安培力专题训练
安培力练习题及答案
安培力练习题1、如图1所示，放在蹄形磁铁两极间的导体棒ab ，当通有由b 向a 的电流时，受到的安培力方向向右，则磁铁的上端是 极；如果磁铁上端是S 极，导体棒中的电流方向由a 向b ，则导体棒受到的安培力方向为 ．(选填“向左”、“向右”)2、如图2所示，在同一水平面内宽为2m 的两导轨互相平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6kg 的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为2A 时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增加到8A 时，金属棒获得2m/s 2的加速度，则磁场的磁感应强度大小为 T 。
3、如图3所示，“U ”形导轨宽L ，与水平面夹角为α，垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B.一根质量为m 、长也是L 的金属棒搭在导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，回路中的电流强度为I ，这时金属棒保持水平静止但有下滑趋势，则金属棒受到的摩擦力的大小为_________.4、如图4，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将 （ ）A ．向上偏转B ．向下偏转C ．向纸内偏转D ．向纸外偏转5、如图5，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN ，电流I 方向从M 到N ，绳子的拉力均为F 。
为使F ＝0，可能达到要求的方法是 （ ）A ．加水平向右的磁场B ．加水平向左的磁场C ．加垂直纸面向里的磁场D ．加垂直纸面向外的磁场6、 如图6所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 （ ）A ．水平向左B ．水平向右C ．竖直向下D ．竖直向上7、如图7，长为2l 的直导线折成边长相等，夹角为60°的V 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B 。
当在该导线中通以电流强度为I 的电流时，该V 形通电导线受到的安培力大小为（ ）A ．0B ．１／２ BIlC ．BIlD ．2BIl8、如图8所示，在倾角为a 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒。
高中物理安培力练习题专题训练
磁场右手定则1.如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是( )多选A．F为蓄电池正极B．螺线管P端为S极C．流过电阻R的电流方向向下D．管内磁场方向由Q指向P2.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（）A． B． C． D．3.如右下图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直纸面向内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（）A．a点B．b点C．c点D．d点4.根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( )A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定5.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，线圈中心处挂有一根小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，当赫姆霍兹线圈通以如图所示方向的电流时( )A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动6.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( )A B C D左手定则1.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（）A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的负离子束C．向右飞行的电子束D．向左飞行的电子束2.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( )3.如图，两方向相同的直线电流P、Q，若I p＞I q，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q( )A．相互吸引．F 1＞F2B．相互排斥．F1＞F2C．相互排斥．F1=F2D．相互吸引．F1=F24.在图中，标出磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（）A． B． C． D．5.如图所示，三根通电直导线P、Q、R互相平行，通过正三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流；则R受到的磁场力的方向是（）A.垂直R，指向y轴负方向B.垂直R，指向y轴正方向C.垂直R，指向x轴正方向D.垂直R，指向x轴负方向安培力1.如图所示为一通电直导线，设导线中每米长度内有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量为e，它们的定向移动速度均为v．现加一磁场，其方向与导线垂直，磁感应强度为B，则磁场对长度为L的一段导线的安培力的大小应是( )A．neBLv B．C． D．2.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（）A． B=mg ，方向垂直斜面向上B． B=mg ，方向垂直斜面向下C． B=mg ，方向垂直斜面向上D． B=mg ，方向垂直斜面向下3.如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．PM间接有一个电动势为E＝6 V、内阻r＝1 Ω的电源和一只滑动变阻器．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5.已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10 m/s2.匀强磁场的磁感应强度B ＝2 T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是( )A．2 ΩB．4 ΩC．5 ΩD．6 Ω4.在同一光滑斜面上放同一导体棒，右图所示是两种情况的剖面图。
高二物理《安培力》练习题
