安培與安培力習(xí)題集

安培力習(xí)題課例1：如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)圖示方向電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（從上往下看）：（）A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升解析：根據(jù)蹄形磁鐵磁感線分布和左手定則可判斷A端受垂直紙面向里的安培力，B端受垂直紙面向外的安培力，故導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；假設(shè)導(dǎo)線自圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°，由左手定則可知，導(dǎo)線AB受豎直向下安培力作用；導(dǎo)線下降，故導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，所以本題答案應(yīng)選：C。例2：在同一平面內(nèi)有兩根平行的通電導(dǎo)線a與b，關(guān)于它們相互作用力方向的判斷．正確的是（）A．通以同向電流時(shí)，互相吸引B．通以同向電流時(shí)，互相排斥C．通以反向電流時(shí)，互相吸引D．通以反向電流時(shí)，互相排斥解析：設(shè)兩導(dǎo)線中都通以向上的同向電流．根據(jù)安培定則，導(dǎo)線a中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在其右側(cè)都垂直紙面向內(nèi)．這個(gè)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線b的作用力Fab的方向，由左手定則可判知，在紙面內(nèi)向左．同理，導(dǎo)線b中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在其左側(cè)都垂直紙面向外，它對(duì)導(dǎo)線a的作用力Fba的方向在紙面內(nèi)向右．結(jié)果，兩導(dǎo)線互相吸引（圖2）．若其中b導(dǎo)線的電流反向（即兩導(dǎo)線中通以反向電流），則a導(dǎo)線的右邊垂直紙面向內(nèi)的磁場(chǎng)對(duì)b導(dǎo)線的作用力F′ab的方向在紙面內(nèi)向右；同理b導(dǎo)線的左邊垂直紙面向內(nèi)的磁場(chǎng)對(duì)a導(dǎo)線的作用力F′ba的方向在紙面內(nèi)向左．結(jié)果，兩導(dǎo)線互相排斥．（圖3）所以本題答案應(yīng)選：AD例3.在傾角θ=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)ε=12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池．垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖1）．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？框架與棒的電阻不計(jì)，g=10m／s2．〔分析〕金屬棒受到四個(gè)力作用：重力mg，垂直框面向上的支持力N，沿框面向上的安培力F，沿框面的摩擦力f．金屬棒靜止在框架上時(shí)，摩擦力f的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮．解析：當(dāng)變阻器R取值較大時(shí)，I較小，安培力F較小，在金屬棒重力分力mgsinθ作用下使棒有沿框架下滑趨勢(shì)，框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向上（圖2）．金屬棒剛好不下滑時(shí)滿足平衡條件當(dāng)變阻器R取值較小時(shí)，I較大，安培力F較大，會(huì)使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑趨勢(shì)．因此，框架對(duì)棒的摩擦力沿框面向下（圖3）．金屬棒剛好不上滑時(shí)滿足平衡條件所以滑動(dòng)變滑器R的取值范圍應(yīng)為1.5Ω≤R≤4.8Ω．例4.如圖所示，傾角為的光滑斜面上，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I，電流方向垂直紙面向外．在圖中加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可使導(dǎo)線平衡，試求：最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多少？方向如何？解析：導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力（安培力）F與垂直時(shí)，F(xiàn)有最小值，如圖，即安培力方向平行于斜面向上，又因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)體棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時(shí)，安培力最大，故本題所求最小磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向?yàn)榇怪毙泵嫦蛳拢才嗔α?xí)題1．一束帶電粒子沿水平方向飛過(guò)小磁針上方，并與磁針指向平行，能使磁針的S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，如圖1所示，那么這束帶電粒子可能是（）A．向右飛行的正離子束B(niǎo)．向左飛行的正離子束C．向右飛行的負(fù)離子束D．問(wèn)左飛行的負(fù)離子束2．在圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的方向，其中正確的是（）BBFIABIFBIBFCIBFD 電流向右3．如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在它的左上方固定一直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，若給導(dǎo)線通以垂直于紙面向里的電流，則（）A、磁鐵對(duì)桌面壓力增大B、磁場(chǎng)對(duì)桌面壓力減小C、桌面對(duì)磁鐵沒(méi)有摩擦力D、桌面對(duì)磁鐵摩擦力向右4．有一小段通電導(dǎo)線，長(zhǎng)為1cm，電流強(qiáng)度為5A，把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn)，受到的磁場(chǎng)力為0.1N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是（）A．B=2T B．B≤2TC．B≥2T D．以上情況都有可能Bθ5．如圖所示，一長(zhǎng)L的直導(dǎo)線通以大小為I的電流，放在垂直于導(dǎo)線的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則導(dǎo)線所受安培力大小為（BθA．BLIsinθ B．BLIcosθC．BLI/sinθ D．BLI6．在赤道上某處有一豎直直立的避雷針，當(dāng)帶有正電荷的烏云經(jīng)過(guò)避雷針的上方并通過(guò)避雷針形成電流時(shí)，地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力的方向?yàn)椋ǎ〢．向東 B．向南 C．向西 D．向北7．兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中AB固定，CD可自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖1所示電流后，CD導(dǎo)線將（）A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ABB.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)ABC.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)ABD.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近AB8.質(zhì)量為m長(zhǎng)度為l的導(dǎo)體棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上。通過(guò)MN的電流強(qiáng)度為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與導(dǎo)軌平面呈θ斜向上，如圖所示。求MN受到的支持力和摩擦力。αMNαabRB9．如圖所示，寬為l的金屬框架和水平面夾角為α，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面．導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為dαMNαabRBθI10．如圖所示，傾角為θ的光滑斜面上，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的通電導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為I，電流方向垂直紙面向外．在圖中加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，可使導(dǎo)線平衡，試求：最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度BθI 甲 乙

