高中物理课时跟踪检测十五探究安培力粤教版选修3_1

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物理新课堂同步粤教版选修3-1课时分层作业15 探究安培力+Word版含解析

课时分层作业(十五)探究安培力[基础达标练](15分钟48分)选择题(共8小题，每小题6分)1．关于安培力、磁感应强度的说法，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D[由F＝BIL sin θ知，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错误；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错误；在匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度不变，故C错误，正确答案为D.]2．(多选)把一小段通电直导线放入磁场中()【导学号：52592104】A．若导线受到的安培力为零，说明它所在处磁感应强度为零B．若通电直导线垂直放入磁场中，导线受到的安培力最大C．若电流方向与磁场方向不垂直时，安培力也一定既垂直于导线，又垂直于磁场D．根据B＝F/IL可知，磁感应强度B与安培力F成正比，与电流I导线长度L的乘积(IL)成反比BC[安培力的大小除与电流大小、导线长度有关外，还与电流和磁场方向间的夹角大小有关，两者平行时为零，垂直时最大，故当安培力为零时，磁感应强度不一定为零，A错，B对；由左手定则知道电流方向与磁场方向不垂直时，安培力也一定既垂直于导线，又垂直于磁场，C对；磁感应强度由磁场本身决定，与电流受到的安培力以及电流元大小无关，D错．]3．(多选)下列关于磁通量的说法，正确的是()A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的净条数C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零BD[磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即Φ＝BS，亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的净条数，Φ只有大小，没有方向，是标量．由此可知选项A错误，B正确；磁通量Φ的大小由B、S共同决定，所以面积大，Φ不一定大，由此可知选项C错误；由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必然从该曲面穿出，由此可知选项D正确．]4．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力A[赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确．]5．如图3-3-13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3-3-13A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零D[由题意可知abcd中电流组成一个封闭的电流，其有效长度为零，所以线框abcd所受安培力的合力为零，选项D正确．]6．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°，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)()【导学号：52592105】A．2I B．3I C.3I D．无法确定B[设地磁场磁感应强度为B地，当通过电流为I，根据题意可知：地磁场、电流形成的磁场、合磁场之间的关系为：当夹角为30°时，有：B1＝kI＝B地tan 30°；当夹角为60°时，有：B2＝kI1＝B地tan 60°联立两式解得：I1＝3I，故A、C、D错误，B正确．]7．长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()A[A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BIL cos θ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F ＝BIL，D错误．]8．(多选)一根长为0.2 m的导线，通过的电流为2 A，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 N B．0.3 NC．0.1 N D．0CD[根据安培力的定义，当磁感应强度B与通电导线电流I方向垂直时，磁场力有最大值为F＝BIL＝0.5×2×0.2 N＝0.2 N．当两方向平行时，磁场力有最小值为0.随着二者方向夹角的不同，磁场力大小可能在0.2 N与0之间取值．故C、D均有可能．][能力提升练](25分钟52分)一、选择题(共4小题，每小题6分)1．如图3-3-14所示，在xoy平面中有一通电直导线与ox、oy轴相交，导线中电流方向如图所示，该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与oz 轴的正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向正确的是()图3-3-14A．只能沿x轴负方向B．可能沿y轴负方向C．只能沿z轴正方向D．可能沿z轴负方向B[根据左手定则，安培力总垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，故磁场的方向一定在xy平面内，由左手定则可知磁场的方向可能沿y轴负方向或x 轴负方向，A、C、D错误，B正确．]2．如图3-3-15所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出()图3-3-15A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大A[如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则可知，直导线受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此条形磁铁受向上的作用力，故A正确．]3．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3-3-16所示，过c点的导线所受安培力的方向()【导学号：52592106】图3-3-16A．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C[根据安培定则，a、b在c处产生的磁场分别为垂直于ac连线斜向下和垂直于bc连线斜向下，并且大小相等，由平行四边形定则可确定c处合磁场方向向下，又根据左手定则，可判定c处直导线所受安培力方向垂直于ab边，指向左边，所以C项正确．]4．(多选)两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图3-3-17所示．在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()图3-3-17A．a点B．b点C．c点D．d点AB[由安培定则可判知，电流I1、I2分别在a、b两点产生的磁感应强度方向相反，大小有可能相等，合磁感应强度可能为0，而c、d两点的合磁感应强度不可能为0.]二、非选择题(2小题，共28分)5．(14分)如图3-3-18所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，匀强磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？图3-3-18【解析】线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥＝S cos 60°＝0.4×0.5 m2＝0.2 m2穿过线圈的磁通量Φ＝BS⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb.线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb.故磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ|＝|－0.24－0.12| Wb＝0.36 Wb.【答案】0.12 Wb0.36 Wb6．(14分)如图3-3-19所示，两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角，两轨道间距为L，一金属棒垂直两轨道水平放置．金属棒质量为m，电阻为R，轨道上端的电源电动势为E，内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上，可加一方向竖直向上的匀强磁场，则该磁场的磁感应强度B应是多大？图3-3-19【解析】导体棒受力分析如图所示则I＝ER＋r①F安＝BIL ②F安＝mg tan θ③由①②③解得B＝mg(R＋r)tan θEL.【答案】mg(R＋r)tan θEL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。

