《探究安培力》同步練習(xí)4

探究安培力 、單項(xiàng)選擇題 1 ?磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉 （T），與它等價(jià)的是（ N A- A ?m N-A B. C. m N 2 A ?m 答案：A 以自由移動(dòng)的 2 ?如圖所示，固定的長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直放置，通以豎直向上的直流電?在導(dǎo)線右側(cè)放一可 矩形通電線框，它們?cè)谕黄矫鎯?nèi)，則線框的運(yùn)動(dòng)情況是 （ ） A. 線框平動(dòng)，遠(yuǎn)離直導(dǎo)線 B. 線框平動(dòng)，靠近直導(dǎo)線 C. 從上向下看線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并靠近直導(dǎo)線 D. 從上向下看線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并遠(yuǎn)離直導(dǎo)線 答案：B 3 .下圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度 B,電流I和安培力F之間的方向關(guān)系錯(cuò)誤的是 （ ） H ® / X X X X 解析：根據(jù)左手定則，F(xiàn) —定垂直于I和L, D錯(cuò)誤. 答案：D 4 ?一段長(zhǎng)0.2 m通過2.5 A電流的直導(dǎo)線，關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力 F的情 況，正確的是（ ） A. 如果B= 2 T , F 一定是1 N B. 如果F= 0, B也一定為零 C. 如果B= 4 T , F有可能是1 N D. 如果F有最大值時(shí)，通電導(dǎo)線一定與 B平行 解析：當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí)， F= BIL，力最大，當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行放置時(shí)， F= 0，當(dāng)導(dǎo) 線與磁場(chǎng)方向成任意其他角度放置時(shí)， 0<F<BIL, A、D兩項(xiàng)不正確，C項(xiàng)正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場(chǎng)本身的 性質(zhì)，與受力F無關(guān)，B不正確. 答案：C 二、雙項(xiàng)選擇題 5?如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源 E,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角 0 = 30° 金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)磁場(chǎng) 方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿 ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采取的措 施是（ ） A. 增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 B B. 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻減小 C. 增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角 0 D. 將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變 解析：對(duì)金屬桿受力分析，沿導(dǎo)軌方向： Bfd— mgsin 0 = 0，若想讓金屬桿向上運(yùn)動(dòng)，則 B£d增大，A R R 項(xiàng)正確；電阻減小，增大，則B項(xiàng)正確；若增大 0，則mgs in 0增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若電流反向，則金 R 屬桿受到的安培力反向， D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案：AB 6?質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為 0的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為 d，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩， 有垂直于紙面向里的電流通過桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上.在如下圖所示的 A、B C、D四個(gè)圖中，桿與導(dǎo) 軌間的摩擦力一定不為零的是 （ ） 解析：對(duì)通電桿進(jìn)行受力分析如下: A BI LA mg D 根據(jù)平衡條件可 以判斷出C和D一定受到摩擦力的作用，正確選項(xiàng)為 C D?此題要求考生能夠?qū)ν? 桿進(jìn)行正確的受力分析，并根據(jù)平衡條件進(jìn)行判斷. 答案：CD 7 ?首先對(duì)電磁作用力進(jìn)行研究的是法國(guó)科學(xué)家安培?如右圖所示的裝置，可以探究影響安培力大小 的因素，實(shí)驗(yàn)中如果想增大導(dǎo)體棒 AB擺動(dòng)的幅度，可能的操作是 （ ） A. 把磁鐵的N極和S極換過來 B. 增大通過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度 I C. 把接入電路的導(dǎo)線從②、③兩條換成①、④兩條 D. 更換磁性較小的磁鐵 B、C正確. 解析：安培力的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比，與電流強(qiáng)度成正比，與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比, 答案：BC &南極考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近用彈簧秤豎直懸掛一未通電螺線管，如右圖所示，下列說法正確 A.若將a端接電源正極， b端接電源負(fù)極，則 彈簧秤示數(shù)將減小 B.若將a端接電源正極， b端接電源負(fù)極，則彈簧秤示數(shù)將增大 C.若將b端接電源正極, a端接電源負(fù)極，則彈簧秤示數(shù)將增大 D.若將b端接電源正極， a端接電源負(fù)極，則彈簧秤示數(shù)將減小 的是（ ） 解析：分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否變化或怎樣變化， 關(guān)鍵在于確定螺線管與電、 磁場(chǎng)之間的作用情況.一 方面，可以將地球等效處理為一個(gè)大磁鐵，地球南極相當(dāng)于磁鐵的 N極，因而在南極附近地磁場(chǎng)方向近似 豎直向上；另一方面，可利用安培定則確定通電螺線管在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，再根據(jù)“同名磁極相斥， 異名磁極相吸”原理可判斷螺線管與地磁場(chǎng)之間的作用情況. 答案：AC 三、非選擇題（按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須 明確寫出數(shù)值和單位） 9 .如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為 L= 20 cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m= 10 g，電阻R= 8 Q,勻強(qiáng) 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0.8 T，方向豎直向下，電源電動(dòng)勢(shì) E= 10 V，內(nèi)阻r = 1 Q,當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)，MN 恰好平衡，求變阻器 Ri的取值為多少？（設(shè)0 = 45°, g取10 m/s 2） 解析：先根據(jù)左手定則判定安培力的方向，然后根據(jù)平衡條件列方程，再利用安培力公式以及閉合電 路歐姆定律進(jìn)行求解. 金屬棒平衡時(shí)的平面受力圖如圖所示. 當(dāng)MN平衡時(shí)，有： mgs in 0 — BILcos 0 = 0，① 由閉合電路歐姆定律，得：I = E/(R + R + r)，② 由①②式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得： R = 7 Q . 答案：7 Q 點(diǎn)撥：改變觀察角度，畫出平面受力圖，可使問題更便于分析. 10.如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為 0，處在豎直向下勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為 E、內(nèi)電 阻為r的直流電源，電路中除電阻 R外其余電阻不計(jì)；將質(zhì)量為 m長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒放在 平行導(dǎo)軌上恰 好能夠處于靜止?fàn)顟B(tài)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B. 解析：以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，對(duì)其受力分析如圖所示, 可得：BIL = mgtan 0 , I = E/(R + r), 解得：B= mg(R+ r)tan 0 /EL. 答案：mg(R+ r)tan 0 /EL 11.如圖所示，PQ和MN為水平、平 行放置的金屬導(dǎo)軌，相距 L = 1 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒 的質(zhì)量為 m= 0.2 kg，棒的中點(diǎn)用細(xì)線經(jīng)滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量 M= 0.3 kg，棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因 數(shù)卩=0.5，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0.2 T ,方向豎直向下，為使物體勻速上升，應(yīng)在棒中通入多大的 2 電流？方向如何？ (g取10 m/s ) 解析：對(duì)導(dǎo)體ab,由平衡條件得：Fn— mg= 0, BIL — f — F= 0, 對(duì)物體，由平衡條件得: 又 f = [1 Fn, 聯(lián)立以上四式解得I = 20 A，由左手定則知電流方向應(yīng)為由 a到b. 答案：20 A 從a流向b