問(wèn)題2.對(duì)于安培力計(jì)算式的深層理解：例1.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流強(qiáng)度為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求各導(dǎo)線所受到的安培力。解析：本題考查對(duì)安培力大小計(jì)算公式的正確理解，為磁場(chǎng)在垂直導(dǎo)線電流方向的分量，B為有效磁場(chǎng)，或者，其中為垂直于磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度。A圖中，這時(shí)不能死記公式，而寫(xiě)成，要理解公式本質(zhì)是有效長(zhǎng)度或有效磁場(chǎng)，正確分解。B圖中，B⊥I，不論導(dǎo)線再怎么放，也在紙平面內(nèi)，故。C圖是兩根導(dǎo)線組成的折線abc，整體受力實(shí)質(zhì)上是兩部分直導(dǎo)線分別受力的矢量和，其有效長(zhǎng)度為ac（即從a→c的電流）。故。同理，從a→b的半圓形電流，分析圓弧上對(duì)稱(chēng)的每一小段電流，受力抵消合并后，其有效長(zhǎng)度為ab，。所以，，可以推廣到任意形狀的導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力計(jì)算。若在D圖中，用導(dǎo)線將ab接通形成閉合線圈，則ab弧受力與ba直徑電流受力方向剛好相反，故合力為零。所以，閉合的通電線圈受安培力為零。E圖中，。

變式1：通電的三角形閉合線框處在與其表面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，則線框所受安培力為A.零B.方向垂直ab邊向外C.方向垂直bc邊向外D.條件不充分，無(wú)法求解答案：A

3、判斷安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的常規(guī)方法：（1）電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，運(yùn)用左手定則判斷出每小段電流元受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向。（2）特殊位置法：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。（3）等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管。通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析。（4）利用結(jié)論法：①兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)，利用這些結(jié)論分析，可事半功倍。

問(wèn)題3、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向的判斷問(wèn)題：例2.兩條直導(dǎo)線互相垂直，如圖甲所示，但相隔一個(gè)小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)直流電流按圖乙所示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將（）A.不動(dòng)B.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABC.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABD.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABE.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB答案：E

變式：如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在磁鐵右上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線。當(dāng)導(dǎo)線中通以由外向內(nèi)的電流時(shí)（）A.磁鐵受到向左的摩擦力，磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B.磁鐵受到向右的摩擦力，且對(duì)桌面的壓力減小C.磁鐵受到向左的摩擦力，且對(duì)桌面的壓力增大D.磁鐵不受摩擦力，對(duì)桌面的壓力不變答案：A

4、安培力作用下的物體平衡：（1）有安培力參與的物體平衡，此平衡與前面所講的物體平衡一樣，也是利用物體平衡條件解題，其中安培力是眾多受力中的一個(gè)。（2）與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目。主要應(yīng)用：①全電路歐姆定律；②安培力求解公式F＝BIL；③物體平衡條件。（3）在安培力作用下的物體平衡的解題步驟和前面我們學(xué)習(xí)的共點(diǎn)力平衡相似，一般也是先進(jìn)行受力分析，再根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列出平衡方程。其中重要的是在受力分析過(guò)程中不要漏掉了安培力。安培力作為通電導(dǎo)線所受的外力參與受力分析，產(chǎn)生了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡、加速及做功問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題與力學(xué)知識(shí)聯(lián)系很緊，解題時(shí)，把安培力等同于重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)力；對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，注意安培力大小和方向的確定；求解時(shí)注意運(yùn)用力學(xué)中靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及功和能等有關(guān)知識(shí)解此類(lèi)題可以有效地培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力，必須引起重視。