B θ 高二物理《安培力》练习题 班级 姓名 得分一、单项选择题1．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是 ( ) A ．奥斯特 B ．爱因斯坦 C ．伽利略 D ．牛顿 2、在如下图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I 和磁场B 以及磁场对电流作用力F 三者的方向，其中错误的是（ ）3．有一小段通电导线，长为1cm ，电流强度为5A ，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N ，则该点的磁感应强度B 一定是（ ）A ．B =2 T B ．B ≤2C C 、B ≥2 TD ．以上情况都有可能4．如图所示，一长L 的直导线通以大小为I 的电流，放在垂直于导线的磁感应强度为B 的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为（ ） A ．BLI sin θ B ．BLI cos θ C ．BLI /sin θ D ．BLI5．在赤道上某处有一竖直直立的避雷针，当带有正电荷的乌云经过避雷针的上方并通过避雷针形成电流时，地磁场对避雷针的作用力的方向为（ ）A ．向东B ．向南C ．向西D ．向北6．两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB 固定，CD 可自由活动，当通以如图1所示电流后，CD 导线将（ ）A.顺时针方向转动，同时靠近ABB.逆时针方向转动，同时离开ABC.顺时针方向转动，同时离开AB 题号1 2 3 4 5 6答案INS二、双项选择题：7．电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，不计电子重力，则A．磁场对电子的洛伦兹力大小、方向始终不变B．磁场对电子的洛伦兹力始终不对电子做功C．电子的加速度的大小始终不变D．电子做匀速直线运动8．关于洛仑兹力和安培力的描述，正确的是：( ) A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中受到的洛仑兹力不做功D．通电直导线在磁场中受到的安培力与磁场方向平行9．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右上方附近固定有一根长直导线，导线中通与了方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，与原来没有放置通电导线时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f的变化情况是A 、N减小了B、N增大了C、f始终为0 D、f不为0，且方向向右题号7 8 9答案三、计算题10．如图所示，倾角为θ的光滑斜面上，有一长为L，质量为m的通电导线，导线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？Iθ11.质量为m长度为l的导体棒MN静止于水平导轨上。
安培力的经典练习题 (含答案详解)
安培力的方向1．如图347所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出．图347答案A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里．安培力的大小2．如图348所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力．图348答案A．ILB cos αB．ILB C.2ILB D．2BIR E．0安培力作用下的物体平衡图3493．如图349所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？答案mg sin α/BL方向垂直导轨面向上解析在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系．因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直轨道面向上．大小满足BI1L＝mg sin α，I＝mg sinα/BL.(时间：60分钟)题组一安培力的方向1．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()答案 C2．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()答案 D解析A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确．图34103．如图3410所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是()答案 B解析由左手定则可知，图A示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，图B示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，图C示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力竖直向下，图D示磁感应强度方向使炮弹受的安培力竖直向下，只有B符合实际．图34114．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图3411所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是()A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力向左D．线框将绕MN转动答案BC解析通电矩形线框abcd在无限长直通电导线形成的磁场中，受到磁场力的作用，对于ad 边和bc边，所在的磁场相同，但电流方向相反，所以ad边、bc边受磁场力(安培力)大小相同，方向相反，即ad边和bc边受合力为零．而对于ab和cd两条边，由于在磁场中，离长直导线的位置不同，ab边近而且由左手定则判断受力向左，cd边远而且由左手定则判断受力向右，所以ab边、cd边受合力方向向左，故B、C选项正确．图34125．如图3412所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点，三条导线中通入的电流大小相等，方向垂直纸面向里；通过直导线产生磁场的磁感应强度B ＝kI/r，I为通电导线的电流大小，r为距通电导线的垂直距离，k为常量；则通电导线R受到的磁场力的方向是()A．垂直R，指向y轴负方向B．垂直R，指向y轴正方向C．垂直R，指向x轴正方向D．垂直R，指向x轴负方向答案 A图34136．(2014·扬州中学模拟)图3413中装置可演示磁场对通电导线的作用、电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动答案BD解析若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接正极，f 接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向左运动，A错；若a接正极，b接负极，则根据安培定则可知线圈之间产生向上的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向右运动，B正确；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接正极，f接负极，L中将通有向外的电流，根据左手定则可知L向右运动，C错；若a接负极，b接正极，则根据安培定则可知线圈之间产生向下的磁场，e接负极，f接正极，L中将通有向里的电流，根据左手定则可知L向左运动，D正确．题组二安培力的大小图34147．如图3414所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零答案 D图34158．如图3415所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝BId B．F＝BId sin θC．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ答案 C解析题中磁场和电流垂直，θ角仅是导线框与金属杆MN间夹角，不是电流与磁场的夹角．图34169．