高中物理3.4安培力的应用课时训练粤教版选修31

安培力的应用基础夯实1.电磁炮的大体原理如图所示,把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两条平行导轨上(导轨与水平方向成α角),磁场方向和导轨平面垂直,若给导轨以很大的电流I,使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下,沿导轨做加速运动,以某一速度发射出去,已知匀强磁场的磁感应强度为B,两导轨间的距离为L,磁场中导轨的长度为s,炮弹的质量为m,炮弹和导轨间的摩擦和炮弹本身的长度均不计,则炮弹离开炮口时的速度为()(导学号)A. B.C. D.答案：C解析：当通入的电流为I时,炮弹受到的磁场力为F=BIL,发射进程中磁场力做功为W B=Fs,发射进程中克服重力做功为W G=mgs sin α,由动能定理得W B-W G=,联立以上式子,求解得v0=. 2.有一个电流表接在电动势为E、内阻为r(r通过处置,阻值很大)的电池两头,指针偏转了30°,若是将其接在电动势为2E、内阻为2r的电池两头,其指针的偏转角()A.等于60°B.等于30°C.大于30°,小于60°D.大于60°答案：C解析：当接在第一个电池上时I1=,接在第二个电池上时I2==1+,I1<I2<2I1,故指针的偏转角度应为30°<θ<60°,C项正确.3.(多选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向散布的磁场,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,方向不同B.该磁场的磁感应强度的方向处处相等,大小不同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：CD解析：本题主要考查磁电式电流表的原理.两磁极之间装有极靴,极靴中间又有一个铁质圆柱,极靴与铁质圆柱之间有一不大的裂缝,按照磁感线与磁极表面垂直的特点,磁化了的铁质圆柱与极靴间的裂缝处就形成了辐向散布的磁感线.这样做的目的就是让通电线圈所在处能有一个等大的磁场,而且磁感线始终与线圈平面平行,线圈受最大的磁场力.故选项C、D正确.4.(多选)关于磁电式电流表的工作原理,下列说法正确的是()A.当电流通过表内线圈时,线圈受安培力的作用而一直转动下去B.通过表内线圈的电流越大,指针偏转的角度也就越大C.当通过电流表的电流方向改变时,指针的偏转方向也随着改变D.电流表在使历时,可以直接通过较大的电流答案：BC解析：当电流通过电流表内线圈时,线圈受到安培力力矩的作用发生转动,同时螺旋弹簧被扭动,产生一个阻碍转动的力矩,当磁力矩与阻碍力矩平衡时,线圈停止转动;电流越大,安培力力矩越大,使得阻碍力矩也增大,指针的偏转角度也就越大,故A项错,B项对.当改变电流方向时,线圈所受安培力力矩方向改变,使指针的偏转方向也改变,C项对.由于线圈的铜线很细,允许通过的电流很小,故D项错.5.(多选)某磁电式电流表当通入电流I1时,指针偏角为θ1,内部线圈所受的磁力矩为M1;当通入电流I2时,指针偏角为θ2,内部线圈所受的磁力矩为M2,则下列关系正确的是()(导学号)∶I2=θ1∶θ2∶I2=θ2∶θ1∶M2=θ1∶θ2∶M2=θ2∶θ1答案：AC解析：M=nBIS,所以M1∶M2=I1∶I2又因为θ=kI,所以I1∶I2=θ1∶θ2故M1∶M2=θ1∶θ2.能力提升6.如图所示,一个矩形线圈abcd可绕其中心轴OO'转动,此刻把它放到匀强磁场B中,当线圈中通以如图所示的电流时,请回答以下问题:(1)在如图所示的位置时,ab、cd、ad和bc四个边受安培力的情况如何?线圈将如何运动?(2)从如图位置逆时针转过90°时(俯视),ab、cd两边受安培力的大小有何转变?(3)从如图位置逆时针转过180°时(俯视),ab、cd两边受安培力的大小、方向有何转变?(4)线圈abcd可否在磁场中持续转动呢?答案：见解析：.解析：在题图中位置时,由左手定则判知:ab边受力向外,cd边受力向里,而ad和bc边均不受安培力,且在以后的转动中,ad和bc边受的安培力等大反向,对线圈的转动不产生影响.这时线圈将沿逆时针方向转动(俯视).当转过90°时,ab和cd边受的安培力等大反向,但由于惯性,线圈仍会继续逆时针转动.继续转动时,安培力将阻碍线圈的转动,转过180°时,线圈将会瞬时静止,而后再反向转回,故线圈不会在磁场中持续转动.7.电流表的矩形线圈匝数n=100,矩形线圈处在磁场中的两条边长为L1= cm,另两条边长为L2= cm,指针每转1°,螺旋弹簧产生的阻碍力矩k=×10-8N·m,指针的最大偏转角为80°,已知线圈所在处的磁感应强度大小B= T(如图),求该电流表的满偏电流值.(导学号)答案：20 μA解析：电流表的指针偏转80°时,螺旋弹簧的阻碍力矩为M2=kθ=×10-8×80 N·m=×10-6 N·m.设电流表的满偏电流值为I g,满偏时通电线圈所受磁场的作使劲矩为M1=nBI g S=100×1××10-2××10-2×I g(N·m)=×10-2I g(N·m)满偏时通电矩形线圈所受磁力矩形与螺旋弹簧的阻力矩相等,即M1=M2,由此可知I g=A=20 μA.即电流表的满偏电流值为20 μA.8.如图所示,质量均匀散布的正方形金属框abOc可绕z轴转动,每边长度L= m,每边质量m= kg;线框处于磁感应强度B= T的匀强磁场中(磁场方向沿x轴正向)时静止在图示位置.已知θ=30°,求线圈内电流的大小和方向.(导学号)答案：大小为2 A,方向为bacOb解析：磁场对线框的安培力产生的力矩为M B=BIL2sin θ,线框的重力对转轴的力矩为M G=4mg·sin θ=2mgL sin θ,按照力矩平衡条件有BIL2sin θ=2mgL sin θ解得线框中的电流为I= A=2 A按照左手定则,判断出线框中的电流方向为bacOb.9.物理学家法拉第在研究电磁学时,亲手做过许多实验,如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验,这种现象是若是载流导线周围只有磁铁的一个极,磁铁就会围绕导线旋转;反之,载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转.这一装置实际上就成为最先的电动机.图中A是可动磁铁,B是固定导线,C是可动导线,D是固定磁铁.图中黑色部份表示汞(磁铁和导线的下半部份都浸没在汞中),下部接在电源上.请你判断这时自上向下看,A和C将如何转动?(导学号)答案：见解析：解析：这个电动机模型是利用了电流和磁场之间安培力的原理.按照电流的方向判定可以知道B中电流的方向向上,那么在B导线周围的磁场方向为逆时针方向(从上向下看),即为A 磁铁N极的受力方向,所以A将逆时针方向转动;由于D磁铁产生的磁场呈现由N极向外发散,C中的电流方向是向下的,由左手定则可知C受的安培力方向为顺时针(从上向下看). 10.如图所示,水平方向有一匀强磁场,磁感应强度大小为B= T,有一段通电导线竖直放置,长度为L= 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:(导学号)(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,别离说明它所受安培力的大小和方向是不是转变.答案：(1) 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=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.11.如图所示,在同一水平面的两导轨彼此平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为kg的金属棒垂直导轨方向放置.导轨间距为 m.当金属棒中的电流为5 A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8 A时,金属棒能取得2 m/s2的加速度,求:(导学号)(1)磁场的磁感应强度B;(2)金属棒与水平导轨间的动摩擦因数μ(g取 10 m/s2).答案：(1) T(2)解析：(1)金属棒做匀速运动时有BI1L=f,金属棒做匀加速运动时有BI2L-f=ma,解得B= T= T.(2)由f=μmg,得μ=≈.。

