粤教版高二物理选修3-1第三章第四节 安培力的应用检测题

第三章第四节安培力的应用

1．(多选)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，下列说法正确的是()

A．该磁场的磁感应强度的大小处处相等，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．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度的大小都相等

解析：磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间均匀辐向分布的磁场，使线圈平面始终与磁感线平行，故C项正确．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度的大小处处相等，但方向不同，故A、B错误，D项正确．

答案：CD

2．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F a、F b，可判断这两段导线()

A．相互吸引，F a＞F b B．相互排斥，F a＞F b

C．相互吸引，F a＜F b D．相互排斥，F a＜F b

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：D

3.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时，则()

A．两环静止不动B．两环互相靠近

C．两环互相远离D．两环同时向左运动

解析：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两线圈的运动情况是相互靠近．故B正确，A、C、D错误．

答案：B

4.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：D

5．如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，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，通电直导线所受磁场力的方向是()

A．竖直向上B．竖直向下

C．水平向里D．水平向外

解析：带负电荷的橡胶盘顺时针转动，形成逆时针方向的电流，由安培定则得圆盘转动产生的磁场方向竖直向上，再由左手定则判断得通电直导线所受磁场力方向水平向里．

答案：C

B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上，则有F安＝mg sin θ－f，而F安＝BIL，则f＝mg sin θ－F安，I增大，f减小；当f减小到0后，F安＞mg sin θ，f反方向，I增大，f增大．

答案：B

7.如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()

A B C D

解析：因为磁场相同，导体中电流大小一样，根据F＝BIL知，导体的有效长度越大，磁场有微变时产生的安培力越大，导致天平失去平衡，图中A对应的有效长度最大．

答案：A

8.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直．当导线中通以垂直纸面向里的电流

时，用F N表示磁铁对桌面的压力，F静表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是()

A．F N减小，F静＝0 B．F N减小，F静≠0

C．F N增大，F静＝0 D．F N增大，F静≠0

解析：如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.

答案：C

9.如图所示，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 ＝BId ，

由牛顿第二定律，得F sin α＝ma ，导体棒ab 中的电流I ＝E R

，得a ＝BEd sin αmR

. 答案：BEd sin αmR

10.如图所示，长为L 、质量为m 的导体棒ab ，置于倾角为θ的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从b 向a 的电流，电流为I ，重力加速度为g .

(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B 的大小；

(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．

解析：(1)根据共点力平衡得mg tan θ＝BIL ，

得B ＝mg tan θIL

. (2)根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小．此时

mg sin θ＝BIL ，解得B ＝mg sin θIL

，