如图3416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的过程中，通电导线所受安培力是()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，方向均改变答案 B解析安培力F＝BIL，电流不变，垂直直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直BI所构成的平面，所以安培力的方向不变，B对，故选B.题组三安培力作用下的导体棒的平衡图341710．如图3417所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中．当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T.则磁场的磁感应强度B的大小为________．答案T IL解析导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡．当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上．2T＋BIL＝mg①当ab中的电流由b到a时，磁场力向下．4T＝BIL＋mg②解方程组得B＝TIL11．两个倾角均为α的光滑斜面上，各放有一根相同的金属棒，分别通有电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3418中所示，两金属棒均处于静止状态，两种情况下电流之比I1∶I2＝________.图3418答案1∶cos α图341912．如图3419所示，一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)答案0.8 N解析从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判出为水平向右，F＝ILB＝5×0.2×0.6 N＝0.6 N.由平衡条件得重力mg＝Ftan 37°＝0.8 N.图342013．质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图3420所示，求MN所受的支持力和摩擦力的大小．答案ILB cos θ＋mg ILB sin θ解析导体棒MN处于平衡状态，注意题中磁场方向与MN是垂直的，作出其侧视图，对MN进行受力分析，如图所示．由平衡条件有：F f＝F sin θ，F N＝F cos θ＋mg，其中F＝ILB解得：F N＝ILB cos θ＋mg，F f＝ILB sin θ.。
同步练习：1.1安培力及其应用(解析版)
1.1 安培力及其应用1．(多选)下图中所示，能正确表示磁场对通电直导线的作用力F的是( )【解析】选A、D。
由左手定则可判断，选项B中安培力的方向向左，选项C中安培力的方向向下，选项A、D中安培力的方向如题图所示，则A、D正确，B、C 错误。
2．(多选)下列各图中，电流I的方向、磁场B的方向和磁场对电流作用力F的方向，三者的关系表示正确的是( )【解析】选B、C、D。
由左手定则可知，A图中磁场对电流作用力F的方向应竖直向上，所以A错误，而B、C、D都符合左手定则。
3．将长为10 cm的直导线，通上4 A的电流，放在匀强磁场中，调整α角度，其受到的磁场力总在0到0.4 N之间变化，则磁感应强度大小为( )A．3 T B．1 T C．0.3 T D．0.1 T【解析】选B。
当磁场方向与通电导线垂直时，受到的安培力最大，由F＝BIL得：B＝FmIL＝0.44×0.1T＝1 T，故B正确，A、C、D错误。
4．设正方形线框MNPQ边长为1 m，每边电阻均为1 Ω，匀强磁场的磁感应强度为1 T，线框平面与磁场方向垂直。
现将MQ两端通过导线与电动势为3 V、内阻不计的直流电源连接，则闭合S后金属线框受到的安培力大小为( )A．0 B．1 N C．3 N D．4 N【解析】选D。
MQ边的电阻R1＝1 Ω，则流过MQ边的电流为：I1＝ER1＝31A＝3A，安培力为：F1＝BI1L＝1×3×1 N＝3 N，据左手定则知安培力方向竖直向上；同理得MNPQ边的电阻R2＝3 Ω，则流过MNPQ边的电流为：I2＝ER2＝33A＝1 A，安培力为：F2＝BI2L＝1×1×1 N＝1 N，据左手定则知安培力方向竖直向上；故线框所受的安培力为：F＝F1＋F2＝4 N，方向竖直向上，故D正确，A、B、C错误。
5．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场中垂直于磁场放置AB、CD两导轨，端点A与C间接有电源，若导线中电流为I，导线AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小( )A．F＝BIdB．F＝BId sin θC．F＝BId sin θD．F＝BId cos θ【解析】选C。
安培力专练答案
安培力专练答案1.【答案】BC A.根据右手定则分析可知，在导线产生的磁场方向相同，且两导线与导线距离最近，则受安培力最大，故A错误；B.和做比较，、在处产生磁场会抵消，、在处产生磁场会叠加，则受安培力最小，故B正确；C.根据右手定则分析可知，处磁场方向垂直竖直面向里，由左手定则判断，安培力向左，故C正确；D.反向则可知所受的安培力方向相反，故D错误；故选BC。
2.【答案】导线的粗细相同、材料相同，由电阻定律可知：导线越长，电阻越大，由可知：导线电流最小，而导线电流最大，四段导线的有效长度都相同，由知，段受到的安培力最大，而段受到的安培力最小，由左手定则可知，它们的安培力的方向均相同，故AD 正确，BC错误。
故选AD。
3.【答案】【解析】解析：选C若导电圆环上通有如题图所示的恒定电流，由左手定则可得导电圆环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为，、、D正确．4.【答案】要求所加磁场的磁感强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值。
由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向线不变，由力的矢量三角形可知，安培力的最小值为安培力与绳子的拉力垂直，即：。
有：，得：，由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上。
故D正确，ABC错误。
故选：。
5.答案：D如图所示，导线在S极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；同理当导线在N极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，正上方时为零，故摩擦力先减小后增大．磁铁受到的磁场力始终有向下的分力，所以支持力始终大于重力．故ABC错误，D正确；故选：D．6.【答案】A、设半圆的半径为，则、两点间的距离为，导线中电流在点产生的磁场的磁感应强度大小为，同理，其在点产生的磁场的磁感应强度大小为，则，选项A错误B、对导线受力分析可知，导线受重力、安培力和弹力的作用，其受力分析如图所示：设、两导线间的距离为，由力的矢量三角形与几何三角形相似可得，解得，，选项B错误;C、由于两导线之间的距离d越来越小，故两导线之间的安培力F也越来越小，选项C错误;D、当导线b在A处时，导线b受到的安培力大小为，当导线b在D处时，导线b受到的安培力大小为，故有，解得，选项D正确。
安培力综合练习题___经典_(含答案)
