2019年高考物理 100考點千題精練 專題9.2 安培力.doc

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專題9.2 安培力一選擇題1（2018廣州一模） 如圖，“L”型導(dǎo)線abc固定并垂直放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，ab長為l，bc長為，導(dǎo)線通入恒定電流I，設(shè)導(dǎo)線受到的安培力大小為F，方向與bc夾角為，則A， B，C， D，【參考答案】D【命題意圖】本題考查安培力、左手定則及其相關(guān)的知識點。2. （2018浙江十校聯(lián)盟）某同學(xué)自己制做了一個簡易電動機，如圖所示。其中矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并且作為線圈的轉(zhuǎn)軸?，F(xiàn)將線圈架在兩個金屬支架之間，此時線圈平面位于豎直面內(nèi)，將永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學(xué)應(yīng)將（ ）A左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D 左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉 【參考答案】.A【命題意圖】本題考查電動機原理、安培力及其相關(guān)的物理知識，意在考查運用相關(guān)知識分析解決實際問題的能力。3（2018河北衡水六調(diào)）一通電直導(dǎo)線與x軸平行放置，勻強磁場的方向與xOy坐標(biāo)平面平行，導(dǎo)線受到的安培力為F。若將該導(dǎo)線做成圓環(huán)，放置在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，如圖所示，并保持通電的電流不變，兩端點ab連線也與x軸平行，則圓環(huán)受到的安培力大小為 ( )AF B CD【參考答案】C【命題意圖】本題考查安培力及其相關(guān)的知識點?！窘忸}思路】根據(jù)安培力公式，安培力F與導(dǎo)線長度L成正比；若將該導(dǎo)線做成圓環(huán)，由L=2R，解得圓環(huán)的半徑R=，圓環(huán)ab兩點之間的距離L=R=。由F/L=F/L解得：F=，選項C正確。4如圖，ab、cd是兩根長度均為L4.0 m，質(zhì)量分別為m10.6 kg和m20.2 kg的金屬棒，兩根等長的細金屬桿將兩節(jié)干電池與兩個金屬棒串聯(lián)成閉合回路，整個回路用絕緣細線懸掛在天花板上，保證金屬棒水平。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B1.0 T，電路中的電流I0.5 A，待系統(tǒng)穩(wěn)定之后(金屬棒、細金屬桿在力的作用下不會發(fā)生變形，取g10 m/s2)，則()A絕緣細線與豎直方向的夾角0B絕緣細線與豎直方向的夾角45C細金屬桿與豎直方向的夾角45D細金屬桿與豎直方向的夾角90【參考答案】AC6.(2016甘肅蘭州模擬)如圖所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直。A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，閉合開關(guān)S，A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是()A.水平向左 B.水平向右C.豎直向下 D.豎直向上【參考答案】D7（2016河南省名校聯(lián)考）如題圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導(dǎo)線a和b，放置在與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強磁場中。當(dāng)a導(dǎo)線通有電流強度為I，b導(dǎo)線通有電流強度2I，且電流方向相反時，a導(dǎo)線受到的磁場力大小為F1，b導(dǎo)線受到的磁場力大小為F2，則a通電導(dǎo)線的電流在b導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為A B C D【參考答案】C8（2014北京順義區(qū)質(zhì)檢）實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表。這種電流表的構(gòu)造如題17-17圖甲所示。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的。當(dāng)線圈通以如題17-17圖乙所示的穩(wěn)恒電流（b端電流流向垂直紙面向內(nèi)），下列說法不正確的是 A當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時，b端受到的安培力方向向上。B線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉(zhuǎn)動。C線圈的框架選擇鋁質(zhì)材料，不僅考慮鋁的密度小、強度高，更主要的是因為鋁框轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生渦流，阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，這樣有利于指針很快地穩(wěn)定指到讀數(shù)位置上D由于這種儀表是一種比較精密、容易損壞的儀器，所以在搬動運輸這種電流表過程中，應(yīng)該用導(dǎo)線將圖中兩接線柱直接連接，這樣可以有效的減小線圈產(chǎn)生的擺動，以防止電表受損?！