問(wèn)題4.安培力作用下的物體的平衡、極值問(wèn)題。例3.如圖所示，通電直導(dǎo)線ab質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l水平地放置在傾角為的光滑斜面下，通過(guò)圖示方向的電流，電流強(qiáng)度為I，要求導(dǎo)線ab靜止在斜面上。

（1）若磁場(chǎng)的方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則磁感應(yīng)強(qiáng)度如何？解析：本題的關(guān)鍵是分析導(dǎo)線的受力情況，那么怎樣將立體情形轉(zhuǎn)化為平面情形？（1）若磁場(chǎng)方向豎直向上，從a向b觀察，導(dǎo)線受力情況如圖所示。由平衡條件得：在水平方向上；在豎直方向上，其中F＝BIL。聯(lián)立可解得：。（2）若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則一方面應(yīng)使磁場(chǎng)方向與通電導(dǎo)線垂直，同時(shí)另一方面調(diào)整磁場(chǎng)方向使與重力、支持力合力相平衡的安培力最小。如圖由力的矢量三角形討論可知，當(dāng)安培力方向與支持力垂直時(shí)，安培力最小，對(duì)應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，設(shè)其值為，則：根據(jù)左手定則判定知，該磁場(chǎng)方向垂直斜面向上。

變式1：如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是（）。A.，方向垂直斜面向上B.，方向垂直斜面向下C.，方向垂直斜面向下D.，方向垂直斜面向上答案：A

變式2：如圖所示，MN、PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，直導(dǎo)線ab與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間距，其電阻為，導(dǎo)軌所在區(qū)域處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度。電池電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)電阻，電阻，開(kāi)關(guān)S接通后直導(dǎo)線ab仍靜止不動(dòng)。求直導(dǎo)線ab所受的摩擦力的大小和方向。解：導(dǎo)線處于平衡狀態(tài)，受力分析如下圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電阻R與導(dǎo)線ab并聯(lián)，ab兩端的電壓為。通過(guò)ab的電流為導(dǎo)線ab所受的安培力F為由平衡條件可得所以導(dǎo)線所受的摩擦力大小為0.048N，方向水平向左。

【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘）1.下列說(shuō)法中正確的是（）A.磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到磁場(chǎng)力F與該導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、通過(guò)的電流I乘積的比值即B.通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C.磁感應(yīng)強(qiáng)度只是定義式，它的大小取決于場(chǎng)源以及磁場(chǎng)中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的方向無(wú)關(guān)D.通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)的方向2.如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度，天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈。寬度為l，共N匝，線圈下端懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面。當(dāng)線圈中通有電流I（方向如圖）時(shí)，在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為的砝碼，天平平衡，當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡，由此可知（） A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為mg/2NIlC.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NIl3.關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力F的方向與磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向和電流的方向之間的關(guān)系。下述說(shuō)法正確的是（）A.F、B、I三者總是互相垂直的B.F總與B和I垂直，但B、I之間可以不垂直C.B總與F和I垂直，但F、I之間可以不垂直D.I總與F和B垂直，但F、B之間可以不垂直4.如圖所示，兩個(gè)同樣的通電導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛相隔一小段距離，當(dāng)同時(shí)給兩導(dǎo)線環(huán)通以同向電流時(shí)，兩導(dǎo)線環(huán)將（）A.吸引 B.排斥C.保持靜止 D.邊吸引邊轉(zhuǎn)動(dòng)5.通電矩形導(dǎo)線框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab邊與MN平行，關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，下列敘述正確的是（）A.線框有兩條邊所受的安培力方向相同B.線框有兩條邊所受的安培力大小相同C.線框所受安培力的合力朝左D.cd所受安培力對(duì)ab邊的力矩不為零6.一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的線圈和一個(gè)固定的線圈互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都通過(guò)如圖所示方向的電流時(shí)，則從左向右看，線圈將（）A.不動(dòng) B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.向紙外平動(dòng)7.如圖所示，一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以（）A.將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負(fù)極B.將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負(fù)極C.將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負(fù)極D.將a、c端接在交流電源的一端，b、d接在交流電源的另一端8.在一根長(zhǎng)為0.2m的直導(dǎo)線中通入2A的電流，將導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則導(dǎo)線受到的安培力的大小可能是（）A.0.4N B.0.2N C.0.1N D.0

