l、质量为m的导体棒，如图所示，试问：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向．（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直I，应外加磁场的方向范围．如图所示，质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37∘、宽度L=1m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），右侧回路中，电源的电动势E=8V、内阻r=1Ω，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正常工作，cos37◦=0.8，重力加速度大小g取10m/s2，试求：（1）电动机中的电流I M与通过电源的电流I．总（2）导体棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小．如图所示，电源电动势E=2.4V，内阻r=0.4Ω，电阻R2=0.2Ω，CD、EF为竖直平面内两条平行导轨，处在水平匀强磁场中，其电阻忽略不计，ab为金属棒，m=5g，L=25cm，电阻R1=0.2Ω，ab可在光滑轨道上自由滑动且与轨道接触良好，滑动时保持水平，g取10m/s2．求：（1）S断开时，ab保持静止时B的大小．（2）S接通瞬间，金属棒的加速度．四、实验探究题利用通电导线在磁场中受到的安培力与磁感应强度的关系就可以测定磁感应强度的大小，实验装置如图所示，弹簧测力计下端挂一矩形导线框，导线框接在图示电路中，线框的短边置于蹄型磁体的N、S极间磁场中的待测位置．（1）在接通电路前，待线框静止后，先观察并记录下弹簧测力计的读数F0；（2）接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I，待线框静止后，观察并记录下弹簧测力计的读数F（F>F0）．由以上测量数据可知：导线框所受重力大小等于________；磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力大小为________．若已知导线框在磁场中的这条边的长度为L、线圈匝数为N，则利用上述数据计算待测磁场的磁感应强度的表达示为B=________．参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第一章：通电导线在磁场中受到的力一、选择题1.【答案】A【考点】左手定则【解析】此题暂无解析【解答】解：根据左手定则可得：A．图中安培力的方向是垂直导体棒向上的，故A正确；B．电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故B错误；C．图中安培力的方向是垂直导体棒向下的，故C错误；D．图中安培力的方向垂直纸面向外，故D错误．故选A．2.【答案】C【考点】安培力【解析】此题暂无解析【解答】解：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，所以所受的安培力大小相等，C正确．故选C．3.【答案】D【考点】左手定则【解析】通电导线在磁场中的受力方向判断，可由左手定则完成．【解答】解：A．图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故A错误．B．由左手定则判得，安培力的方向垂直纸面向里，故B错误．C．由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故C错误．D．由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故D正确．故选D．4.【答案】B【考点】安培力力的合成与分解的应用解直角三角形在三力平衡问题中的应用【解析】此题暂无解析【解答】解：由题图知电流方向由b→a且与磁场方向垂直，根据左手定则可知安培力水平向右，由安培力计算公式可得F=BIL，故B正确．故选B．5.【答案】C【考点】磁场的叠加左手定则通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：通电导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可知，磁场垂直ac指向左下方，同理可知，通电导线b在c处产生的磁场方向垂直bc指向右下方，由平行四边形定则可知，过c点的合磁场方向平行于ab向下，根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边指向左边，故C正确，ABD错误．故选C．6.【答案】C【考点】平行通电直导线间的作用安培力【解析】此题暂无解析【解答】解：ad、bc受到的安培力大小相等，方向相反，互相抵消，而ab、cd受到的安培力不能抵消，由于ab离MN近些，ab处磁场比cd强，故斥力大于引力，C选项正确．故选C．7.【答案】C【考点】左手定则通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：根据右手螺旋定则，环形电流L2产生垂直纸面向里的磁场，再根据左手定则，从左向右看，线圈L1右边的部分（图中实线部分）受到的磁场力竖直向上，左边的部分（图中虚线部分）受到的磁场力竖直向下，据此可得L1的转动方向应是：从左向右看线圈L1逆时针转动，C正确．故选C．8.【答案】A【考点】安培力通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：条形磁铁外部磁场从N极到S极，导线处在向左的磁场中，由左手定则可以判断导线受到的安培力向上，根据牛顿第三定律可知，磁铁受到导线对它向下的力，因此磁铁对桌面的压力增大，选项A错误，选项B正确；水平方向上磁铁没有相对桌面运动的趋势，因此桌面对磁铁没有摩擦力，选项C正确；磁铁始终处于静止状态，因此合力始终为0，选项D正确．本题选错误的，故选A．9.【答案】D【考点】安培力通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：判断导线的转动方向可用电流元法．如图所示，把直线电流等效为aO、OO′、O′b 三段（OO′段极短）电流，由于OO′段电流方向与该处的磁场方向相同，所以不受安培力作用；aO段电流所在处的磁场方向斜向上，由左手定则可知其所受安培力方向垂直纸面向外；O′b段电流所在处的磁场方向斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里．再用特殊位置法分析：当导线转过90∘与纸面垂直时，判断导线所受安培力方向向下．综上可知导线将以OO′段为轴逆时针转动（从上向下看）并靠近通电螺线管，D 正确．故选D．10.【答案】A【考点】安培力作用下导体运动情况的判断【解析】此题暂无解析【解答】解：A．作出侧视图，并对金属棒进行受力分析，如图所示，，若棒中的电流I变大，则θ变大，选项A正确；据图可得tanθ=BILmgB．若两悬线等长变短，则θ不变，选项B错误；C．