安培力综合练习题___经典_(含答案)安培力作用下导体的运动例1．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图355所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是 ( )A ．都绕圆柱体转动B ．彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C ．彼此相向运动，电流大的加速度大D ．彼此背向运动，电流大的加速度大答案 B安培力作用下导体的平衡例2．如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( ) A.mg Il tan θ，竖直向上 B.mg Il tan θ，竖直向下C.mg Il sin θ，平行悬线向下 D.mg Ilsin θ，平行悬线向上 答案 D安培力和牛顿第二定律的结合例3．澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到10 km /s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图357所示，若轨道宽为2 m ，长为100 m ，通过的电流为10 A ，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度 (轨道摩擦不计)答案 55 T练习题组一 安培力作用下导体的运动1．把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图．当开关S 接通后，将看到的现象是( )A ．弹簧向上收缩B ．弹簧被拉长C ．弹簧上下跳动D ．弹簧仍静止不动答案 C2．通有电流的导线L 1、L 2处在同一平面(纸面)内，L 1是固定的，L 2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O 为L 2的中心)，各自的电流方向如图359所示．下列哪种情况将会发生( )A ．因L 2不受磁场力的作用，故L 2不动B ．因L 2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L 2不动C ．L 2绕轴O 按顺时针方向转动D ．L 2绕轴O 按逆时针方向转动答案 D3.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图3510所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a 到b 的电流，则导线ab 受磁场力方向后的运动情况为( )A ．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B ．从上向下看顺时针转动并远离螺线管C ．从上向下看逆时针转动并远离螺线管D ．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案 D4．一个可以自由运动的线圈L 1和一个固定的线圈L 2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L 1将( )A ．不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．向纸面内平动答案 B题组二 通电导线在磁场中的平衡5．如图3512所示条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止．下列结论正确的是( )A ．磁铁对水平面的压力减小B ．磁铁对水平面的压力增大C ．磁铁对水平面施加向左的静摩擦力D ．磁铁所受的合外力增加答案 BC6．质量为m 的通电细杆ab 置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆ab 与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图3513所示．图中的四个侧视图中，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( )答案 AB7．如图3514所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C .金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小答案 A8．如图所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的砝码，使天平平衡．然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为2×10－2kg的砝码，才能使天平重新平衡．求磁场对bc边作用力的大小．若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I＝0.1 A，bc边长度为10 cm，求该磁场的磁感应强度．(g取10 m/s2)答案0.1 N 1 T9．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6×10－2 kg的通电直导线，电流I＝1 A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)答案 5 s10．如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，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R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力大小．答案(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N11．如图3518所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L＝0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G＝3 N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2，电源的电动势E＝10 V、内阻r＝0.1 Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)答案1．9 Ω≤R≤9.9 Ω.题组三安培力与牛顿运动定律的综合应用12．如图3519所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为0.2 T，一根质量为0.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流突然增大为8 A时，求金属棒能获得的加速度的大小．答案 2 m/s213．据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图3520所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离L＝0.10 m，导轨长x＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为v＝2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响．答案6×104 A。
高二物理人教版《磁场》安培力题型专项训练