物理粤教版高二年级选修3-1第三章第3节探究安培力检测题1

物理粤教版高二年级选修3-1第三章第3节检测题2 1．关于安培力的说法中正确的是【】A. 通电导线在磁场中一定受安培力的作用B. 安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关C. 安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面D. 安培力的方向不一定垂直于通电直导线2．下图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是【】3．如图1所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是【】(A)不改变电流和磁场方向，适当增大电流(B)只改变电流方向，并适当减小电流图1图2(C)不改变磁场和电流方向，适当减小磁感强度(D)同时改变磁场方向，并适当增大磁感强度4．一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环的平面，导线和环中的电流方向如图2所示，那么金属环受的力：【】A.等于零B.沿着环半径向外C.向左D.向右5．如下图所示，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 轴的变化磁场答案：1、C 2、C 3、AD 4、A 5、B物理粤教版高二年级选修3-1第三章第3节检测题21．如图1所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L ，共N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，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m １、m ２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 ）B 方向垂直纸面向里，大小为(m １-m ２)g/NI L(B)B 的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NI L(C)B 的方向垂直纸面向外，大小为(m １-m ２)g/NI L(D)B 的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NI L 2．如图2所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则【】(A)磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用(B)磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用(C)磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用(D)磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 3．如图3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F 1．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F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为【】（A ）F 2（B ）F 1-F 2（C ）F 1+F 2 （D ）2F 1-F 2图2图1图34．在磁感应强度B ＝0.3T 的匀强磁场中，放置一根长l ＝10cm 的直导线，导线中通过I ＝2A 的电流.求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30°；(3)导线和磁场方向平行.5．在两个倾角均为的光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通以电流I 1和I 2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图5中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流强度的比值I 1：I 2为多少？答案：1、B 2、A 3、A 4．0.060N 0.030N 0 5、1：cos图5 图3-4-10。

粤教版高中物理选修3-1课时检测：第三章第四节安培力的应用含答案

第四节安培力的应用A级抓基础1．两条导线相互垂直，如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图所示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)( )A．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：本题可用下面两种方法解答．(1)电流元受力分析法：把直线电流CD等效为CO、DO两段电流元，AB电流的磁感线分布如图所示，用左手定则判定可知导线CD将逆时针转动．(2)特殊值分析法：将导线CD转过90°的特殊位置，两直线电流相互平行，方向相同相互吸引，可见CD将靠近AB，所以导线CD逆时针方向转动，同时要靠近导线AB.因此正确答案是D.答案：D2．在如图所示的电路中，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Fa、Fb，可判断这两段导线( )A．相互吸引，Fa＞Fb B．相互排斥，Fa＞FbC．相互吸引，Fa＜Fb D．相互排斥，Fa＜Fb解析：无论电键置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．电键置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故B错误，D正确．答案：D3．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解析：通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用．由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确．答案：A4．如图所示的弹性线圈AB，当给它通电时下面判断正确的是( )A．当电流从A向B通过时线圈长度增加，当电流反向时线圈长度减小B．当电流从B向A通过时线圈长度增加，当电流反向时线圈长度减小C．不管电流方向如何，线圈长度都不变D．不管电流方向如何，线圈长度都减小解析：把环形电流看成无数小段的直线电流组成，当电流从A向B通过线圈时各线环的电流方向如图所示，各电流平行且同向，相互吸引，线圈长度变短，当电流从B向A通过线圈时各线环的电流方向与所示方向相反，但各电流仍平行且同向，相互吸引，线圈长度仍变短，故D正确．答案：D5．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6×10－2 kg的通电直导线，电流强度I＝1 A，方向垂直于纸面向外，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从零开始每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，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，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)?解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如右图所示．由平衡条件得：FTcos 37°＝F，①FTsin 37°＝mg，②由①②解得：F＝，代入数值得：F＝0.8 N，由F＝BIL得：B＝＝ T＝2 T.B与t的变化关系为B＝0.4t T，所以t＝5 s.答案：5 sB级提能力6．如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙导轨上，且有图示方向的匀强磁场，处于静止状态，若增大电流强度，导体棒仍静止，则在电流增大到刚要运动的过程中，导体棒受到摩擦力的大小变化情况可能是( )A．一直减小 B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终不变解析：由左手定则可判定安培力方向沿斜面向上，若开始时摩擦力方向沿斜面向下，则有F安＝mgsin θ＋f，而F安＝BIL，则f＝mgsin θ－F安，I增大，f减小；当f减小到0后，F安＞mgsin θ，f反方向，I增大，f增大．答案：B7．如图所示，一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极的上端的过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示．则在这个过程中磁铁受到的摩擦力(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答案：B8．(多选)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，则( )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b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极答案：AB9．如图，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面夹角为α，金属棒ab的质量为m，放在导轨上且与导轨垂直．电源电动势为E，定值电阻为R，其余部分电阻不计．则当电键闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大？解析：画出导体棒ab受力的截面图，如图所示．导体棒ab所受安培力：F＝BIL，由牛顿第二定律得：Fsin α＝ma，导体棒ab中的电流：I＝，得a＝.答案：BELsin αmR10.(20xx·全国Ⅰ卷)如图所示，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/s2.试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．解析：依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kΔl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小．开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝IBL②式中，I是回路电流，L是金属棒的长度，两弹簧各自再伸长了Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F③由欧姆定律有。