若金属棒的质量m变大，则θ变小，选项C错误；D．若磁感应强度B变大，则θ变大，选项D错误．故选A．11.【答案】C【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：通电后，弹簧的每一个圈都相当于一个环形电流，且各线圈都通以相同方向的电流，根据同向电流相互吸引，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开，电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩......如此周而复始，弹簧上下跳动，C正确．故选C．二、多选题【答案】B,C,D【考点】安培力磁感应强度【解析】此题暂无解析【解答】解：由于通电导线在磁场中受到的安培力为零，则可知B1与B2的合磁场方向沿着导线，如图所示．T，根据平行四边形定则知，当B2与导线垂直时B2最小，其值B2=B1sin60∘=√32T，故选项B、C、D正确，A错误．B2与导线不垂直且满足B沿着导线，则B2>√32故选BCD．【答案】A,B,D【考点】磁电式电表原理【解析】此题暂无解析【解答】解：A．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．B．电表的调零使得当指针处于“0”刻度线时，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．CD．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．故选ABD．【答案】A,B,D【考点】磁电式电表原理【解析】此题暂无解析【解答】解：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，同时螺旋弹簧即游丝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=kθ，所以θ=NBSI，可见，电流表灵敏度（单位电流引起的偏转角）将随着线圈匝数kN、线圈面积S及磁感应强度B的增大而提高，随着螺旋弹簧扭转系数k（即转过1∘所需外力矩的大小）的增大而降低，故选项A、B、D正确．故选ABD．【答案】A,B【考点】安培力力的合成与分解的应用解直角三角形在三力平衡问题中的应用【解析】此题暂无解析【解答】解：A．选项A中导体棒受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故A正确；B．选项B中导体棒受竖直向下的重力、竖直向上的安培力，若重力与安培力相等、则二力平衡，不受摩擦力，故B正确；C．选项C中导体棒受重力、竖直向下的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故C错误；D．选项D中导体棒受重力、水平向左的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故D错误．故选AB．【答案】A,C,D【考点】安培力作用下的平衡问题【解析】此题暂无解析【解答】解：A．由安培定则可知，通电导体棒b周围的磁感线方向为顺时针方向，所以在a点的磁场方向竖直向上，如图甲所示，所以选项A正确．B．以导线a为研究对象进行受力分析如图乙所示，故有mg=BIL，解得a点处的磁感，所以选项B错误；应强度大小为B=mgILC．欲减小b在a处的磁感应强度，可增大两导体棒间的距离，将b上移或下移都可以，当b上移时，a受到的安培力方向逆时针转动，此时能保持a受力平衡，所以选项C正确；D．若b下移，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受力的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，故受力不平衡，选项D正确．故选ACD．三、解答题【答案】MN受到的支持力和摩擦力分别为ILB cosθ+mg、ILB sinθ．【考点】安培力解直角三角形在三力平衡问题中的应用【解析】此题暂无解析【解答】解：导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示．由平衡条件有：F f=F sinθ，F N=F cosθ+mg，其中F=ILB，解得F N=ILB cosθ+mg，F f=ILB sinθ．【答案】，方向垂直斜面向上．（1）B的最小值为mg sinθIl，方向水平向左．（2）外加匀强磁场的磁感应强度B的大小为mgIl（3）外加磁场的方向范围：θ<α≤π．【考点】图解法在动态平衡问题中的应用安培力【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）此时棒受三个力作用，且合力为零，如图甲所示，当安培力F与支持力N垂直时，F最小，此时F=mg sinθ①又F=BIl②，由①②得：B=mg sinθIl由左手定则可判断，B的方向垂直斜面向上．（2）棒对斜面无压力时，受两个力作用，则安培力与重力平衡，安培力方向竖直向上，，方向水平向左．由左手定则，B的方向水平向左．由BIl=mg，所以B=mgIl（3）如图乙建立直角坐标系，棒在斜面上受重力mg和支持力N如图乙所示，若使棒能在斜面上平衡，安培力F的范围将被限定在F1与F2之间，并且F的方向应包括F2的方向，但不包括F1的方向，则磁场的方向应被限定在B1与B2之间（不包括B1），如图所示，则B与正x轴方向的夹角α的范围：θ<α≤π．【答案】（1）电动机当中的电流是2A，通过电源的电流是4A；（2）导体棒受到的安培力是6N，磁场的磁感应强度是3T．【考点】电功安培力解直角三角形在三力平衡问题中的应用【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）电动机正常工作，P M=UI M，I M=2A，I 总=E−Ur=4A．（2）导体棒静止在导轨上，则受到的安培力F=mg sin37◦=6N，流过导体棒的电流I=I总−I M=2A，F=ILB，解得B=3T．【答案】（1）ab保持静止时B的大小为5×10−2T．（2）S接通瞬间，金属棒的加速度为4m/s2，方向竖直向下．【考点】安培力加速度与力、质量的关系式【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）S断开时，由闭合电路的欧姆定律可知：I=ER1+r，由金属棒ab静止知F=mg，又有B=FIL，联立可得：B=5×10−2T．（2）S接通后，金属棒ab与电阻R2并联，设并联等效电阻为R，则有1 R =1R1+1R2，由闭合电路的欧姆定律知I′=ER+r，通过金属棒ab的电流I2=12I′，金属棒ab受到的安培力F′=BI2L，由牛顿第二定律知mg−F′=ma，联立，可得：a=4m/s2，方向竖直向下．四、实验探究题【答案】F0,F−F0,F−F0INL【考点】磁感应强度【解析】此题暂无解析【解答】解：在接通电路前，重力等于弹簧测力计的拉力，即F0；接通电路，导线框受到重力、安培力和拉力的作用，处于平衡状态，平衡方程为：F−G−F安=0，所以：F安=F−G=F−F0，又：F安=NBIL，则：B=F−F0INL．。