目录一、安培力方向的判定 (2)二、安培力大小的计算 (4)三、安培力的平衡、极值问题 (8)一、安培力方向的判定【基础题】1、（单选）把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直2、（单选）如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中正确的是()3、画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．4、（单选）下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和所受安培力F的方向，其中图示正确的是()【提高题】5、（单选）如图所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)()A．顺时针方向转动同时靠近导线ABB．逆时针方向转动同时离开导线ABC．顺时针方向转动同时离开导线ABD．逆时针方向转动同时靠近导线AB6、（单选）如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)()A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升7、（单选）通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示．下列哪种情况将会发生()A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动二、安培力大小的计算【基础题】8、（单选）长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ9、把长L＝0.15 m的导体棒置于磁感应强度B＝1.0×10－2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示，若导体棒中的电流I ＝2.0 A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F＝________ N，安培力的方向为竖直向________．(选填“上”或“下”)【提高题】10、（单选）如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0B．0.5BIlC．BIl D．2BIl11、（单选）如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB＝BC＝CD＝DE＝l，且∠C＝120°、∠B＝∠D＝150°.现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为()A.23BIlB.(2＋3 2)BIlC.(2＋3)BIlD.4BIl12、（单选）如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一正方形刚性线圈，边长为L，匝数为n，线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内.某时刻，线圈中通过大小为I 的电流，则此线圈所受安培力的大小为()A.2BILB.12nBIL C.nBIL D.2nBIL13、（单选）如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB14、如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，则各导线所受到的安培力的大小分别为：F A＝，F B＝，F C＝，F D＝.15、（单选）如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于竖直向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三导体棒受到的安培力大小关系为()A.F a＞F b＞F cB.F a＝F b＝F cC.F b＜F a＜F cD.F a＞F b＝F c16、（单选）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()17、（单选）如图所示，一个边长为L 、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，若通以图示方向的电流(从A 点流入，从C 点流出)，电流强度为I ，则金属框受到的磁场力为( )A.0B.BIL 2C.BILD.2BIL三、安培力的平衡、极值问题18、如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L .有大小为B 的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L ，质量为m ，水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？19、一根长L ＝0.2 m 的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I ＝5 A 的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B ＝0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)20、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R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，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？21、如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m＝0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a、I＝3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力．(g＝10 m/s2)22、（单选）如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流D．使电流反向23、（单选）如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动)()A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用24、（单选）如图所示，用两根轻细悬线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mg Il tan θ，竖直向上B.mg Il tan θ，竖直向下C.mg Il sin θ，平行悬线向下D.mg Il sin θ，平行悬线向上。
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1．如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将固定挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通有垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是（）
A．弹簧长度将变长，N1> N2
B．弹簧长度将变短，N1> N2
C．弹簧长度将变长，N1< N2
D．弹簧长度将变短，N1< N2
2．如图，在与磁感应强度为B的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s的导线，量得导线的两个端点间的距离ab=d，导线中通过的电流为I，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是（）A．大小为BIs，方向沿ab指向b
B．大小为BIs，方向垂直ab
C．大小为BId，方向沿ab指向a
D．大小为BId，方向垂直ab