【金版新学案】2021学年高中物理 3.3 探讨安培力课时检测粤教版选修3-1(1)

第三节探讨安培力一、单项选择题1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )A.NA·m B.N·AmC.N·Am2D.NA·m2答案：A2．如下图，固定的长直导线竖直放置，通以竖直向上的直流电．在导线右边放一能够自由移动的矩形通电线框，它们在同一平面内，那么线框的运动情形是( )A．线框平动，远离直导线B．线框平动，靠近直导线C．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，并远离直导线答案：B3．以下图中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的选项是( )解析：依照左手定那么，F必然垂直于I和L，D错误．答案：D4．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情形，正确的选项是( )A．若是B＝2 T，F必然是1 NB．若是F＝0，B也必然为零C．若是B＝4 T，F有可能是1 ND．若是F有最大值时，通电导线必然与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．答案：C二、双项选择题5．如下图，两根间距为d 的平行滑腻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 恰益处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，能够采取的方法是( )A ．增大磁感应强度BB ．调剂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，假假想让金属杆向上运动，那么BEd R 增大，A项正确；电阻减小，BEd R 增大，那么B 项正确；假设增大θ，那么mg sin θ增大，C 项错误；假设电流反向，那么金属杆受到的安培力反向，D 项错误．答案：AB6．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．在如以下图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力必然不为零的是( )解析：对通电杆进行受力分析如下：依照平稳条件能够判定出C 和D 必然受到摩擦力的作用，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，并依照平稳条件进行判定．答案：CD7．第一对电磁作使劲进行研究的是法国科学家安培．如右图所示的装置，能够探讨阻碍安培力大小的因素，实验中若是想增大导体棒AB 摆动的幅度，可能的操作是( )A ．把磁铁的N 极和S 极换过来B ．增大通过导体棒的电流强度IC ．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D ．改换磁性较小的磁铁解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，B 、C 正确．答案：BC8．南极考察队队员在地球南极周围用弹簧秤竖直悬挂一未通电螺线管，如右图所示，以下说法正确的选项是( )A．假设将a端接电源正极，b端接电源负极，那么弹簧秤示数将减小B．假设将a端接电源正极，b端接电源负极，那么弹簧秤示数将增大C．假设将b端接电源正极，a端接电源负极，那么弹簧秤示数将增大D．假设将b端接电源正极，a端接电源负极，那么弹簧秤示数将减小解析：分析弹簧测力计示数是不是转变或如何转变，关键在于确信螺线管与电、磁场之间的作用情形．一方面，能够将地球等效处置为一个大磁铁，地球南极相当于磁铁的N极，因此在南极周围地磁场方向近似竖直向上；另一方面，可利用安培定那么确信通电螺线管在周围产生的磁场方向，再依照“同名磁极相斥，异名磁极相吸”原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情形．答案：AC三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必需明确写出数值和单位)9．如下图，两平行滑腻导轨相距为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恰好平稳，求变阻器R1的取值为多少？(设θ＝45°，g取10 m/s2)解析：先依照左手定那么判定安培力的方向，然后依照平稳条件列方程，再利用安培力公式和闭合电路欧姆定律进行求解．金属棒平稳时的平面受力图如下图．当MN平稳时，有：mg sin θ－BIL cos θ＝0，①由闭合电路欧姆定律，得：I＝E/(R＋R1＋r)，②由①②式联立并代入数据，得：R1＝7 Ω.答案：7 Ω点拨：改变观看角度，画出平面受力图，可使问题更便于分析．10．如下图，滑腻的平行导轨倾角为θ，处在竖直向下匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内电阻为r的直流电源，电路中除电阻R外其余电阻不计；将质量为m、长度为L的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态，求磁感应强度B.解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如下图，可得：BIL＝mg tan θ，I＝E/(R＋r)，解得：B＝mg(R＋r)tan θ/EL.答案：mg(R＋r)tan θ/EL11．如下图，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距L＝1 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细线经滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3 kg，棒与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，方向竖直向下，为使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g 取10 m/s2)解析：对导体ab，由平稳条件得：F N－mg＝0，BIL－f－F＝0，对物体，由平稳条件得：F－Mg＝0，又f＝μF N，联立以上四式解得I＝20 A，由左手定那么知电流方向应为由a到b.答案：20 A 从a流向b。

高中物理课时跟踪检测(十五)探究安培力粤教选修3-1

课时跟踪检测（十五）探究安培力1．一通有电流强度为I、长度为l的导线，垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的安培力为F，对于他们的关系B＝FIl的认识，下列说法正确的是( ) A．B与F成正比B．B与电流I成正比C．B与Il的乘积成反比D．B与F、Il均无关，由磁场本身决定解析：选D 磁感应强度的大小与所受的安培力、Il无关，由磁场本身决定，故A、B、C错误，D正确。

2．一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( )解析：选D 根据左手定则可判断出A图中导线所受安培力为零，B图中导线所受安培力垂直纸面向里，C、D图中导线所受安培力向右，由导线受力以后的弯曲方向与受力方向的关系可知，D图正确。

3．某地地磁场磁感应强度大小为B＝1.6×10－4T，与水平方向夹角为53°，一正方形线圈位于水平面内，匝数为N＝10，面积S＝1.5 m2，则穿过线圈的磁通量为( ) A．1.44×10－4 Wb B．1.92×10－4 WbC．1.92×10－3 Wb D．1.44×10－5 Wb解析：选B 由磁通量的定义式可得：Φ＝BS sin 53°＝1.6×10－4T×1.5 m2×0.8＝1.92×10－4 Wb，故选B。

4.如图1所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )图1A ．0B ．0.5BIlC ．BIlD ．2BIl解析：选C V 形导线两部分的受力情况如图所示。