高中物理选修3-1安培力经典习题有答案

安培力复习1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（）（A ）不动（B ）靠近导线AB（C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB答案：B2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。

设长直导线不动，则圆形电流将（）（A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动答：B3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（）（A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以答：B4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（）（A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。

（B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。

（C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零（D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。

答：D1．截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。

导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。

求磁感应强度。

若S =2mm 2，ρ=8.9g/cm 3，θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？解：磁场力的力矩为θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分)重力的力矩为θρθρθρsin 2sin 212sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =⋅+⋅= （3分） OO 'θIO O 'θImg1l 2l由平衡条件 mg F M M =，得θρθsin 2cos 22gSl BIl = （2分）)(1035.915101028.9109.822363T tg tg I gS B --⨯=︒⨯⨯⨯⨯⨯⨯==θρ （2分） 2．半径为R =0.1m 的半圆形闭合线圈，载有电流I =10A ，放在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面平行，如图所示。

物理教科版选修3-1课后训练：3-2-磁场对通电导线的作

2.磁场对通电导线的作用——安培力练习1．在下列各图中，分别标出了磁场B的方向，电流I的方向和导线所受安培力F的方向，其中正确的是()．2．一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是()．A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．03.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．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是()．A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变4. 在如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小分别为F a、F b，可判断这两段导线()．A．相互吸引，F a＞F bB．相互排斥，F a＞F bC．相互吸引，F a＜F bD．相互排斥，F a＜F b5．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ad边与MN平行．关于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是()．A．线框有两条边所受到的安培力方向相同B．线框有两条边所受到的安培力大小相同C．整个线框有向里收缩的趋势D．若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变6．如图所示，水平方向有一匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.2 T，有一段通电导线竖直放置，长度为L＝0.8 m，当导线中通入大小为I＝1 A，方向如图所示的电流时，试问：(1)导线所受安培力有多大？方向如何？(2)若将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°，则安培力的大小是多少？(3)若将导线在垂直纸面的平面内转动，分别说明它所受安培力的大小和方向是否变化？7．如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝0.5 Ω，两竖直导轨间的距离L＝0.2 m，竖直导轨的电阻可以忽略不计．金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，在纸外一侧垂直靠在两导轨上．为使金属棒不下滑，施一与纸面成30°夹角、与导线垂直且斜向纸里的磁场，则磁感应强度的大小应满足什么条件？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2)参考答案1. 答案：C 解析：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C 符合左手定则．故正确选项为C.2. 答案：BCD 解析：由安培力的公式F ＝ILB sin θ可知，安培力的大小与I 和B 的夹角有关．当θ＝90°时，F 最大，F max ＝ILB ＝2×0.2×0.5 N ＝0.2 N ．当θ＝0°时，F 最小，F min ＝0，故F 的大小范围是0≤F ≤0.2 N ，故选B 、C 、D.3. 答案：BD 解析：由题意可知，B ＝kI ，设轨道宽为d ，则F 安＝BId ＝kI 2d ，由动能定理得，F 安·L ＝212mv ，联立以上式子解得，v B 、D 正确． 4. 答案：D 解析：电键S 闭合后，MM ′、NN ′中产生平行反向电流，据安培定则和左手定则可知，两导线相互排斥，A 、C 错；电键S 置于b 处时，两段导线中的电流较大，导线产生较强的磁场，对另一导线产生较大的安培斥力，即F a ＜F b ，故B 错，D 对．5. 答案：B 解析：由直线电流产生磁场的特点可知，与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等．因此ab 与cd 边受到的安培力大小相等，但ab 受力方向向下，cd 受力方向向上，即两者的方向相反．ad 受力方向向左，bc 受力方向向右，但ad 受到的力大于bc 受到的力，A 、C 错B 对；MN 向左微移，则线框各边所在处磁场均减弱，故各边受力均变小，但ad 边所在处减弱更多，故线框所受向左的合力变小，D 错．6. 答案：(1)0.16 N 垂直纸面向里 (2)0 (3)F 大小不变，方向不断改变解析：(1)由于电流方向与磁场方向垂直，故F ＝BIL ＝0.16 N ，由左手定则可判断出安培力的方向垂直纸面向里．(2)将导线在纸面内沿顺时针方向转过90°，此时电流方向与磁场方向平行，故安培力的大小F ＝0.(3)将导线在垂直纸面的平面内转动，由于任意位置电流方向与磁场方向均垂直，故安培力的大小不变，由左手定则知，安培力的方向不断改变．7. 答案：3.0 T ≤B ≤16.3 T解析：对金属棒进行受力分析，设磁感应强度为B 1时，金属棒恰好不下滑，此时它的受力情况如图所示，有：F cos 30°＝F NF sin 30°＋F f ＝mgF f ＝μF NF ＝B 1ILI ＝E R r解得：B 1＝3.0 T设磁感应强度为B 2时，金属棒恰好不上滑，此时它的受力情况如图所示．同理有：B 2IL sin 30°＝μB 2IL cos 30°＋mg ，解得：B 2＝16.3 T ，故磁感应强度B 的大小应满足：3.0 T ≤B ≤16.3 T.。

