§1.1 磁场对通电导线的作用力 （备作业）-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（人教版选择性必修第二册）-(解析版)

3.0 envi 2025-03-17 23 4 721.03KB 12 页 3知币
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　　一、单选题：
１.海影号电磁推进试验舰艇如图甲所示，船体下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙
所示，其与海水接触的两侧壁 M 和 N 分别连接舰艇内电源的正极和负极，舰艇内超导体在 M、N 间产生强磁
场，使 M、N 间海水受到磁场力作用被推出，舰艇因此前进。要使图乙中的舰艇向左前进，则所加磁场的方
向应为(　　)
A．水平向左　　　　　　 B．水平向右
C．竖直向上 D．竖直向下
【答案】D
【解析】海水中电流方向从 M 流向 N，且舰艇向左运动，舰艇受到海水对舰艇的作用力向左，根据牛顿第
三定律可知，海水所受的安培力方向向右，再根据左手定则可知，磁场方向竖直向下，故 A、B、C 错误，D
正确。
故选 D。
２.已知长沙市区地磁场的磁感应强度
B
约为 4．0×10－5 T，其水平分量约为 3．0×10－5 T。若市区一高
层建筑安装了高 50 m 的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方
时，经避雷针开始放电，电流方向自上而下，大小为 1．0×105 A，此时金属杆受到地磁场对它的安培力
的方向和大小分别为(　　)
A．方向向西，大小约为 150 N
B．方向向西，大小约为 200 N
C．方向向东，大小约为 150 N
D．方向向东，大小约为 200 N
【答案】C
第1课时 磁场对通电导线的作用力
第一章 安培力与洛伦兹力
【解析】当带有正电的乌云经避雷针放电时，放电电流方向沿避雷针向下，若面向北方而立，则空间水平
磁场均为“×”，则右侧为东方，左侧为西方，如图所示。由左手定则可知金属杆所受安培力的方向向东，
大小为
F
＝
BIl
＝3．0×10－5×1×105×50 N＝150 N，故 C 正确。
故选 C。
３．电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。如图所示为某款电磁炮的轨道，该轨道
长 10 m，宽 2 m。若发射质量为 100 g 的炮弹，从轨道左端以初速度为零开始加速，当回路中的电流恒为
100 A 时，最大速度可达 2 km/s，假设轨道间磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是(
)
A．磁场方向竖直向下
B．磁场方向为水平向右
C．电磁炮的加速度大小为 4×105 m/s2
D．磁感应强度的大小为 100 T
【答案】Ｄ
【解析】回路中电流方向如题图所示，则根据安培定则可知，磁场方向应竖直向上，故 A、B 错误；由题意
可知，最大速度
v
＝2 km/s，加速距离
x
＝10 m，由速度和位移关系可知
v
2＝2
ax
，解得加速度大小
a
＝
2×105 m/s2，由牛顿第二定律可得
F
＝
ma
，又
F
＝
BIl
，联立解得
B
＝100 T，故 C 错误，D 正确。
故选Ｄ。
４．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此
时台秤读数为
F
1。现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向垂直纸面向里，当加上电流后，
台秤读数为
F
2，则以下说法正确的是(　　)
A．
F
1>
F
2B．
F
1<
F
2
C．弹簧长度将变长 D．弹簧长度将不变
【答案】A
【解析】选通电导线为研究对象，根据左手定则判断可知，通电导线所受安培力方向为斜向右下方，根据
牛顿第三定律分析得知，磁铁受到的安培力方向斜向左上方，则磁铁将向左运动，弹簧被压缩，所以长度
将变短，故 C、D 错误；由于磁铁受到的安培力方向斜向左上方，对台秤的压力减小，则
F
1>
F
2，故 A 正确，
B 错误。
故选 A。
５．如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个
导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就
在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获
得更大的速度，可适当(　　)
A.减小平行轨道间距　　　B．增大轨道中的电流
C．缩短轨道的长度 　 D．增大弹头的质量
【答案】B
【解析】根据题意，安培力做的功等于弹头获得的动能。轨道间距减小，安培力减小，安培力做功减小，
弹头获得动能减小，速度减小，故 A 错误；增大轨道中电流，安培力增大，安培力做功增大，弹头获得动
能增大，速度增大，故 B 正确；缩短轨道长度，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故 C 错
误；只增大弹头质量，安培力做功不变，弹头获得动能不变，所以速度减小，故 D 错误。
故选 B。
６.如图所示，通电导线在纸面内由Ⅰ位置绕垂直纸面的固定轴转到Ⅱ位置，其他条件不变，该导线所受
安培力大小(　　)
A.变大　　　　　　　　B．变小
C．不变 D．不能确定
【答案】C
【解析】通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置，导线仍然与磁场垂直，故安培力 F＝BIL大小不变，故 C
正确，A、B、D 错误。
故选 C。
７.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)，且在天平两边分
别加上质量为
m
1、
m
2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(　　)
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