其中F ＝BIl ，V 形导线受到的安培力应为这两个力的合力，大小为F 合＝2F cos 60°＝BIl ，故C 项正确。

【粤教版】选修31物理：3.3探究安培力学案含答案

第三节探究安培力1．通过实验认识安培力，会用左手定则判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力大小．2．理解磁感应强度的定义，会用磁感应强度的定义式进行有关计算．3．知道磁通量，能计算穿过某面积的磁通量．1．磁场对电流的作用力称为安培力．2．安培力方向：用左手定则判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．3．磁感应强度：物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度．定义式：B＝FIL．4．磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向．5．匀强磁场：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场．在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等间距的直线．6．磁通量．(1)定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．(2)定义式：Φ＝BS．安培力综合分析F＝BLI sin α(α为B、L间的夹角)，高中只要求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°两种情况．如图所示，一根长为0.2 m的金属棒放在倾角为θ＝37°的光滑斜面上，并通以I ＝5 A电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B＝0.6 T，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？解析：金属棒受力如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向有：F cos θ＝G sin θ，①棒所受的磁场力为：F ＝BIL ，②由①②解得棒的重力为：G ＝BIL cos θsin θ＝2.4 N.答案：2.4 N总结：安培力是通电导体受的磁场力，从力学角度分析，对通电导体仍可借助定律、功能关系等力学规律分析．一、单项选择题1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是(A ) A.N A ·m B.N ·A m C.N ·A m 2 D.N A ·m22.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)(A) A．顺时针转动，同时下降B．顺时针转动，同时上升C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升解析：画出蹄形磁铁的两条磁感线，在磁感线与电流相交处分别取一小段电流，如图中的BC、AD两段，由左手定则可知，AD段受安培力垂直纸面向外，BC段受垂直纸面向里的安培力，故导线将绕轴线OO′顺时针旋转(俯视)．当导线转动90°时(特殊位置法)，由左手定则可知，导线受向下的安培力作用，所以导线在顺时针转动的同时还向下运动．3．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(D)解析：根据左手定则，F一定垂直于I和L，D项错误．4．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(C)A．如果B＝2 T，F一定是1 NB．如果F＝0，B也一定为零C．如果B＝4 T，F有可能是1 ND．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．二、不定项选择题5．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(B)A．减小磁感应强度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：BEdR－mg sin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则BEd R 增大，A 项错误；电阻减小，BEdR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．6．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(CD )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．7．首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB 摆动的幅度，可能的操作是(BC )A ．把磁铁的N 极和S 极换过来B ．增大通过导体棒的电流强度IC ．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D ．更换磁性较小的磁铁解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，B 、C 正确．8．(2013·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是(ACD ) A ．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B ．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的 C ．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D ．电场线和磁感线都不可能相交三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)9.如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L ＝0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R .电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，一质量m ＝20 g 的金属棒ab 与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B ＝0.80 T ，垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g ＝10 m/s 2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力； (2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，F 安＝mg sin 30°，得出F 安＝0.1 N. (2)由F 安＝BIL ，得I ＝F 安BL，代入数据得I ＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 0＋r )，解得R 0＝EI－r ＝23 Ω.答案：(1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω10．如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在竖直向下匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内电阻为r 的直流电源，电路中除电阻R 外其余电阻不计；将质量为m 、长度为L 的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态，求磁感应强度B .解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示，可得：BIL ＝mg tan θ，I ＝ER ＋r，解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θEL.答案：mg （R ＋r ）tan θEL11．如图所示，PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨，相距L ＝1 m ，导体棒ab 跨放在导轨上，棒的质量为m ＝0.2 kg ，棒的中点用细线经滑轮与物体相连，物体的质量M ＝0.3 kg ，棒与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，方向竖直向下，为使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g 取10 m/s 2)解析：对导体ab ，由平衡条件得：F N －mg ＝0，BIL －f －F ＝0，对物体，由平衡条件得：F －Mg ＝0，又f ＝μF N ，联立以上四式解得I ＝20 A ，由左手定则知电流方向应为由b 到a . 答案：20 A 从b 流向a12．如图所示，在与水平方向成60°的光滑金属导轨间连一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一重力为3 N 的金属棒ab ，棒上通以3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止．求：(1)匀强磁场的磁感应强度B ； (2)ab 棒对导轨的压力．解析：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N xN y，所以F 安＝tan 60°，N y ＝3G ；又F 安＝BIL ；所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝333×1T ＝ 3 T. (2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等．N ＝N y cos 60°＝Gcos 60°＝2G ＝6 N.答案：见解析。

粤教版物理选修3-1：第3章第3节探究安培力学业分层测评15

学业分层测评(十五)探究安培力(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于安培力、磁感应强度的说法，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错误；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错误；在匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度不变，故C错误，正确答案为D.【答案】 D2．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B【解析】左手定则是判断安培力的方向、电流方向、磁场方向的一种方法，要正确理解左手定则的内容．由左手定则知，安培力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电流方向(即安培力垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面)，但磁场方向不一定总垂直于电流方向．答案为B.【答案】 B3．由磁感应强度定义式B＝FIL知，磁场中某处的磁感应强度的大小()A．随着通电导线中电流I的减小而增大B．随着IL乘积的减小而增大C．随着通电导线所受磁场力F的增大而增大D．跟F、I、L无关【解析】磁感应强度是用比值定义法定义的．B＝FIL只是指出了计算B的方法，而B的大小由磁场本身决定，与F、I、L无关．【答案】 D4．(多选)下列关于磁通量的说法，正确的是()A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零【解析】磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即Φ＝BS，亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数，Φ只有大小，没有方向，是标量．由此可知选项A错误，B正确；磁通量Φ的大小由B、S共同决定，所以面积大，Φ不一定大，由此可知选项C错误；由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必然从该曲面穿出，由此可知选项D正确．【答案】BD5．(多选)把一小段通电直导线放入磁场中()A．若导线受到的安培力为零，说明它所在处磁感应强度为零B．若通电直导线垂直放入磁场中，导线受到的安培力最大C．若电流方向与磁场方向不垂直时，安培力也一定既垂直于导线，又垂直于磁场。

新课标粤教版3-1 选修三3.3《探究安培力》精品

【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。【答案】由左手定则作答。【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
二、安培力的大小
【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度
磁感应强度——定量描述磁场强弱和方向的物理量。物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL 的比值叫做磁感应强度。用B表示。
【答案】AD
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。
一、安培力的方向
左手定则： ——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
【例题1】画出图中第三者的方向。
【答案】由左手定则作答。
×F
F远与导线垂直。
3.3 探究安培力
序言
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• 解：由闭合电路欧姆定律：
I E 6
由受力分析r可R知：1R BIL=mg
代入数据可求得： R=0.2欧姆
三、磁通量
我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。用φ表示。即：φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb）
【例题4】下列各种说法中，正确的是： A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小； B.磁感应强度越大，磁通量也越大； C.磁通量小，一定是磁感应强度小； D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。