【試題答案】1.C 提示：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)方向?qū)Ь€所受磁場(chǎng)力才最大，本題A項(xiàng)未注明導(dǎo)線放置的方向，所以是錯(cuò)誤的。通電導(dǎo)線若放置方向與電流平行時(shí)，也不受磁場(chǎng)力作用，所以B選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。在磁場(chǎng)場(chǎng)源穩(wěn)定的情況下，磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（含大小和方向）都是惟一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流導(dǎo)線無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C正確。根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.B提示：由于當(dāng)電流反向時(shí)，右邊需再加砝碼，可判定電流反向后，安培力方向向上，因此在圖示電流方向時(shí)安培力方向向下，此時(shí)：，電流反向后：。由以上兩式可得：即，再由左手定則可判定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铩?.B提示：安培力的方向總是垂直于B和I所決定的平面，但是B與電流方向不一定垂直。4.A提示：由同向電流相互吸引，可得A正確，也可用等效法分析。5.B、C提示：直線電流的磁場(chǎng)隨距離增大而減弱，由右手螺旋定則可判斷矩形線框所在處的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向里。再由左手定則可判斷各邊受力方向，A錯(cuò)。a、b邊所在處磁場(chǎng)較強(qiáng)，而cd邊所在處磁場(chǎng)較弱。所以這兩個(gè)邊由F=BIL可知安培力的大小是不相等的。Ab邊安培力較大，方向向左，線框合力向左，C項(xiàng)正確，而bc與ad平均磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，兩邊的安培力的大小相等，B正確。cd邊安培力的方向向右，并過(guò)ab邊，其力矩為零，D不正確。6.C提示：解法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流L1、L2間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可判斷出L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。解法二：把線圈L1等效成小磁針，如下圖所示，線圈L2在線圈L1所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，等效的小磁針N極的受力方向與所在區(qū)域磁場(chǎng)方向一致，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。解法三：把線圈L1沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成前后兩部分，前一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向上，后一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向下，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。7.A、B、D提示：將a接正極b接負(fù)極，電流方向?yàn)?，c接正極，d接負(fù)極，由右手螺旋定則可知，線圈上端為N極。由左手定則判定MN向外運(yùn)動(dòng)，A正確。b接正極時(shí)電流方向?yàn)?，d接正極由右手螺旋定則可知線圈下端為N極，因此由左手定則可判定MN向外運(yùn)動(dòng)，B正確。a接正極電流方向?yàn)?，d接正極可知線圈下端為N極，由左手定則可判定MN向里運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤。8.B、C、D提示：因?yàn)樽畲蟮陌才嗔Γ钚〉陌才嗔?，故高中學(xué)生學(xué)科素質(zhì)訓(xùn)練系列試題高二上學(xué)期物理單元測(cè)試磁場(chǎng)試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分.共100分，時(shí)間90分鐘.第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分．1．下列說(shuō)法中正確的是 （） A．磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的 B．磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周?chē)帕谐龅那€ C．磁場(chǎng)的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受磁場(chǎng)作用力的方向 D．因?yàn)?，所以某處磁感?qiáng)度的大小與放在該處的小段通電導(dǎo)線IL乘積成反比2．下列關(guān)于磁電式電流表的說(shuō)法中正確的是 （）ONS圖1ONS圖1 B．磁電式電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度的大小與被測(cè)電流的大小成反比 C．磁電式電流表的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，缺點(diǎn)是允許通過(guò)的電流很弱 D．磁電式電流表的工作原理是安培力對(duì)通電線框的轉(zhuǎn)動(dòng)作用3．如圖1所示，蹄形磁體用懸線懸于O點(diǎn)，在磁體的正下方有一 水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁 體的運(yùn)動(dòng)情況將是 （）A．靜止不動(dòng) B．向紙外運(yùn)動(dòng) C．N極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，S級(jí)向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) D．N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，S級(jí)向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)圖2+圖2++++++++++AB左右 勻分布的正電荷，當(dāng)它們沿各自的直線向相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，絕緣線B所 受磁力的方向是 （） A．垂直紙面向里 B．垂直紙面向外 C．在紙面內(nèi)，方向向左 D．在紙面內(nèi)，方向向右5．兩根通電的長(zhǎng)直導(dǎo)線平行放置，電流分別為I1和I2，且I1>I2，電流的方向如圖3所示，在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點(diǎn)，其中a、b在導(dǎo)線橫截面連線的延長(zhǎng)線上，c、d在導(dǎo)線橫截面連線的垂直平分線上，則導(dǎo)體中的電流在這四點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是（）abcdI1abcdI1I2×圖3 C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)圖46．