高中物理选修3-1磁场安培力洛伦兹力

12．如图，正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带正电粒子（不计重力）以一定速度沿AB边的中点M垂直于AB边射入磁场，恰好从A点射出．则（）
A．仅把该粒子改为带负电，粒子将从B点射出
B．仅增大磁感应强度，粒子在磁场中运动时间将增大
C．仅将磁场方向改为垂直于纸面向外，粒子在磁场中运动时间不变
C．半径之比为
D．质量之比为
14．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．原点O处存在一粒子源，能同时发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子（重力不计），速度方向均在xOy平面内，与x轴正方向的夹角在0～180°范围内．则下列说法正确的是
A．发射速度大小相同的粒子，越大的粒子在磁场中运动的时间越短
考点：考查了带电粒子有界磁场中的运动，
8．BD
【解析】
试题分析：粒子走过的路程为L，粒子在匀强磁场中做匀速率圆周运动，则运动时间t= ，故B正确、A错误；洛伦兹力始终与运动方向垂直，不做功，故C错误；洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，但速度方向改变，故AB处速度不同，速率相同，D正确．故选BD．
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
考点：安培力
【名师点睛】本题考查安培力的计算，熟记安培力公式F=BIL，注意式中的L应为等效长度，但要理解等效长度的意义；此题还可以分别求出两部分导线所受的安培力，然后将二力根据平行四边形法则合成也可以求解.
3．ABD
【解析】根据右手定则（磁感线穿掌心，四指指正电荷的运动方向或者负电荷运动的反方向，则拇指指受力方向）可判断ABD对，C情况电荷平行于磁感线运动不受洛伦兹力
20．如图所示，一带电粒子由静止开始经电压U加速后从O孔进入垂直纸面向里的匀强磁场中，并打在了P点．测得OP＝L，磁场的磁感应强度为B，则带电粒子的荷质比q/m＝．（不计重力）

高中物理选修3-1安培力经典习题有答案

（B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。

（C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零（D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。

答：D1．截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。

导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。

求磁感应强度。

人教版高中物理选修3-1《安培力》典型例题及习题

人教版高中物理选修3-1《安培力》典型例题及习题预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制（精心整理，诚意制作）《安培力》典型例题及习题例1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，同时上升解析根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力，B端受垂直纸面向外的安培力，故导线逆时针转动；假设导线自图示位置转过90°，由左手定则可知，导线AB受竖直向下安培力作用；导线下降，故导线在逆时针转动的同时向下运动，所以本题答案应选C。

例2 如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一长为L，质量为m的通电导线，导线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？解析导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F与垂直时，F有最小值，如图，即安培力方向平行于斜面向上，又因为当导体棒与磁感应强度垂直时，安培力最大，故本题所求最小磁感应强度，方向为垂直斜面向下．习题精选1、下列说法正确的是（）A．磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L，通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值B．一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零C．因为B＝F／IL，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比D．磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关2、垂直放在磁场里的通电直导线如图所示，并已标明电流，磁感应强度和安培力这三个物理量中两个物理量的方向，试在图中标出第三个物理量的方向．3、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向．4、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参考答案：1、D2、略3、略4、B。

物理沪科版选修3-1课后训练：5.4 探究安培力含解析

5.4 探究安培力练习1.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是（）。

A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动2．在一根长为0。

2 m的直导线中通入2 A的电流，将导线放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，则导线受到的安培力的大小可能是( )。

A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．03.如图所示，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( ）。

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端接在交流电源的另一端4。

如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线.当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止,则（)。

A．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减小B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D．磁铁不受摩擦力,对桌面的压力不变5.如图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，方向如图时,在天平左右两边加上质量各为m1、m2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( ）。

A．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为（m1－m2）g/NIl B．磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NIlC．磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为（m1－m2）g/NIlD．磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为mg/2NIl6.如图所示，在光滑的水平面上放一半径为R的导体环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直环面向里，当环中通有恒定电流I时,求导体环截面的张力大小。

高中物理选修3-1 安培力的应用专题练习(含解析)