高中物理课时跟踪检测(十六)安培力的应用粤教版选修31

课时跟踪检测（十六）安培力的应用1．如图1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( )图1A．竖直向下B．竖直向上C．水平向右D．水平向左解析：选B 首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向：水平向左。

根据左手定则判断可知：A受到通电螺线管磁场的作用力的方向：竖直向上，故A、C、D错误，B正确。

2．(多选)如图2所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线的夹角为30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是( )图2A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°角D．使导线在纸面内逆时针转60°角解析：选ABD 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，当增加直导线的长度时，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，导线与磁场方向平行，则所受磁场力变为零，故C错误；当使导线在纸面内逆时针转60°时，导线垂直磁场方向投影长度伸长，则所受磁场力变大，故D正确。

3．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图3所示，ab边与MN平行。

关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )图3A．线框所受的安培力的合力为零B．线框所受的安培力的合力方向向左C．线框有两条边所受的安培力方向相同D．线框有两条边所受的安培力大小相等解析：选D 直导线中的电流方向由M到N，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向外，ab边电流的方向向上，根据左手定则，ab边受向右的安培力，cd边受到向左的安培力，ad边受到向上的安培力，bc边受到向下的安培力，方向全不同；ab边受到的安培力大于cd边，ad边受到的安培力与bc边受到的安培力大小相等，合力向右，故A、B、C 错误，D正确。

高中物理3.3探究安培力课时精练(含解析)粤教版选修3_1

3.3 探究安培力安培力的方向1．如图3－3－4所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向．图3－3－4答案A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里．安培力的大小图3－3－52．如图3－3－5所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl答案 C解析V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F＝BIl，故选C.磁感应强度的大小和方向3．有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是()A．B的方向就是小磁针N极所指的方向B．B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C．B的方向与小磁针在任何情况下S极受力方向一致D．B的方向就是通电导线的受力方向答案 B对磁通量的理解图3－3－64．如图3－3－6所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，当有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中时，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？答案BS2BS2解析当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S⊥＝S2，所以磁通量相同，都等于BS2.(时间：60分钟)题组一安培力的方向1．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案 C图3－3－72．如图3－3－7所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()答案 B解析由左手定则可知，图A示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，图B示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，图C示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力竖直向下，图D示磁感应强度方向使炮弹受的安培力竖直向下，只有B符合实际．图3－3－83．(双选)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3－3－8所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是() A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力向左D．线框将绕MN转动答案BC解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad 边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零．而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确．图3－3－94．(双选)(2014·扬州中学模拟)图3－3－9中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向左滑动答案BD解析若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f 接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向右运动，B正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向右运动，C错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向左运动，D正确．题组二安培力的大小图3－3－105．如图3－3－10所示，水平面内的四边形通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零答案 D图3－3－116．如图3－3－11所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB 与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝BId B．F＝BIdsin θC．F＝BIdsin θD．F＝BIdcos θ答案 C解析题中磁场和电流垂直，θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角，不是电流与磁场的夹角．图3－3－127．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图3－3－12所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是()A．A、B两点磁感应强度相等B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D．无法比较磁感应强度的大小答案 B解析导线受到的磁场力F ＝BIL.对于题图给出的F －I 图线，直线的斜率k ＝BL ，由题图可知ka>kb ，又因A 、B 两处导线的长度L 相同，且与磁场方向垂直，故A 点的磁感应强度大于B 点的磁感应强度，B 项正确．题组三对磁感应强度的方向和定义式B ＝F IL 的理解8．下列说法中正确的是( )A ．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：测出一小段通电导线受到的磁场力F ，与该导线的长度L 、以及通过的电流I ，根据B ＝F IL 可算出该点的BB ．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C ．磁感应强度B ＝F IL 只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与B 、I 、L 以及通电导线在磁场中的方向无关D ．放置在磁场中的1 m 长的导线，通以1 A 的电流，受力为1 N ，该处的磁感应强度大小为1 T答案 C9．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是 ( )A.N A ·mB.N ·A mC.N ·A m2D.N A ·m2答案 A解析当导线与磁场方向垂直时，由公式B ＝F IL 知，磁感应强度B 的单位由F 、I 、L 的单位决定．在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称T ，1 T ＝1 N A ·m. 题组四磁通量的分析和计算图3－3－1310．如图3－3－13所示，半径为R 的圆形线圈共有n 匝，其中心位置处半径为r 的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )A ．πBR2B ．πBr2C ．n πBR2D ．n πBr2答案 B图3－3－1411．如图3－3－14所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化是________．答案 BS 12BS 0 2BS解析初始位置Φ1＝BS ；框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BScos 60°＝12BS ；框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BScos 90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS)－BS|＝2BS.。

