安培力测试及答案

高二物理11月22日测试题

一、单选题

1．静电场，磁场和重力场在某些特点上具有一定的相似性，结合有关“场”的知识，并进行合理的类比和猜想，判断以下说法中可能正确的是（）

A．电场和磁场的概念分别是奥斯特和楞次建立的

B．重力场与静电场相类比，重力场的“场强”等于重力加速度，其“场强”大小的决定式为

C．静电场与磁场相类比，如果在静电场中定义“电通量”这个物理量，则该物理量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少

D．如果把地球抽象为一个孤质点，用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布

2．如图所示，面积大小为S的矩形线圈a b cd，放在磁感应强度为B的匀强磁场

中，线圈可以绕O1O2转动．下列说法中正确的是（）

A．当线圈从图示位置转过60°时，穿过线圈的磁通量大小Φ=BS

B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Φ=0

C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小△Φ=0

D．当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小△Φ=2BS

3．两根长直导线a、b平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电

导线的距离r成反比，则下列说法中正确的是( )．A．M点和N

点的磁感应强度大小相等，方向相同

B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反

C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

D．若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向O点

4．倾角为θ的光滑固定斜面体处于竖直向下的匀强磁场中，在斜面上有

一根长为L、质量为m的导线，导线与磁场垂直，导线中电流为I，方向

为

A．B．C．D．

5．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导

线，导线中通以如图示方向的电流时，和原来没有电流通过时相比较，

磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( )

A．N减小，f 向左;B．N减小，f 向右;

C．N增大，f 向左;D．N增大，f 向右.

二、多选题

6．如图所示，圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里，圆圈中的“?”表示电流方向垂直纸面向外。两根通电长直导线a、b平行水平放置，a、b中的电流强度均为I，此时a受到的磁场力大小为F．当在a、b的上方再放置一根与a、b平行的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小仍为F，图中abc正好构成一个等边三角形，则此时

A．b受到的磁场力大小为F

B．b受到的磁场力大小为

C．c受到的磁场力大小为F

D．c受到的磁场力大小为

7．如图所示，螺线管、蹄形铁芯、长直导线AB均相距较远.当开关

闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的小磁针是

A．a B．b C．c D．d

8．如图所示，将四根通电直导线分别放在四个匀强磁场中，图中给

出了磁感强度B的方向、导线中电流I的方向，某同学分别画出了通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是

A．B．C．D．

第II卷（非选择题）

9．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。

（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动

变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金

属棒沿箭头所示的方向移动。

（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，

有人提出以下建议：其中正确的是___(填入正确选

项前的标号)。

A．适当增加两导轨间的距离

B．换一根更长的金属棒

C．适当增大金属棒中的电流

10．(1)图1的实验装置,是用来研究__________的(选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”);开关闭合前将小磁针登于水平桌面，上,其上方附近的导线应与桌面平行且沿________方向放置(选填“东西”或“ 南北”),这是由于考虑到地磁场的影响; 开关闭合后，小磁针偏转了一定角度，说明____________________________。

(2)图2的实验装置,是用来研究_____________的(选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”);把金属棒AB放在磁场里,接通电源，让电流通过AB,发现AB在导轨上向右运动;把电源的正负极对调后接入电路,则AB向___________(选填“左”或“右”) 运动。若保持AB 中的电流方向如图2不变,但把蹄形磁铁上下磁极调换一下,则AB向______________(选填“左”或“右”)运动。这一实验表明,通电导线在磁场中的受力方向与____的方向和__________的方向有关。

11．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L=10cm，M和P之间接入电动势E=1.5V、内阻r=0.1Ω的电源．现垂直于导轨放置一根质量为m=0.1kg，电阻为R=0.2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，方向与水平面

夹角为37°且指向右斜上方，ab棒保持静止．求：

（1）ab棒受到的安培力的大小；

（2）ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少．

12．如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属

导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向；

（3）某个时刻匀强磁场的大小保持不变，方向变为垂直于导

轨所在平面向下，求以该时刻为计时起点2 s末导体棒的速

度大小。（设金属导轨足够长，导体棒与金属导轨之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等）

高二物理11月22日测试题参考答案

1．C【解析】

A、电场和磁场的概念是法拉第建立的.故A错误;

B、重力场与静电场相类比,重力场的“场强”相等于重力加速度,其“场强”大小的定义式为;故B错误;

C、静电场与磁场相类比,如果在静电场中定义“电通量”这个物理量,则该物理量表示穿过静电场中某一(平或曲)面的电场线的多少.所以C选项是正确的;

D、如果把地球抽象为一个孤质点,用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布,重力场的方向指向地球,类似于真空中一个孤立的负电荷所产生的静电场的电场线分布.故D错误.