3．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，通过L1、L2、L3中的电流大小相等，L1、L2中的电流方向垂直纸面向里，L3中的电流方向垂直纸面向外，在三根导线与纸面的交点所构成的等边三角形的中心上放有一电流方向垂直纸面向外的通电长直导线则该导线受到的安培力的方向为（）
A．指向L1
B．指向L2
C．背离L3
D．指向L3
4．关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是（）
A．B．C．D．
5．利用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差。
供选择的器材有：A．电流表A（0-0.6A）
B．电压表V1（0-3V）
C．电压表V2（0-15V）
D．滑动变阻器R1（0-20Ω）
E.滑动变阻器R2（0-200Ω）
F.定值电阻R0=1Ω
G.开关一个,导线若干
（1）实验中电压表应选用______,滑动变阻器应选用______（选填相应器材前的字母）
（2）某位同学记录了6组数据,对应的点已经标在坐标纸上。
并根据所画图线可得出干电池的电动势E=______V,内电阻r=______。
（结果均保留两位有效数字）
6．如图所示，两平行金属导轨间的距离L =0.4m ，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B =0.5T 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
金属导轨的一端接有电动势E =6V 、内阻r =1Ω的直流电源。
现把一个质量m =0.04kg 的导体棒ab 放在金属导轨上，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R 0=2.75Ω，金属导轨电阻不计，g 取10m/s 2。
已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：
（1）导体受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
（3）若感应强度的大小和方向可以改变，为了使导体静止在斜面上且对斜面无压力，此处磁场的磁感应强度B′的大小和方向。
7．如图所示，两平行金属导轨间的距离0.40L m =，金属导轨所在的平面与水平面夹角37θ=︒，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度0.50B T =、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。
金属导轨的一端接有电动势 4.5E V =、内阻0.50r =Ω的直流电源。
现把一个质量0.04m kg =的导体棒ab 放在金属导轨上，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0 2.5R =Ω，金属导轨的电阻不计，g 取210/m s 。
已知sin370.6︒=，cos370.8︒=。
（1）求导体棒受到的摩擦力大小和方向。
（2）若磁场方向改为竖直向上，其他条件不变，导体棒仍静止，求导体棒所受的摩擦力大小。
参考答案
1．B
【详解】
开始时条形磁铁受重力和支持力，二力平衡，故弹簧处于原长，磁铁对水平面的压力等于磁铁的重力；增加通电导体棒后，根据条形磁铁磁感线分布情况得到导体棒所在位置磁场方向如图所示，由左手定则可判断出导体棒所受安培力方向如图所示.由牛顿第三定律可知，条形磁铁受到导体棒的作用力斜向左上方，故条形磁铁对水平面的压力减小，同时弹簧缩短.
A ．弹簧长度将变长，N 1> N 2，与结论不相符，选项A 错误；
B ．弹簧长度将变短，N 1> N 2，与结论相符，选项B 正确；
C ．弹簧长度将变长，N 1< N 2，与结论不相符，选项C 错误；
D ．弹簧长度将变短，N 1< N 2，与结论不相符，选项D 错误；
2．D
【详解】
导线的等效长度为d ，则所受的安培力为F=BId ，由左手定则可知方向垂直ab 。
故选D 。
3．D
【分析】
根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理，判断三条直导线对中心处的合力方向．
【详解】
根据同向电流相吸，异向电流相斥的原理可知，L 1和L 2对放在中心处的导线均为斥力，合力的方向指向L 3；L 3对放在中心处的导线为吸引力，方向指向L 3；则三条直导线对放在中心处的导线的作用力的合力方向指向L 3；故选
D.
4．A
【解析】
试题分析：通电导线周围的磁场方向，由右手螺旋定则来确定．
解：A 、伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针．故A 正确；
B 、伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针．而图为顺时针，故B 错误；
C 、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故C 错误；
D 、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故D 错误；
故选A
点评：右手螺旋定则也叫安培定则，当直导线时，右手大拇指方向为电流的方向，四指环绕方向为磁场方向；当环形导线时，四指环绕方向为电流方向，右手大拇指方向为环内的磁场方向．
5．B D 1.5 0.14
【详解】
（1）[1][2]一节干电池的电动势约为1.5V ，故电压表选择B ，电流表量程为0.6A ，故滑动变阻器应该选择D 。
（2）[3][4]电源的U I 图像如图所示，从数据可以看出，定值电阻0R 应该连入电路，故
该图像与纵轴截距为电动势，斜率为0k r R =+，故
1.5V E =
00.14r k R =-=Ω
6．（1）0.32N （2）0.08 N 方向沿斜面向下（3）0.625T ，方向水平向左
【解析】
【分析】
（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，并根据安培力的公式F=BIL 求出安培力的大小；（2）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小；（3）若导体棒静止在斜面上且对斜面没有压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，并根据受力平衡来确定磁感应强度的大小和方向．
【详解】
（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
导体棒受到的安培力：
（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力为：
由于小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力
根据共点力平衡条件有：
代入数据得：f=0.08N （3）若导体棒静止在斜面上且对斜面没有压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，即： 解得： 根据左手定则可以判定，磁场的方向水平向左．
【点睛】
解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力．
【详解】
解：(1)由闭合电路欧姆定律可得：0 1.5A E I R r
==+ 导体棒所受的安培力：0.3N F BIL ==，方向沿导轨向上
由平衡条件可得：sin 0.06N f F mg θ=-=，方向沿导轨向下
(2)若磁场方向改为竖直向上，则安培力0.3N F BIL '==，方向水平向右 由平衡条件可得：sin cos 0f mg F θθ''
=-=。