如圖4所示，一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方，圖4 MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向 外運(yùn)動(dòng)，可以 （） A．將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負(fù)極 B．將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負(fù)極 C．將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負(fù)極 D．將a、c端接在交流電源的一端，b、d端接在交avbavbI圖57．在圖5中，水平導(dǎo)線中有電流I通過(guò)，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將 （） A．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓 B．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越大 C．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來(lái)越小abcdabcda/b/c/d/圖68．如圖6所示，虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，ab=2bc，磁場(chǎng)方向垂直于紙面；實(shí)線框是一正方形導(dǎo)線框，邊與ab邊平行.若將導(dǎo)線框勻速地拉離磁場(chǎng)區(qū)域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出過(guò)程中外力所做的功，W2表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過(guò)程中外力所做的功，則 （） A．W1=W2 B．W2=2W1C．W1=2W2 D．W2=4W19．目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖7所示表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷．在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說(shuō)法正確的是（） A．A板帶正電 B．有電流從B經(jīng)用電器流向A C．金屬板A、B間的電場(chǎng)方向向下 D．等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場(chǎng)力圖810．回旋加速器是獲得高能帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高圖8 頻交流電源的兩極相連的兩個(gè)D形盒，兩盒間的狹縫中形成周期 性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬 盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖8所示，關(guān)于回旋加速器 的下列說(shuō)法正確的是（） A．狹縫間的電場(chǎng)對(duì)粒子起加速作用，因此加速電壓越大，帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能越大 B．磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的洛侖茲力對(duì)粒子不做功，因此帶電粒子從D形盒射出時(shí)的動(dòng)能與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱無(wú)關(guān) C．帶電粒子做一次圓周運(yùn)動(dòng)，要被加速兩次，因此交變電場(chǎng)的周期應(yīng)為圓周運(yùn)動(dòng)周期的二倍 D．用同一回旋加速器分別加速不同的帶電粒子，一般要調(diào)節(jié)交變電場(chǎng)的頻率第Ⅱ卷（非選擇題共60分）二、本題共4小題，共16分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.圖11××××××××圖11×××××××××300300圖10圖912．如圖11所示所在通電螺絲管內(nèi)部中間的小磁針，靜止時(shí)N極指向右端，則電源的c端為_(kāi)________極(填“正”或“負(fù)”)，螺線管的a端為_(kāi)________極(填“南”或“北”).圖1213．如圖12所示，將截面為正方形的真空腔abcd放置在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.若有一束具有不同速率的電子由小孔a沿ab方向射入磁場(chǎng)，打在腔壁上被吸收，則由小孔c和d射出的電子的速率之比_______；通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間之比為。圖1214．電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖13所示。1982年澳大利亞制成了能把2.2kg的彈體（包括金屬桿EF的質(zhì)量）加速到10km/s的電磁炮（常規(guī)炮彈的速度約為2km/s）。若軌道寬為2m，長(zhǎng)100m，通過(guò)的電流為10A，則軌道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為；磁場(chǎng)力的最大功率為（軌道摩擦不計(jì)）。三、本題共4小題，滿分44分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明．方程式和重要演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.圖1315．（8分）質(zhì)譜儀的構(gòu)造如圖13所示，離子從離子源出來(lái)經(jīng)過(guò)板間電壓為U的加速電場(chǎng)后進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而達(dá)到記錄它的照相底片上，測(cè)得圖中PQ的距離為L(zhǎng)，則該粒子的荷質(zhì)比q/m為多大?圖13圖1516．（12分）在傾角=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)E=12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池．垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)為，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T的垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（如圖15）．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，框架與棒的電阻不計(jì)，g＝10m/s2）圖15圖16圖1617．（12分）豎直的平行金屬平板A、B相距d，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間電壓為Ｕ。垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)只分布在兩板之間，如圖16所示。帶電量為＋q的油滴從正上方下落并在兩板中央進(jìn)入板內(nèi)空間。已知?jiǎng)傔M(jìn)入時(shí)電場(chǎng)力大小等于磁場(chǎng)力大小，最后油滴從一板下端點(diǎn)離開(kāi)，求油滴離開(kāi)場(chǎng)區(qū)時(shí)速度的大小。18．（