安培力的应用专题练习一、选择题考点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，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．2．固定导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图2所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c 的上方，导线c中通以如图所示的电流时，以下判断正确的是()图2A．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a端转向纸里，同时测力计读数减小D．导线a端转向纸里，同时测力计读数增大答案B解析导线c中电流产生的磁场在右边平行纸面斜向左上，在左边平行纸面斜向左下，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里，知ab导线逆时针方向(从上向下看)转动．当ab导线转过90°后，两导线电流为同向电流，相互吸引，导致测力计的读数变大，故B正确，A、C、D 错误．3.如图3所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是()图3A．线圈向左运动B．线圈向右运动C．从上往下看顺时针转动D．从上往下看逆时针转动答案A解析将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选A.4.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光滑转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图4所示．下列哪种情况将会发生()图4A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，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上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁感应强度越弱，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选项对．考点二安培力作用下的平衡5.如图5所示，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，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小，下列关系中正确的是()图5A．F＞G1，F′＞G2B．F＜G1，F′＞G2C．F＜G1，F′＜G2D．F＞G1，F′＜G2答案D解析顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的小磁针，由安培定则可知，小磁针的N极向下，S极向上，故与磁铁之间的相互作用力为斥力，所以圆环对桌面的压力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．6．(多选)质量为m的金属细杆置于倾角为θ的光滑导轨上，导轨的宽度为d，若给细杆通以如图A、B、C、D所示的电流时，可能使杆静止在导轨上的是()答案AC解析A图中金属杆受重力、沿导轨向上的安培力和支持力，若重力沿导轨向下的分力与安培力相等，则二力平衡，故A正确．B图中金属杆受重力和导轨的支持力，二力不可能平衡，故B 错误．C 图中金属杆受重力、竖直向上的安培力和支持力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受支持力即可达到平衡，故C 正确．D 图中金属杆受重力、水平向左的安培力和支持力，三个力不可能达到平衡，故D 错误．7．(多选)如图6所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是( )图6A ．一直增大B ．先减小后增大C ．先增大后减小D ．始终为零答案 AB解析若F 安＜mg sin α，因安培力向上，则摩擦力向上，当F 安增大时，F f 减小到零，再向下增大；若F 安＞mg sin α，摩擦力向下，随F 安增大而一直增大；若F 安＝mg sin α，摩擦力为零，随F 安增大摩擦力向下一直增大．故选A 、B.8. (多选)如图7，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O ′，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿x 轴正方向的电流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )图7A ．z 轴正方向，mg ILtan θ B ．y 轴正方向，mg IL C ．z 轴负方向，mg ILtan θ D ．沿悬线向下，mg ILsin θ 答案 BCD解析磁感应强度方向为z 轴正方向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y 负方向，直导线不能平衡，所以A 错误；磁感应强度方向为y 轴正方向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z 轴正方向，根据平衡条件，当BIL 刚好等于mg 时，线的拉力为零，所以B ＝mg IL，所以B 正确；磁感应强度方向为z 轴负方向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y 轴正方向，根据平衡条件BIL cos θ＝mg sin θ，所以B ＝mg ILtan θ，所以C 正确；磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力方向垂直于线斜向上，根据平衡条件：F ＝mg sin θ，得：B ＝mg sin θIL，故D 正确． 9.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图8所示．若将磁铁的N 极位置与S 极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F 和摩擦力F f 的变化情况分别是( )图8A ．F 增大，F f 减小B ．F 减小，F f 增大C ．F 与F f 都增大D ．F 与F f 都减小答案 C解析题图中电流与磁体间的磁场力为引力，若将磁极位置对调则相互作用力为斥力，再由受力分析可知选项C 正确．10．(多选)在同一光滑斜面上放同一导体棒，图9所示是两种情况的剖面图．它们所处空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体棒A 分别通有电流I 1和I 2，都处于静止平衡．已知斜面的倾角为θ，则( )图9A ．I 1∶I 2＝cos θ∶1B ．I 1∶I 2＝1∶1C ．导体棒A 所受安培力大小之比F 1∶F 2＝sin θ∶cos θD ．斜面对导体棒A 的弹力大小之比F N1∶F N2＝cos 2 θ∶1答案 AD解析分别对导体棒受力分析，如图，利用平衡条件即可求解第一种情况：F 1＝BI 1L ＝mg sin θ，F N1＝mg cos θ解得：I 1＝mg sin θBL 第二种情况：F 2＝BI 2L ＝mg tan θ，F N2＝mg cos θ解得：I 2＝mg tan θBL所以F 1F 2＝BI 1L BI 2L ＝I 1I 2＝sin θtan θ＝cos θ，F N1F N2＝cos θ1cos θ＝cos 2 θ 可见，A 、D 正确，B 、C 错误．二、非选择题11．(安培力作用下的平衡)如图10所示，两平行金属导轨间的距离L ＝0.4 m ，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 ＝0.5 T 、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 ＝4.5 V 、内阻r ＝0.5 Ω的直流电源．现把一个质量m ＝0.04 kg 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＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g 取10 m/s 2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝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)1.5 A (2)0.3 N (3)0.06 N解析 (1)根据闭合电路欧姆定律I ＝E R 0＋r＝1.5 A. (2)导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.3 N.(3)导体棒受力分析如图，将重力正交分解F1＝mg sin 37°＝0.24 N，F1＜F安，根据平衡条件，mg sin 37°＋F f＝F安，解得F f＝0.06 N.12. (安培力作用下的运动)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图11是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.图11(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．答案(1)nBIL方向水平向右(2)nBIL v解析(1)线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得F＝nBIL①由左手定则知方向水平向右(2)安培力的功率为P＝F·v②联立①②式解得P＝nBIL v13．(安培力与牛顿第二定律的结合)如图12所示，两根平行、光滑的斜金属导轨相距L＝0.1 m，与水平面间的夹角为θ＝37°，有一根质量为m＝0.01 kg的金属杆ab垂直导轨搭在导轨上，匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度为B＝0.2 T，当杆中通以从b到a的电流时，杆可静止在导轨上，取g＝10 m/s2.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图12(1)求此时通过ab 杆的电流；(2)若保持其他条件不变，只是突然把磁场方向改为竖直向上，求此时杆的加速度．答案 (1)3 A (2)1.2 m/s 2，方向沿导轨向下解析 (1)杆静止在导轨上，受力平衡，杆受到重力、导轨的支持力以及安培力，根据平衡条件得：BIL ＝mg sin θ，解得：I ＝mg sin θBL ＝0.01×10×0.60.2×0.1A ＝3 A. (2)若把磁场方向改为竖直向上，对杆受力分析，根据牛顿第二定律得：F 合＝mg sin θ－BIL cos θ＝mg sin θ－mg sin θcos θ＝ma解得：a ＝g sin θ－g sin θcos θ＝(10×0.6－10×0.6×0.8) m /s 2＝1.2 m/s 2，方向沿导轨向下．。