高中物理3.3探究安培力课时训练粤教版选修31

探究安培力基础夯实1.由磁感应强度的定义式B=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.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.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B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.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()(导学号)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角变小答案：A解析：以导体棒为研究对象,从M端向N端看,导体棒受重力G、安培力F和绳子拉力T三个共点力而处于平衡状态,三力首尾相连可构成闭合矢量三角形,如图.其中安培力和重力方向始终保持不变,据此可知棒中电流变大,则安培力变大,使得θ角变大,选项A正确;两悬线长度变短,θ角不变,选项B错误;金属棒质量变大,θ角变小,选项C错误;磁感应强度变大,安培力变大,θ角变大,选项D错误.5.如图所示,长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.当在该导线中通以大小为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为()A.0C.BIlD.2BIl答案：C解析：导线在磁场内有效长度为2l sin 30°=l,故该V形通电导线受到安培力大小为F=BI×2l sin 30°=BIl,选项C正确.6.(多选)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 N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.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.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(L)=BIL,方向按左手定则判断得垂直于ac向上.能力提升8.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,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应强度B的大小和方向正确的是()(导学号)A.B=,方向垂直斜面向上B.B=,方向垂直斜面向下C.B=,方向垂直斜面向下D.B=,方向垂直斜面向上答案：A解析：若磁场方向垂直斜面向上,由左手定则可判定,安培力方向沿斜面向上,则杆受竖直向下的重力G大小为mg、斜面对杆的支持力N和沿斜面向上的安培力F,如图所示,则sin α=,而F=ILB,所以B=mg,故A对,D错;若磁场方向垂直斜面向下,由左手定则可判定,安培力方向沿斜面向下,因斜面光滑,杆不可能静止在斜面上,故B、C错.9.(多选)如图甲所示,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()(导学号)甲乙A.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答案：ABC解析：在0~时间内,由左手定则可知,金属棒所受安培力方向向右,金属棒向右加速,在~T时间内,金属棒所受安培力方向向左,金属棒向右减速,t=T时,速度恰好减为零,以后又周期性重复上述运动,可知金属棒一直向右移动,其速度随时间周期性变化,受到的安培力随时间周期性变化,选项A、B、C正确;安培力在一个周期内对金属棒先做正功,后做负功,由动能定理可知安培力在一个周期内做的总功为零,选项D错误.10.如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 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=0.50 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=0.50 Ω的直流电源.现把一根质量m=0.040 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=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:(导学号)(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.答案：见解析：解析：(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有I==1.5 A.(2)导体棒受到的安培力F安=BIL=0.30 N.(3)导体棒受到重力、支持力、安培力的作用,重力沿斜面向下的分力G1=mg sin 37°=0.24 N,由于G1小于沿斜面向上的安培力,故导体棒所受摩擦力沿斜面向下.根据共点力平衡条件mg sin 37°+f=F安,解得f=0.06 N.11.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.(导学号)(1)求安培力的大小;(2)求电源电动势的大小.答案：(1)mg tan θ(2)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I=,F=BId.所以E=.。

物理粤教版选修3-1学案：第3章第三节探究安培力含解析

第三节探究安培力一、安培力的方向1．安培力：磁场对______的作用力．安培力是矢量．2．当通电导线与磁场方向垂直时,安培力的方向用________来判定．3．左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使______指向______的方向,这时,拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向．预习交流1如图所示，磁场方向垂直纸面向里,一根通电直导线垂直于磁场方向放置，试判断导线所受安培力的方向．二、磁感应强度1．定义：当通电导线与磁场方向______时,通电导线所受的安培力F跟______和__________的乘积IL的______叫做磁感应强度．2．定义式：B＝________．3．单位：______，符号T，1 T＝1错误!．4．磁感应强度是______，既有大小，又有方向．当空间中同时存在几个不同强弱和方向的磁场时，合磁场的磁感应强度等于各个磁场在同一处产生的磁感应强度的________．5．________可形象地表示磁感应强度的大小和方向；磁感线的疏密程度表示磁感应强度的______；磁感线上每一点的____________与该点磁感应强度的方向一致．6．匀强磁场：如果磁场的某一区域,磁感应强度的______和____处处相等．这个区域的磁场就叫______．三、安培力的大小1．当通电导线与磁感应强度B的方向______时,导线受力为零．2．当长为L的导线垂直于磁场B放置，通过的电流为I时,安培力F＝______．预习交流2通电导线如果在磁场中不受安培力作用,能否说明该处磁感应强度为零？四、磁通量1．定义：设在匀强磁场中有一个与磁场垂直的平面，则磁场的________________和__________的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．2．公式：______．3．单位：韦伯,简称韦，符号Wb．4．从Φ＝BS可得B＝错误!，因此磁感应强度又称________．答案：一、1．电流2．左手定则3．四指电流安培力预习交流1：答案:垂直导线向左．二、1．垂直电流I导线长度L比值2．错误!3．特斯拉4．矢量矢量和5．磁感线大小切线方向6．大小方向匀强磁场三、1．平行2．BIL预习交流2：答案：不能．因为当磁场方向与电流方向平行时，安培力为0，但磁感应强度不为0．四、1．磁感应强度B平面面积S2．Φ＝BS4．磁通密度一、磁感应强度磁场的强弱和方向可以用磁感线定性地来描述．那么，如果我们想定量地研究某一区域磁场的方向和强弱，应怎样来描述呢?下列说法正确的是（）．A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即B＝错误!B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝错误!只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向1．磁感应强度B＝FIL是用比值法定义的，B与F、I、L 无关,是由磁场本身决定的．2．安培力的方向与磁场方向垂直，这与电场力的方向和电场方向的关系是不一样的．3．磁感应强度B和电场强度E的比较．铁慢慢地接近发光的白炽灯泡可以看到灯丝颤抖起来，灯丝的“颤抖”说明什么道理呢？（2011·长春外国语学校高二检测)如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线，导线与纸面垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（）．A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁对桌面的压力不变D．以上说法都有可能1．安培力的方向总是既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面，但磁场方向与电流方向并不一定垂直．2．在具体判断安培力的方向时，由于受到电场力方向判断方法的影响，有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向．为避免这种错误，同学们应该把电场力和安培力进行比较，搞清力的方向与场的方向的关系及区别．它们都是性质力，且都属于场力，分析如下：根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示，把待发射的炮弹（导体)放置在强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．那么,要提高发射速度，就要增大炮弹的加速度．请思考：通电导体在磁场中受力与哪些因素有关呢？(2011·课标全国理综，18）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1．公式F＝BIL中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时,F最大，F＝BIL；当B与I平行时，F＝0．2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度（如图）；相应的电流沿L由始端流向末端．3．若磁场和电流成θ角时，如图所示．可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝B sinθ和B∥＝B cosθ，而B∥对电流是没有作用的．F＝B⊥IL＝BIL sinθ，即F＝BIL sinθ．1．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是（）．A．放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大B．磁感线的指向就是磁感应强度的方向C．垂直磁场方向放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、电流方向等均无关2．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相等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a＜B bC．同一根导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一根导线放在a处受力一定比放在b处受力小3．（2011·全国理综,15）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是（)．A．a点B．b点C．c点D．d点4．把长L＝0。

