1、3.3 探究安培力 每课一练（粤教版选修3-1）一、单项选择题1关于安培力、磁感应强度的说法，正确的是()A通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场B将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，受安培力一定相同C磁感线指向磁感应强度减小的方向D以上说法都不正确解析：由FBILsin，当IB时，F0，此时通电导线不受磁场力，但导线处有磁场，故A错；如果I、L相同，放在同一匀强磁场中因放置角度不同，安培力也可能不同，故B不对；在匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度不变，故C错，正确答案为D.答案：D2如图3313所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场，磁场方向垂
2、直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图3313ABR2 BBr2CnBR2 DnBr2解析：BS中S指磁感线垂直穿过的面积，所以Br2，B正确答案：B3在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同下图中的几幅图象表现的是导线所受到的力F与通过导线的电流I的关系a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点下列四幅图中正确的是()解析：两条相同的导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度是确定的根据磁感应强度的定义式
3、B，当L确定时，FI时，则FI图象应是过原点的一条直线，故C对答案：C4如图3314所示，一根通电直导线放在磁感应强度B1 T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是()图3314A直导线中电流方向是垂直纸面向外Bc点的实际磁感应强度也为0Cd点实际磁感应强度的 T，方向斜向下，与B夹角为45D以上说法均不正确解析：因a点的实际磁感应强度为0.可知通电直导线在a点的磁感应强度大小为1 T方向与B相反由安培定则可知导线中电流方向垂直纸面向里且在abcd圆周上产生磁感应强度大小为B，方向沿切线方向由矢量合成知C正确答案：
4、C二、双项选择题5一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A0.4 N B0.3 NC0.2 N D0.1 N解析：据安培力的定义，当磁感应强度B与通电电流I方向垂直时，磁场力有最大值为FBIL0.520.2 N0.2 N当两方向平行时，磁场力有最小值为0 N随着二者方向夹角的不同，磁场力大小可能在0.2 N与0 N之间取值答案：CD6停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图3315所示开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态()图3315A若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁
5、铁可能已碰在一起B若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置C若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起D若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置解析：两块磁铁原来静止，则磁铁所受静摩擦力大于或等于磁铁间的吸引力，当电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故A对B错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故C对D错答案：AC7两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图3316所示在与导线垂
6、直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()图3316Aa点 Bb点 Cc点 Dd点解析：由安培定则可判知，电流I1、I2分别在a、b两点产生的磁感应强度方向相反，大小有可能相等，合磁感应强度可能为0，而c、d两点的合磁感应强度不可能为0.答案：AB8质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图3317所示下面的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是(
7、)图3317解析：对A、B、C、D四种情况受力分析，只有A、B正确答案：AB9如图3318所示，一边长为h的正方形线圈A，其中电流I大小和方向(逆时针)均保持不变，用两条长度恒为h的绝缘细绳静止悬挂于水平长直导线CD的正下方当导线CD中无电流时，两细绳中张力均为T；当通过CD的电流为i时，两细绳中张力均降到T(01)；而当CD上的电流为i时，两细绳中张力恰好为零已知通电长直导线的磁场中某点的磁感应强度B与该点到导线的距离r成反比由此可知，CD中的电流方向、CD中两次通入的电流大小之比分别为()图3318A电流方向向左B电流方向向右C电流大小之比1D电流大小之比1解析：当无电流时，绳子的拉力等于
8、线圈重力的，当通过电流i时，绳子受力减小说明受到的安培力的方向向上，可判断CD中的电流方向向左；由于线圈的上边是下边距离导线CD的距离的一半，所以受到的力是下边的二倍，设下边受力为F，则F2Tmg，当通过的电流为i时，绳子没有张力，设此时下边受力为F，则此时Fmg，整理可得结论答案：AD三、非选择题10通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图3319所示的电流时，通电直导线 A受到水平向_的安培力作用当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向_图3319解析：由图可知，直导线A位于导线环B产生的垂直向里的磁场中，根据左手定则，可判断
9、导线A受到的安培力方向向右当A、B中的电流方向改变时，A导线处于导线B产生垂直向外的磁场中，同时导线A的电流方向改变，依据左手定则可以判定，A受安培力仍水平向右答案：右右11如图3320所示，一根长为L的细铝棒用两根劲度系数为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中当电流I方向向右时，两根弹簧缩短；当I的方向向左时，两弹簧伸长，并且相对于平衡位置伸长、缩短的长度都是l，则磁场的磁感应强度为多少？图3320解析：不通电流时，铝棒受力平衡有mg2kx；弹簧缩短时，有mg2k(xl)BIL；弹簧伸长时 ，有mgBIL2k(xl)；可解得B.答案：12质量为m0.02 kg的通电细杆ab放置于倾角为的37的平行
10、放置的导轨上，导轨的宽度d0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数0.4 ，磁感应强度B2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图3321所示现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？图3321解析：本题考查包括安培力在内的受力分析，可根据平衡条件列式求解杆ab 中的电流为a到b，所受的安培力方向平行于导轨向上当电流较大时，导体有向上的运动趋势，所受静摩擦力向下；当静摩擦力达到最大时，磁场力为最大值F1，此时通过ab的电流最大为Imax；同理，当电流最小时，应该是导体受向上的最大静摩擦力，此时的安培力为F2，电流为Imin.正确地画出两种情况下的受力图，由平衡条件列方程求解根据图甲列式如下：F1mgsinF1，FNmgcos，F1FN，F1BImaxd，解上述方程得：Imax0.46 A.根据图乙列式如下：F2F2mgsin，FNmgcos，F2FN，F2BImind，解上式方程得：Imin0.14 A.答案：0.14 AI0.46 A