緟⒖即鸢浮緼【名師解析】當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時，由左手定則可判斷出b端受到的安培力方向向下，選項A不正確。9如圖所示為一螺距較大、有彈性的通電螺線管的磁場截面分布圖，虛線為螺線管的中軸線（與某一磁感線重合），ab為用絕緣細線懸掛的位于螺線管的正上方的通電直導(dǎo)線，其電流方向由a到b，電流很小，不影響螺線管磁場。下列說法正確的是A. P、Q兩點的磁感應(yīng)強度相同B. 直導(dǎo)線ab通電后，a端垂直紙面向外轉(zhuǎn)動C. 斷開螺線管的電源后，螺線管有沿水平方向向內(nèi)收縮的趨勢D. 將不計重力的電子沿中軸線射入螺線管，電子將做勻速直線運動【參考答案】D10一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以方向為由A到B的電流，則導(dǎo)線AB受磁場力后的運動情況為()A從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管B從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管C從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠離螺線管D從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并靠近螺線管【參考答案】D【名師解析】先由安培定則判斷出通電螺線管的N、S極，找出導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強度的方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力的方向，如圖甲所示可以判斷導(dǎo)線受磁場力后從上向下看逆時針方向轉(zhuǎn)動再分析此時導(dǎo)線位置的磁場方向，再次用左手定則判斷導(dǎo)線受磁場力的方向，如圖乙所示，導(dǎo)線還要靠近螺線管，所以D正確，A、B、C錯誤11如圖所示，無限長導(dǎo)線，均通以恒定電流I，直線部分和坐標(biāo)軸接近重合，彎曲部分是以坐標(biāo)原點O為圓心的相同半徑的一段圓弧，己知直線部分在原點O處不形成磁場，在第一象限圓弧電流在原點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為B，現(xiàn)在原點O處放一小段與x軸重合的長為L的通電導(dǎo)線P（可以視為電流元），導(dǎo)線P的電流大小為I，電流方向沿x軸正方向，則通電導(dǎo)線P受到的安培力的大小和方向是A. 2BIL，方向與y軸正方向相同B. 2BIL，方向與y軸負方向相同C. 4BIL，方向與y軸正方向相同D. 4BIL，方向與y軸負方向相同【參考答案】A點睛：考查通電導(dǎo)線周圍磁場的分布和安培力，掌握矢量合成法則，注意疊加原則，理解右手螺旋定則是解題的關(guān)鍵。12如圖所示，直角三角形閉合線框abc處于勻強磁場中，acb30，磁場垂直線框平面向里，線框中通入順時針方向電流時，下列說法正確的是A. ab邊受到的安培力向右B. ac邊受到的安培力與ab邊受到的安培力大小相等C. ab邊與bc邊受到的安培力的合力大于ac邊受到的安培力D. 整個線框所受的安培力的合力為零【參考答案】D【點睛】通電直角三角形線圈處于勻強磁場中，受到安培力作用，根據(jù)左手定則確定安培力的方向，再由公式F=BIL確定安培力的大小，最后由力的合成來算出安培力的合力。13.如圖（a）所示，揚聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面）磁場方向如圖中箭頭所示，在圖（b）中（ ）A.當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B.當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C.當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外【參考答案】B,C 【名師解析】將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個小段，每一小段看成直導(dǎo)線，則根據(jù)左手定則，當(dāng)電流瞬時針時，導(dǎo)線的安培力垂直紙面向外，故選項A錯誤，選項B正確；當(dāng)電流逆時針時，根據(jù)左手定則可以知道安培力垂直紙面向里，故選項C正確，選項D錯誤?！痉治觥繎?yīng)用化曲為直法，把線圈看成一小段一小段的直導(dǎo)線連接而成，再根據(jù)左手定則判斷所受安培力的方向即可14.處于磁場B中的矩形金屬線框可繞軸OO 轉(zhuǎn)動，當(dāng)線框中通以電流時，如圖所示，此時線框左右兩邊受安培力F的方向正確的是（ ）A.B.C.D.【參考答案】D 【分析】通電導(dǎo)線在磁場中的安培力要用左手定則判斷，當(dāng)然電流不能和磁場方向平行，判斷出電流方向和磁場方向，運用左手定則即可以知道安培力方向。