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=．。

高中物理第三章磁场第三节探究安培力课时检测粤教版选修31

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．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为5.0×10－5T ，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 ．5.0×10－5T B ．1.0×10－4T C ．8.66×10－5 T D ．7.07×10－5T答案：C5．(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 2B B ．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 ＝Gcos α＝6 N.答案：(1) 3 T (2)6 NB 级提能力7.如图中，金属棒MN 用绝缘细线悬吊在垂直纸面向里的匀强磁场中，电流方向M →N ，此时悬线的拉力不为零，要使悬线的拉力变为零，有以下办法：①将磁场反向，并适当增大磁感应强度 ②将电流反向，并适当增大电流强度③不改变磁场和电流方向，适当增大磁感应强度 ④不改变磁场和电流方向，适当增大电流强度其中正确的是( )A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④解析：通电导线在磁场中受到安培力作用，由公式F ＝BIL 求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向．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 ，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以应适当增加电流强度，或增大磁场，所以③④正确．答案：C8．(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：BEdR－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，BEdR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由闭合电路欧姆定律，得：I＝ER＋R1＋r，②由①②式联立并代入数据，得：R1＝7 Ω. 答案：7 Ω。

高中物理 3.3探究安培力学案(含解析)粤教版选修31

学案2 探究安培力[学习目标定位] 1.知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式F＝BIL 计算安培力的大小.2.理解磁感应强度的定义，掌握磁感应强度的方向.3.知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点.4.知道磁通量的概念，会根据公式Φ＝BS计算磁通量．磁场对电流的作用力称为安培力．法国物理学家安培首先总结出磁场对电流的作用力遵循的规律．一、安培力的方向通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．二、安培力大小1．磁感应强度(1)物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫做磁感应强度，用B表示，则B＝FIL.(2)磁感应强度B是矢量，其方向为该处的磁场方向，单位是特斯拉，符号是T.(3)匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内中间部分的磁场均是匀强磁场.2．安培力在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝BIL.三、磁通量1．磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示，则有Φ＝BS，其中S为平面垂直磁场方向的面积．2．磁通量的单位是韦伯，符号是Wb,1 Wb＝1_T·m2.一、安培力的方向[问题设计]1．在如图1所示的实验中，上下交换磁极的位置，用以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？图1答案力的方向改变与磁场方向有关2．改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？答案力的方向改变与电流方向有关[要点提炼]1．安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系可以用左手定则判断．2．不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面．3．判断电流、磁场方向用安培(右手螺旋)定则，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．二、安培力的大小[要点提炼]1．对磁感应强度的理解(1)磁感应强度的定义式为B＝FIL，是反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，与是否引入电流、引入的电流是否受力及受力大小无关．(2)磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而不是电流受力F的方向．(3)公式B＝FIL成立的条件是电流I与磁场垂直．2．磁感应强度与磁感线的关系：磁感线上每一点的切线方向都与该点磁感应强度的方向一致，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小．3．匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．4．安培力大小的公式表述：(1)当B与I垂直时，F＝BIL.(2)当B与I成θ角时，F＝BIL sin θ，θ是B与I的夹角．(3)当B与I平行时F＝0.5．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图2所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．图2[延伸思考]如图3所示，导线与磁场方向的夹角为θ时，如何计算导线受力的大小？图3答案将B分解到平行导线方向和垂直导线方向的分量，分别研究B的两个分量对导线的作用，可得出F＝ILB sin θ.三、磁通量[问题设计]在磁场中放一面积为S的线框，怎样放置才能使穿过线框的磁感线条数最多？放置方式相同时，磁场强弱不同，穿过线框的磁感线条数是否相同？答案垂直磁场方向放置不相同[要点提炼]1．磁通量的定义式：Φ＝BS，适用条件：磁场是匀强磁场，且磁场方向与平面垂直．2．当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥＝BS cos θ(如图4所示)．图43．磁感应强度B ＝ΦS ，又叫磁通密度．一、对安培力方向的判定例1 画出图5中通电导体棒ab 所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．图5解析题目所给的图是立体图，如果直接把ab棒受到的安培力画在立体图上则较为抽象．为了直观，一般画成平面图，题图中的各个图从外向内看的正视平面图如图所示(此时导体棒ab是一个横截面图，○×表示电流向里，○·表示电流向外)，题图甲中，I与B决定的平面是与纸面垂直的竖直面，安培力方向与这个平面垂直，由左手定则知，安培力的方向为水平向右；题图乙中，I与B决定的平面是与水平方向成θ角的垂直纸面的平面，安培力方向与这个平面垂直，指向右下方；题图丙中，I和B决定的平面是垂直斜面的平面，安培力方向与斜面平行，指向右上方．甲乙丙答案见解析规律总结 1.判断安培力的方向，要先明确磁场的方向和电流的方向，用左手定则判断，不要“习惯性”地错用右手．实际上左手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系，知道其中任意两个方向，可以由安培定则判断第三个方向．2．分析安培力方向时，左手定则和安培定则往往同时使用，要特别注意它们的不同：安培定则用来判断电流的磁场方向，用右手；左手定则用来判断电流的受力方向，用左手．二、对磁感应强度概念及公式的理解例2 (单选)关于磁感应强度，下列说法正确的是( )A．由B＝FIL可知，B与F成正比，与IL成反比B．通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B＝0)D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析磁感应强度B＝FIL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关．故选D.答案 D三、对安培力大小的计算例3 (单选)长度为L、通有电流I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是( )解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BIL cos θ，A 正确； B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误； C图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误．答案 A规律总结 1.当磁场方向与电流方向垂直时安培力F＝ILB，如果磁场方向和电流方向不垂直，公式应变为F＝ILB⊥，B⊥是B在垂直于电流方向的分量．2．如果通电导线是弯曲的，则要用其等效长度代入公式计算．3．如果是非匀强磁场，原则上把通电导线分为很短的电流元，对电流元用安培力公式，然后求矢量和．四、对磁通量认识及计算例4 如图6所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为__________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量是__________．图6解析初始位置Φ1＝BS ；框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos 60°＝12BS ；框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BS cos 90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS )－BS |＝2BS .答案 BS 12BS 0 2BS。