人教版高中物理选修3-1：重难点强化练五安培力的大小和方向含解析

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，下列说法正确的选项是()A ． F、 B、 I 三者一定保持相互垂直B．F 一定垂直B、 I ，但 B、I 能够不相互垂直C．B 一定垂直F、 I ，但 F、I 能够不相互垂直D． I 一定垂直 F 、 B，但 F、 B 能够不相互垂直分析：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.如下图，直导线平行于通电螺线管的轴线搁置在螺线管的上方，如果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分析：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．如下图，两个圆形线圈P 和 Q，悬挂在圆滑绝缘杆上，通以方向相同的电流，若 I 1＞I 2， P、 Q 遇到安培力大小分别为F1、 F2，则 P 和 Q()A ．相互吸引， F 1＞ F2B ．相互排挤， F1＞ F2C．相互排挤， F 1＝ F 2 D ．相互吸引， F1＝ F2分析：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，如图所示， ab 边与 MN 平行。

物理粤教版选修3-1课后训练：第三章第三节探究安培力

探究安培力练习一、单项选择题1．由磁感应强度的定义式=F B IL可知，磁场中某处的磁感应强度的大小（）． A ．随通电导线中的电流I 的减小而增大B ．随IL 乘积的减小而增大C ．随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D ．跟F 、I 、L 的变化无关2．在赤道附近沿东西方向放置一根导体棒，若通以由西向东的电流，则此导体棒所受安培力的方向为（）．A ．向上B ．向下C ．向南D ．向北3．关于通电直导线所受安培力F 、磁感应强度B 和电流I 三者方向之间的关系，下列说法正确的是（）．A ．F 、B 、I 三者必定都保持垂直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B4．如图所示，矩形金属线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知4sina 5α=，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为（）．A ．BSB ．45BSC ．35BSD ．34BS 二、双项选择题5．一根长为0.2 m 、电流为2 A 的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是（）．A ．0.4 NB ．0.2 NC ．0.1 ND ．0.3 N6．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，放置一根长为L 、质量为m 、通入电流为I 的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B 的大小和方向为（）．A ．sin mgB ILα=，方向垂直斜面向下 B ．sin mg B IL α=，方向垂直斜面向上C．tanmgBILα=，方向竖直向下D．tanmgBILα=，方向水平向右三、非选择题7．如图所示，垂直折线abc中通入电流I，ab=bc=L，折线所在的平面与匀强磁场垂直．匀强磁场的磁感应强度为B，求abc折线受到的安培力的大小和方向．8．如图所示，质量为M、电阻为R的导体棒ab放在与水平夹角为θ的倾斜光滑金属导轨上，导轨间距为d，导轨电阻和电源内阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，若导轨始终静止．（1）求安培力的大小．（2）求电源电动势的大小．参考答案1．答案：D 解析：磁感应强度B是反映磁场性质的物理量，由磁场自身决定，与F、I、L无关，D项正确．2．答案：A 解析：赤道上方地磁场的方向由南向北，根据左手定则，可判断A项正确．3．答案：B 解析：F一定垂直于I，F一定垂直于B，即F一定垂直于B与I决定的平面，但B和I不一定垂直，B项正确．4．答案：B 解析：将磁感应强度分解为与平面垂直的分量B⊥和与平面平行的分量B∥，则Φ＝B⊥S＝BS sinα＝45BS，B项正确．5．答案：BC 解析：当B与I垂直时，安培力最大F max＝BIL＝0.5×2×0.2 N＝0.2 N．当B与I平行时，安培力最小F min＝0随着二者方向夹角的不同，力的大小可以在0～0.2 N之间取值，B、C项正确．6．答案：AC 解析：根据电流方向和所给定磁场方向的关系，可以确定通电导线所受安培力分别如图所示．又因为导线还受重力G和支持力F N，根据力的平衡知，只有①③两种情况是可能的，其中，①中F＝mg sinα，则sin=mgBILα，③中F＝mg tanα，tanmgBILα=．7．答案：见解析解析：abc 受到的安培力可等效于ac （图中的虚线，通有a 到c 的电流I ）所受的安培力，这样直接可得F BI =，方向按左手定则判断得垂直于ac 向上．8．答案：（1）Mg tan θ （2）tan MgR Bdθ 解析：（1）将立体图改画为侧视图，以ab 棒为研究对象，受力分析如图所示．沿斜面方向由平衡条件有：Mg sin θ＝F cos θ，得F ＝Mg tan θ．（2）设电动势为E ，因为E I R =，F ＝BId ．所以tan MgR E Bdθ=．。