15一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠右極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)電棒，圖中只畫出此棒的截面圖，并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的，逐漸增大導(dǎo)電棒中的電流，磁鐵一直保持靜止?？赡墚a(chǎn)生的情況是( )A. 磁鐵對桌面的壓力不變B. 磁鐵對桌面的壓力一定增大C. 磁鐵受到摩擦力的方向可能改變D. 磁鐵受到的摩擦力一定增大【參考答案】D16. （2016河南八市重點高中聯(lián)考）如圖所示，無限長水平直導(dǎo)線中通有向右的恒定電流I，導(dǎo)線正下方固定一正方形線框。線框中葉通有順時針方向的恒定電流I，線框邊長為L，線框上邊與直導(dǎo)線平行，且到直導(dǎo)線的距離也為L，已知在長直導(dǎo)線的磁場中距離長直導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強度大小為B=kI/r，線框質(zhì)量為m，則釋放線框的一瞬間，線框的加速度可能為A0 B-g C-g Dg - 【參考答案】AC【命題意圖】本題考查了安培力、牛頓運動定律等知識點?！窘忸}思路】線框上邊所在處的磁感應(yīng)強度大小為B1=k ，由安培定則可判斷出磁場方向為垂直紙面向里，所受安培力的大小為F1= B1IL=kI2，由左手定則可判斷出安培力方向向上；線框下邊所在處的磁感應(yīng)強度大小為B2=k ，所受安培力的大小為F2= B2IL=kI2，由左手定則可判斷出安培力方向向下；若F1= F2+mg，則加速度為零，選項A正確。若F1(F2+mg)，則加速度方向向上，由F1-(F2+mg)=ma，解得a= -g，選項C正確B錯誤。若F10，I為電流強度，r為距導(dǎo)線的即離。在水平長直導(dǎo)線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流，被兩根等長的輕質(zhì)絕緣細線靜止地懸掛，如題15-7圖所示。開始時MN內(nèi)不通電流，此時兩細線內(nèi)的張力均為T0。當(dāng)MN通以強度為I1的電流時，兩細線內(nèi)的張力均減小為T1；當(dāng)MN內(nèi)的電流強度變?yōu)镮2時，兩細線的張力均大于T0。（1）分別指出強度為I1、I2的電流的方向；（2）求MN分別通以強度為I1和I2電流時，線框受到的安培力F1與F2大小之比；（3）當(dāng)MN內(nèi)的電流強度為I3時兩細線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求I3?！久麕熃馕觥浚?）I1方向向左，I2方向向右。（2）當(dāng)MN中通以強度為I的電流時，線框受到的安培力大小為F=kIiL(-),式中r1、r2分別為ab、cd與MN的間距，i為線圈中的電流，L為ab、cd的長度。F1F2= I1I2。（3）設(shè)MN中電流強度為I3時，線框受到的安培力大小為F3。由題設(shè)條件有2 T0=G，2 T1+F1=G，F(xiàn)3+G=ma=a。=，I3=I1。3. （2014高考福建理綜）如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長為L、寬度為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S和定值電阻R相連。整個管道置于磁感應(yīng)強度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強磁場中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為的導(dǎo)電液體（有大量的正、負離子），且開關(guān)閉合前后，液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動，液體所受的摩擦阻力不變。（1）求開關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢差大小U0；（2）求開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強差的變化p；（3）調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其它量和矩形管道的橫截面S=dh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比d/h的值?！久麕熃馕觥扛鶕?jù)導(dǎo)電液體中的帶電粒子在管道內(nèi)運動受力平衡解得M、N兩板間的電勢差大小U0；根據(jù)開關(guān)閉合前后管道內(nèi)導(dǎo)電液體受力情況及其相關(guān)知識，解得管道兩端壓強差的變化p；表示出電阻R獲得的功率表達式，利用相關(guān)數(shù)學(xué)知識得到電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比d/h的值。【解答】（1）設(shè)帶電粒子所帶的電量為q，當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場力平衡時，U0保持相對穩(wěn)定，有：q v0B=q解得：U0=Bd v0。聯(lián)立解得壓強差的變化p=。(3)電阻R獲得的功率為：P=I2R= R，變化為：P=R，當(dāng)=即d/h=LR/時，電阻R獲得最大功率。最大功率：Pm=。注解：此題求最值運用了“積定二數(shù)相等時和最大”。