2021届高三物理一轮复习电磁学磁场安培力专题练习

2021届高三物理一轮复习电磁学磁场安培力专题练习
一、填空题
1．课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。

这个实验现象说明_________（选填“磁场可以产生电流”“电路产生磁场”或“磁场对电流有力的作用”），利用这种现象制
成的是_________（选填“电动机”或“发电机”）。

2．如图所示，在匀强磁场中，有一段通电直导线垂直磁场方向放置．当导线中通以水平向右的电流时，它受到的安培力方向为垂直导线________（填“向上”或“向下”）．如果磁感应强度增大到原来的3倍，其它条
件保持不变，则导线受到的安培力大小为原来的___ 倍．
3．磁场对通电导线的作用力叫________，磁场对运动电荷的作用力叫_________。

安培力是洛伦兹力的
__________，判断安培力和洛伦兹力的方向都要用定则。

4．如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，导线中通有顺时针方向大小为I 的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆右端，轻杆左端通过竖直的弹簧与地面相连，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动．在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为______；弹
簧受到的拉力为_______．
5．如图所示，水平放置的均匀导体棒长为20cm，将它置于竖直向的匀强磁场中，磁场的磁感强度B=0.05T，
棒中通有电流I=2A ，则导体棒所受的安培力的大小为
N，方向．
6．如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab 和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力．由此可知Ⅰ是_____________极，a点电势
____________________（填“高于”或“低于”）b点电势．
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7．简单的直流电动机有定子和_________子两部分组威，其中一个是永久磁铁，那么另一个就是________。

安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫______，它必须通过_______与电源相连接。

8．如图，倾角θ的光滑斜面上，置一通有电流I，长L、质量为m的导体棒，欲使棒静止在斜面上，则外加的最小的磁感强度B=_____________，方向是_____________.
9．在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯折成直角的金属导线，导线中通有如图所示方向的电流，电流强度为I，磁场的磁感应强度为B。

要使该段导线保持静止不动，应在b点加一大小为_______________牛顿
的力，其方向为_________。

10．若某通电导线长度为L，电流大小为I，放在磁场强度为B的磁场中，当导线与磁场线平面平行时，所受安培力F为___________；当导线与磁场线平面垂直时，所受安培力F为___________。

11．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量为2.0g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到6km/s。

若这种装置的轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为_____T，磁场力的最大功率P=_____W（轨道摩擦不计）。

12．如图，在同一水平面内的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量3.6kg的金属棒放在宽为2m的导轨上当金属棒中通以5A的电流时，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2
8m/s的加速度，则磁场的磁感强度为_______T.
13．如图，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架，三边的长度分别为3L）4L和5L，电阻丝L长度的电阻为r．该框架与一电动势为E、内阻为r的电源相连通，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为________，方向是__________）
14．长为L的水平通电直导线放在倾角为θ的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I2时导线平衡，那么样I1）I2= _________ ）
15．如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量
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m =0.2kg ，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M =0.3kg ，棒与导轨间的动摩擦因数µ=0.5，匀强磁场的磁感应强度B =2T ，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入____A 的电流，方向__________。

二、解答题
16．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1cm ，电流为0.5A ，所受的磁场力为5×10-4N. ）1）该位置的磁感应强度多大？
）2）若将该通电导线中的电流改为1.2A ，其所受到的磁场力多大？
17．如图所示，在倾角为30θ=︒的斜面上，固定一宽L）0.25m 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）12V）内阻1r =Ω）一质量m）20g 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）0.80T 、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2
10g m s =，要保持金属棒在导轨上静止，求：
(1)金属棒所受到的安培力的大小．(2)通过金属棒的电流的大小．
18．在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵．某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的，图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B） 方向与导管垂直，让电流I 按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B 垂直．设导管截面高为a） 宽为b） 导管有长为l 的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进．整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的．
(1)假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p 与上述各量的关系式；
(2)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q ） 单位体积内参与导电的自由电荷数为n） 求在横穿液态钠的电流I 的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度v .
1 / 5 参考答案
1．磁场对运动电荷有力的作用 电动机 2．向上 3 3． 安培力 洛伦兹力
兹力 宏观表现;左手 4．2
2
BL mg nBIL + 5．0.02，垂直纸面向外 6．S 高于 7．转 线圈 换向器 电刷 8．sin θmg IL
垂直于斜面向上 9
与ab 、bc 成45°角斜向上 10．0 BIL 11．18 2.16×106 12．4.8 13．6047BEL r 垂直于ac 斜向上 14．1）cos θ 15．2A a b →
16．）1）0.1T）2）1.2×10−3N 17．(1) 0.1N ，(2)0.5A. 18．(1)Q =qnblvt ；(2)v =I nqbl。