人教版高二选修3-1第三章第四节《通电导线在磁场中受到的力》同步练习含答案

人教版高二选修3-1第三章第四节《通电导线在磁场中受到的力》同步练习1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向.下列说法中正确的是（）A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直D.安培力的方向,既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直2.如图,固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一平面内,mn与ad、bc边平行且离ad边较近.当导线mm中通以向上的电流,线框中通以顺时针方向的电流时,线框的运动情况是（）A.向左运动B.向右运动C.以mn为轴转动D.静止不动3.在磁感应强度是4.0×10-2T的匀强磁场里,有一根与磁场方向垂直且长为8cm的通电导线ab如图放置,通电导线ab所受的安培力是1.0×10-2N,方向垂直纸面指向外,求导线中电流的大小和方向。

4.直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图所示,如果直导线可以自由地运动,且通以由a到b的电流,则导线ab受磁场力后的运动情况（）A.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5.如图所示,MN是一条水平放置的固定长直导线,通有电流大小为I1,方向如图所示,P是一个通有电流I2的与MN共面的金属环,圆环P在磁场作用下将（）A.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.上半部垂直纸面向外,下半部垂直纸面向里运动D上半部垂直纸面向里,下半部垂直纸面向外运动6.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,当通以如图所示方向的电流时(同时通电),从左向右看,线圈将（）A.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7.如图所示,有一水平放置的圆环线圈,半径为r,单位长度的质量m o=16g.有一圆锥形的磁场,线圈所在位置的磁感应强度为B=0.8T,锥形的顶角为60°,为使线圈悬浮,应通以多大的电流?(g取10m/s2)8.如图所示,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a角斜向上且和棒ab垂直,ab处于静止状态,则ab受到的摩擦力大小为_____方向为______,受到的支持力为________.9.在原子反应堆中抽动液态金属导电液,由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵,如图所示为这种电磁泵的结构.将导管置于磁场中,当电流I穿过导电液体时,场中导电液体即被驱动,若导管的内截面积为a×h,磁场区域的宽度为L,磁感应强度为B,液体金属穿过磁场区域的电流为I,方向如图所示时,求驱动所产生的压强多大?10.一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,当两线圈都通过如图所示方向的电流时,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.向纸外平动11.如图所示,始终静止在斜面上的条形磁铁P,当其上方固定的水平长直导线L中通以垂直纸面向外的电流时,斜面对磁体的弹力F N和摩擦力F f的大小变化是( )A.F N与L的位置有关,F f一定增大B.F N和F f都减小C.F N增大,F f减小D.F N减小,F f增大12.某地的地磁场大约是4.0×105T,一根长为500m的电线通过的电流为10A,该导线可能受到的安培力为（）A.0B.0.1NC.0.3ND.0.4N答案：1.D2.B3.大小约3.1A，方向b→a4.D5.B6.C7.0.4A8.BILsinα水平向右 mg－BILcosαBI9.a10.C11.A12.AB。

高中物理选修3-1安培力的典型例题讲义有答案

安培力【基础知识】1. 安培力大小的计算F＝BLI sinθ（θ为B、L间的夹角）高中只要求会计算θ＝0（不受安培力）和θ＝90°两种情况。

2. 安培力方向的判定——用左手定则。

【典型例题】例1. 把轻质导线环用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过导线环中心，且在导线环平面内，如图1所示，当导线环中通以如图1所示的电流时，导线环将（从上往下看）：（）A. 顺时针转动，同时靠近磁铁B. 顺时针转动，同时远离磁铁C. 逆时针转动，同时靠近磁铁D. 逆时针转动，同时远离磁铁图1解析：先把通电导线环等效为一个小磁针，从上往下看如图2所示。

可见，在磁铁的作用下，小磁针将沿顺时针方向转动，而且靠近磁铁。

故本题答案为A。

图2例2. 一个可自由运动的线圈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，当两线圈中通以如图3所示的电流时，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. 向纸外平动图3解析：从上往下看，通电线圈L2在L1附近的磁场分布情况如图4所示，现设想通电线圈L1分隔成许多小段，利用左手定则判定各个小段所受安培力的方向，如小段a受到的安培力垂直纸面向里（图3中应沿竖直向下方向），小段b受到的安培力垂直纸面向外（图3中应沿竖直向上方向）。

于是就可判断出通电线圈L1是沿逆时针方向转动（从左向右看）。

图4例3. 如图5所示，有一劲度系数很小的金属弹簧A、B，当它通以电流时，以下说法正确的是：（）A. 当电流从A向B通过时，弹簧长度增大，电流反向时弹簧长度减小；B. 当电流从B向A通过时，弹簧长度增大，电流反向时弹簧长度减小；C. 无论电流方向如何，弹簧长度都增大；D. 无论电流方向如何，弹簧长度都减小。

图5解析：先将弹簧等效为由一个个通电导线环串联而成，由于任意二个相邻的导线环中电流方向相同，由以上推论可知，任意二个相邻的通电导线环将相互吸引，故本题的答案为D。

高二物理探究安培力练习题及答案

高中物理选修3-1第五章第四节《探究安培力》练习题一、填空题1、一根长2m 的直导线；通有1A 的电流；把它放在B=0.2T 的匀强磁场中；并与磁场方向垂直；导线所受的安培力是 N 。

2、如图1所示；放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab ；当通有由b 向a 的电流时；受到的安培力方向向右；则磁铁的上端是极；如果磁铁上端是S 极；导体棒中的电流方向由a 向b ；则导体棒受到的安培力方向为．(选填“向左”、“向右”)3、如图2所示；在同一水平面内宽为2m 的两导轨互相平行；并处在竖直向上的匀强磁场中；一根质量为3.6kg 的金属棒放在导轨上；当金属棒中的电流为2A 时；金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A 时；金属棒获得2m/s 2的加速；则磁场的磁感应强大小为 T 。