故本题选C

2．B【解析】矩形线圈abcd垂直于磁场放置，则穿过矩形线圈的磁通量是Φ=BS．当线圈从图示位置转过60°时，穿过线圈的磁通量大小Φ1=BS cos600=0.5BS，选项A错误；当线圈绕转轴转过90°时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量Φ2=0．故B正确；当线圈从图示位置转过180°，则穿过矩形线圈的磁通量是Φ3=-BS，穿过线圈的磁通量的变化量大小△Φ=2BS．故C错误；当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小△Φ=0．故D错误。故选B。

3．B【解析】AB、根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反，故B正确，A 错误；

C、在线段MN上中点O产生的磁感应强度方向相反，互相抵消，磁感应强度为零，故C错误；

D、由于在N点产生的磁感应强度方向向上，所以在N点放一小磁针，静止时其北极向上，故D 错误；故选B。

4．C【解析】根据左手定则知，安培力的方向水平向左，导线受到支持力、重力与安培力，处于平衡状态

根据共点力平衡知，安培力，解得，

故C正确，ABD错误；

5．C【解析】以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受

安培力方向斜向左上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的

安培力方向斜向右下方，磁铁有向右运动的趋势，受到地面向左的摩擦力；同时磁铁对地的压力增大，地面对磁铁的支持力也将增大，故A、B、D错误，C正确.

故选：C．

6．BC【解析】加上导线c后，a受到的磁场力如图所示，a受到的合磁场力仍为F，则受到c给的磁场大小也为F，与b给的磁场力夹角为120°，故合力为，因为abc正好构成一个等边三角形，所以c给b的磁场力大小为F，c受到的磁场力如图所示，根据平行四边形定则可得b受到的磁场力，根据牛顿第三定律可得，c受到的a、b给的磁场力如图所示，根据平行四边形定则可得，BC正确．

7．BC【解析】导线的电流方向为顺时针，根据小磁针的静止时，N极的指向即为磁场的方向，A、B、由右手螺旋定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，螺线管的内部磁场由右指向左，外部由左到右，则有a磁针方向错误，b磁针方向正确，故A错误，B正确；C、而对于U形螺线管左端相当于S极，右端相当于N极，故c磁针的方向正确，故C正确，D、对于直导线AB，左端磁感线垂直纸面向里，右端次感线垂直纸面向外，因此d磁针方向错误，故D错误；故选BC.

8．AD【解析】根据左手定值可知：

A、图A中的安培力应该垂直导体斜向上，故A正确；

B、图B中电流方向和磁场方向平行，不受安培力，故B错误；

C、图C中的安培力应该垂直磁感线竖直向上，故C错误；

D、图D中的安培力应该垂直于电流方向斜向下，故D正确。

9．AC

【解析】（1）要使开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方

向移动，根据左手定则可知，电流应从a端流入，从a1

端流出，滑动变阻器采用限流接法，两导线分别接上、

下的一个接线柱，如图所示。

（2）根据公式可得适当增加导轨间的距离或者增

大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理可知金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，AC正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间宽度不变，仍对最后的速度没有影响，B错误。

10．电流的磁效应南北电流周围存在磁场磁场对通电导线的作用左左磁场电流【解析】（1）图1的实验装置,是用来研究电流的磁效应的；由于地磁的北极在地理的南极附近，故地磁场的磁感线有一个由南向北的分量，而当电流的方向与磁场的方向平行时通电导线才不受磁场的安培力，故在进行奥斯特实验时通电直导线可以水平南北方向放置，而不必非要在赤道上进行，但不能东西放置和竖直放置；小磁针偏转说明电流周围存在磁场．

（2）图2的实验装置,是用来研究磁场对通电导线的作用的；把导线AB放在磁场里，接通电源，让电流通过导线AB，会观察到导线向右运动，由此说明磁场对通电导体的力的方向向右；如果把电源正、负极对调后接入电路，导体中电流的方向改变；磁场对电流的作用力的方向与磁场方向和电流方向有关，在磁场方向不变的情况下，电流方向改变，其受力方向也改变，即运动方向改变，所以会观察到导线AB向左运动．如果不对调电源正、负极，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，这种情况下，导体中电流方向不变，但磁场方向改变，所以其受力方向改变，导体的运动方向也发生改变，所以会观察到导线AB向左运动．这一实验表明,通电导线在磁场中的受力方向与磁场的方向和电流的方向有关。

点睛：通电导体在磁场中受力的方向与两个因素：导体中电流方向；磁场方向有关，要改变其受力方向只能改变其中的一个，两个因素不能同时改变．

11．根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方，其受力截面图为：

F x合=F f-Fsinθ=0

F y合=F N+Fcosθ-mg=0

解得：F f=0.3N，F N =0.6N。

12．（1）闭合电路欧姆定律，则有：

而安培力大小公式为：

所以：

（2）对棒受力分析，并进行重力的分解，如下图所示

则有：

所以：

方向沿斜面向下

（3）依据牛顿第二定律，则有：

因

所以有：