1.1磁场对通电导线的作用力（答案）人教版（2019）高中物理选择性必修第二册练习

第一章 安培力与洛伦兹力
磁场对通电导线的作用力
【基础训练】
1．关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）
A.F、B、I的三者必定均相互垂直
B.F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I
C.B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I
D.I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B
2．(多选)如图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是(　　)
3．(多选)有一段直导线长为1 cm，通有5 A的电流，把它置于磁场中的某点时，受到的安培力为0.1 N，则该点的磁感应强度B的值可能为(　　)
A．1 T B．0.5 T
C．2 T D．2.5 T
4．(磁电式电流表)如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁体和铁芯间的磁场辐向均匀分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则(　　)
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将沿逆时针方向转动
D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB
5．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线(　　)
A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力
6．如图所示两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（ ）
A、F2 B、F1-F2 C、F1+F2 D、2F1-F2
7．如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两个同心半圆弧导线和直导线ab、cd连接而成的闭合回路，ab、cd段在同一条水平直线上，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。当P中通以方向垂直纸面向外的电流时(　　)
A．导线框将向左摆动
B．导线框将向右摆动
C．从上往下看，导线框将顺时针转动
D．从上往下看，导线框将逆时针转动
8．如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。当在该导线中通以由C到A、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是(　　)
A．BIL，平行于OC向左
B.，平行于OC向右
C.，垂直AC的连线指向左下方
D．2BIL，垂直AC的连线指向左下方
【能力提升】
9．(多选)一质量为0.06 kg、长为0.1 m的金属棒MN用两根长度均为1 m的绝缘细线悬挂于天花板，现在金属棒所在的空间加一竖直向下的磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒能在竖直平面内摆动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为37°，已知一切阻力可忽略不计，g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列说法正确的是(　　)
A．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能增加
B．金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少
C．通入金属棒中的电流为9 A
D．通入金属棒中的电流为4 A
10. (多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列描述正确的是(　　)
A．L2绕轴O沿顺时针方向转动
B．L2绕轴O沿逆时针方向转动
C．L4绕轴O沿顺时针方向转动
D．L4绕轴O沿逆时针方向转动
11．(多选)如图所示是小丽自制的电流表原理图，质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长为ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数表示电流大小。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g，则(　　)
A．要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从M到N
B．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为零
C．该电流表的量程是Im＝
D．该电流表的刻度在0～Im范围内是不均匀的
12．如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示)时，在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡。由此可知(　　)
A．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为
B．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为
C．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为
D．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为
13．如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成α＝53°夹角；ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力沿水平方向，重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：
(1)通过ab的电流大小和方向；
(2)ab受到的安培力大小；
(3)重物重力G的取值范围。
14.有一金属棒ab，质量为m，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L，其平面与水平面的夹角为，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与轨道的最大静磨擦力为其所受重力的k倍，回路中电源电动势为E，内阻不计，问：滑动变阻器R调节在什么阻值范围内，金属棒能静止在轨道上？
【基础训练】
1.B 2.AD 3.CD 4.D 5.A 6.A 7.D 8.C
【能力提升】
9.AD 10.BC 11.AC 12.B
13．(1)2 A　从a到b　(2)5 N
(3)0.5 N≤G≤7.5 N
14.≤R≤.