4、在匀强磁场中；放有一半径为r 的闭合单匝线圈；线圈电阻为R ；线圈平面与磁场方向垂直．当线圈在磁场中迅速转动180°的过程中；通过导线横截面的电量为q ；则该匀强磁场的磁感强大小为．5、如图3所示；“U ”形导轨宽L ；与水平面夹角为α；垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强为B.一根质量为m 、长也是L 的金属棒搭在导轨上；金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ；回路中的电流强为I ；这时金属棒保持水平静止但有下滑趋势；则金属棒受到的摩擦力的大小为_________.二、选择题6、对磁感应强的定义式Ｂ＝Ｆ／ＩＬ的理解；下列说法正确的是（）A ．磁感应强B 跟磁场力F 成正比；跟电流强I 和导线长L 的乘积成反比B ．公式表明；磁感应强B 的方向与通电导体的受力F 的方向相同C ．磁感应强B 是由磁场本身决定的；不随F 、I 及L 的变化而变化D ．如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F 等于0；则该处的磁感应强也等于07、下列关于磁感应强的说法中；正确的是（）A.一小段通电直导线放在磁场中某点不受磁场力作用；则该点的磁感应强一定为零B.一小段通电直导线放在磁场中某点不受磁场力作用；则该点的磁感应强一定不为零C.一小段通电直导线放在磁感应强为零的地方；受到的磁场力一定为零图1 图2图3D.一小段通电直导线放在磁场中受到的安培力为F ；通电电流为I ；导线长为L ；则磁感应强B 的大小一定等于Ｆ／ＩＬ8、如图4；在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线；且导线中电流方向水平向右；则阴极射线将会（）A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸内偏转D ．向纸外偏转9、如图5；用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ；电流I 方向从M 到N ；绳子的拉力均为F 。

高中物理选修3-1安培力计算题练习教案讲义有答案

安培力计算1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（）（A ）不动（B ）靠近导线AB（C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB答案：B3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（）（A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以答：B1、相距为20cm 的平行金属导轨倾斜放置（见图1），导轨所在平面与水平面的夹角为︒=37θ，现在导轨上放一质量为330g 的金属棒ab ，它与导轨间动摩擦系数为50.0=μ，整个装置处于磁感应强度B=2T 的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15V ，内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，取2/10s m g =，为保持金属棒ab 处于静止状态，求：（1）ab 中通入的最大电流强度为多少？（2）ab 中通入的最小电流强度为多少？解析：导体棒ab 在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡，由图2中所示电流方向，可知导体棒所受安培力水平向右。

当导体棒所受安培力较大时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向下，当导体棒所受安培力较小时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。

（1）ab中通入最大电流强度时受力分析如图2，此时最大静摩擦力NfFFμ=沿斜面向下，建立直角坐标系，由ab平衡可知，x方向：)sincos(sincosmaxθθμθθμ+=+=NNNFFFFy方向：)sin(cossincosθμθθμθ-=-=NNNFFFmg由以上各式联立解得：ABLFILBIFNmgF5.16,6.6sincossincosmaxmaxmaxmaxmax====-+=有θμθθθμ（2）通入最小电流时，ab受力分析如图3所示，此时静摩擦力NfFF''μ=，方向沿斜面向上，建立直角坐标系，由平衡有：（3）x方向：)cos(sin'cos'sin'minθμθθμθ-=-=NNNFFFFy方向：)cossin('cos'sin'θθμθθμ+=+=NNNFFFmg联立两式解得：NmgF6.cossincossinmin=+-=θθμθμθ由A BLF I L BI F 5.1,min min min min === 2、带负电的小物体在倾角为)6.0(sin =θθ的绝缘斜面上，整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图5所示。

人教版高中物理选修3-1《安培力》典型例题及习题.docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）《安培力》典型例题及习题例1 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，同时上升解析根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力，B端受垂直纸面向外的安培力，故导线逆时针转动；假设导线自图示位置转过90°，由左手定则可知，导线AB受竖直向下安培力作用；导线下降，故导线在逆时针转动的同时向下运动，所以本题答案应选C。

例2 如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一长为L，质量为m的通电导线，导线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？解析导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F与垂直时，F有最小值，如图，即安培力方向平行于斜面向上，又因为当导体棒与磁感应强度垂直时，安培力最大，故本题所求最小磁感应强度，方向为垂直斜面向下．习题精选1、下列说法正确的是（）A．磁场中某处磁感强度的大小，等于长为L，通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值B．一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零C．因为B＝F／IL，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F 的大小成正比，与IL的大小成反比D．磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关2、垂直放在磁场里的通电直导线如图所示，并已标明电流，磁感应强度和安培力这三个物理量中两个物理量的方向，试在图中标出第三个物理量的方向．3、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向．4、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参考答案：1、D2、略3、略4、B。

福建省漳州市高中物理人教版选修3-1校本作业：1安培力B 含答案

3-3B-1安培力1．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2．将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T,试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.（1）F A=________N。

（2)F B=________N。

(3)F C=________N.(4）F D=________N.0；0.02；0。

01；0。

023．赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为( )。

A．正东B．正南C．正西D．正北4．如图所示，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5．如图所示,一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( ）.A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负檄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6．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 7．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示。

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