安培力综合练习题---经典-(含答案详解)

安培力综合练习题---经典-(含答案详解)

安培力作用下导体的运动

图355

1．两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355所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是()

A．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

安培力作用下导体的平衡

图356

2．如图356所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应

强度的大小、方向为( )

A.mg Il tan θ，竖直向上

B.mg Il tan θ，竖直向下

C.mg Il sin θ，平行悬线向下

D.mg Il sin θ，平行悬线向上

答案 D

解析 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形

可知，安培力的最小值为F min＝mg sin θ，即IlB min

＝mg sin θ，得B min＝mg

Il sin θ，方向应平行于悬线向上．故选D.

安培力和牛顿第二定律的结合

图357

3．澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图357所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度(轨道摩擦不计)

答案55 T

解析由运动学公式求出加速度a，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出B.

根据2ax＝v2t－v20得炮弹的加速度大小为a＝v2t

2x

＝(10×103)2

2×100

m/s2＝5×105 m/s2.

根据牛顿第二定律F＝ma得炮弹所受的安培力F＝ma＝2.2×10－3×5×105 N＝1.1×103 N，

而F＝BIL，所以B＝F

IL ＝1.1×103

10×2

T＝55 T.

(时间：60分钟)

题组一安培力作用下导体的运动

图358

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388所示的电路图．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

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．

图359

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359所示．下列哪种情况将会发生()

A．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的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选项对．

3.

图3510

(2013·贵州五校联考)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3510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受磁场力方向后的运动情况为()

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

答案 D

解析本题考查安培定则以及左手定则，意在考查学生对安培定则以及左手定则的应用的理解，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．可以判断导线受磁场力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．

图(a)图(b)

图3511

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3511所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将()

A．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L1、L2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极应指向该点环形电流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