2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第二册课后习题 第1章 习题课　安培力的应用 含答案

3.0 envi 2024-12-31 4 4 226.3KB 7 页 3知币
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习题课
　
安培力的应用
必备知识基础练
1.如图所示,在固定放置的条形磁铁 S极附近悬挂一个金属线圈,线圈与水平磁铁位于同
一竖直平面内,当在线圈中通入沿图示方向流动的电流时,将会看到(
　　
)
A.线圈向左平移
B.线圈向右平移
C.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁
D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁
2.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同,
边长 MN 相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流,天平处于
平衡状态。若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是(
　　
)
3.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线 ab 由水平位置 1绕a点在竖直平面内转到位
置2,通电导线所受安培力(
　　
)
　　　
　　　　　
　　　　
A.数值变大,方向不变
B.数值变小,方向不变
C.数值不变,方向改变
D.数值、方向均改变
4.如图所示,等边三角形线框 LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线
框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点 M、N与直流电源两端相接。已知导体棒 MN
受到的安培力大小为 F,则线框 LMN 受到的安培力大小为(
　　
)
A.2FB.1.5F
C.0.5FD.0
5.如图所示,一通电金属环固定在绝缘的水平面上,在其左端放置一可绕中点 O自由转动
且可在水平方向自由移动的竖直金属棒,中点 O与金属环在同一水平面内,当在金属环
与金属棒中通有图中所示方向的电流时,则(
　　
)
A.金属棒始终静止不动
B.金属棒的上半部分向纸面外转,下半部分向纸面里转,同时靠近金属环
C.金属棒的上半部分向纸面里转,下半部分向纸面外转,同时靠近金属环
D.金属棒的上半部分向纸面里转,下半部分向纸面外转,同时远离金属环
关键能力提升练
6.(多选)如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线 a、b,分别通以 80 A 和100
A流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点 P,到两导线的距离相等。下列说法正确
的是(
　　
)
A.两导线受到的安培力 Fa=125Fb
B.导线所受安培力可以用 F=ILB 计算
C.移走导线 b前后,P点的磁感应强度方向改变
D.在两导线所在的平面内,存在磁感应强度为零的位置
7.如图所示,U 形平行金属导轨与水平面成 37°角,金属杆 ab 横跨放在导轨上,其有效长度
为0.5 m,质量为 0.2 kg,与导轨间的动摩擦因数为 0.1。空间存在竖直向上的磁感应强度
为2 T 的匀强磁场。已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8。要使 ab 杆在导轨上保持静止,则ab 中的电流大小应在什么范围内?
8.如图所示,电源电动势为 3 V,内阻不计,两个不计电阻的金属圆环表面光滑,竖直固定在
等长的绝缘细杆上,金属圆环环面平行,相距 1 m,两金属圆环分别与电源正负极相连。现
将一质量为 0.06 kg、电阻为 1.5 Ω 的导体棒轻放在金属圆环上,导体棒与金属圆环有良
好电接触。两金属圆环之间有方向竖直向上、磁感应强度为 0.4 T 的匀强磁场。重力加
速度 g取10 m/s2,当开关闭合后,导体棒沿金属圆环上滑到某位置静止不动。
(1)求在此位置上棒对每一个金属圆环的压力大小。
(2)若已知金属圆环半径为 0.5 m,求此位置与金属圆环底的高度差。
9.载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为 B=
kI
r
,式中常量 k>0,I为电流,r为距导线
的距离。在水平长直导线 MN 正下方,矩形线框 abcd 通以逆时针方向的恒定电流,被两
根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂在 MN 上,如图所示。开始时 MN 内不通电流,此时两
细线内的拉力均为 FT0。当 MN 内电流为 I1时,两细线的拉力均减小为 FT1;当MN 内电流
变为 I2时,两细线的拉力均大于 FT0。
(1)分别说出电流 I1、I2的方向。
(2)求MN 内电流分别为 I1和I2时,线框受到的安培力 F1与F2的大小之比。
(3)当MN 内的电流为 I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线框的加速度大小为 a,已知重力加
速度为 g,求I3。
10.某电子天平原理如图所示,E 形磁铁的两侧为 N极,中心为 S极,两极间的磁感应强度
大小均为 B,磁极宽度均为 L,忽略边缘效应,一正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连
为一体,线圈两端 C、D与外电路连接,当质量为 m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤
盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到
未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流 I可确定重物的质量。已知线圈匝数
为n,线圈电阻为 R,重力加速度为 g。
(1)供电电流 I是从 C端还是从 D端流入?求重物质量与电流的关系。
(2)若线圈消耗的最大功率为P,求该电子天平能称量的最大质量。
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