一、安培力方向的判定
【基礎題】
1、(單選)把一小段通電直導線放入磁場中,導線受到安培力的作用,關於安培力的方向,下列說法中正確的是( )
A.安培力的方向一定跟磁感應強度的方向相同
B.安培力的方向一定跟磁感應強度的方向垂直,但不一定跟電流方向垂直
C.安培力的方向一定跟電流方向垂直,但不一定跟磁感應強度方向垂直
D.安培力的方向既跟磁感應強度方向垂直,又跟電流方向垂直
2、(單選)如圖所示的勻強磁場中,已經標出了電流I和磁場B以及磁場對電流作用力F三者的方向,其中正確的是( )
3、畫出圖中通電導體棒ab所受的安培力的方向(圖中箭頭方向為磁感線的方向).
4、(單選)下列圖中分別標出了一根放置在勻強磁場中的通電直導線的電流I、磁場的磁感應強度B和所受安培力F的方向,其中圖示正確的是( )
【提高題】
5、(單選)如圖所示,兩條導線相互垂直,但相隔一段距離.其中AB固定,CD能自由活動,當直線電流按圖示方向通入兩條導線時,導線CD將(從紙外向紙裡看)( )
A.順時針方向轉動同時靠近導線AB
B.逆時針方向轉動同時離開導線AB
C.順時針方向轉動同時離開導線AB
D.逆時針方向轉動同時靠近導線AB
6、(單選)如圖所示,有一通電直導線放在蹄形電磁鐵的正上方,導線可以自由移動,當電磁鐵線圈與直導線中通以圖示的電流時,有關直導線運動情況的說法中正確的是(從上往下看)( )
A.順時針方向轉動,同時下降
B.順時針方向轉動,同時上升
C.逆時針方向轉動,同時下降
D.逆時針方向轉動,同時上升
7、(單選)通有電流的導線L1、L2處在同一平面(紙面)內,L1是固定的,L2可繞垂直紙面的固定轉軸O轉動(O為L2的中心),各自的電流方向如圖所示.下列哪種情況將會發生( )
A.因L2不受磁場力的作用,故L2不動
B.因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡,故L2不動
C.L2繞軸O按順時針方向轉動
D.L2繞軸O按逆時針方向轉動
二、安培力大小的計算
【基礎題】
8、(單選)長度為L、通有電流為I的直導線放入一勻強磁場中,電流方向與磁場方向如圖所示,已知磁感應強度為B,對於下列各圖中,導線所受安培力的大小計算正確的是( )
A.F=BILcos θ B.F=BILcos θ
C.F=BILsin θ D.F=BILsin θ
9、把長L=0.15 m的導體棒置於磁感應強度B=1.0×10-2 T的勻強磁場中,使導體棒和磁場方向垂直,如圖所示,若導體棒中的電流I=2.0 A,方向向左,則導體棒受到的安培力大小F=________ N,安培力的方向為豎直向________.(選填「上」或「下」)
【提高題】
10、(單選)如圖所示,長為2l的直導線折成邊長相等、夾角為60°的V形,並置於與其所在平面相垂直的勻強磁場中,磁感應強度為B.當在該導線中通以電流強度為I的電流時,該V形通電導線受到的安培力大小為( )
A.0 B.0.5BIl
C.BIl D.2BIl
11、(單選)如圖所示,一根導線位於磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向裡的勻強磁場中,其中AB=BC=CD=DE=l,且∠C=120°、∠B=∠D=150°.現給這根導線通入由A至E的恆定電流I,則導線受到磁場作用的合力大小為( )
A.23BIl B.(2+3)2)BIl
C.(2+3)BIl D.4BIl
12、(單選)如圖所示,某區域內有垂直紙面向裡的勻強磁場,磁感應強度大小為B.一正方形剛性線圈,邊長為L,匝數為n,線圈平面與磁場方向垂直,線圈一半在磁場內.某時刻,線圈中通過大小為I的電流,則此線圈所受安培力的大小為( )
A.2BIL B.12nBIL C.nBIL D.2nBIL
13、(單選)如圖,一段導線abcd位於磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直於紙面向裡)垂直.線段ab、bc和cd的長度均為L,且∠abc=∠bcd=135°.流經導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示.導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力( )
A.方向沿紙面向上,大小為(2+1)ILB
B.方向沿紙面向上,大小為(2-1)ILB
C.方向沿紙面向下,大小為(2+1)ILB
D.方向沿紙面向下,大小為(2-1)ILB
14、如圖所示,在勻強磁場中放有下列各種形狀的通電導線,電流為I,磁感應強度為B,則各導線所受到的安培力的大小分別為:
FA= ,FB= ,FC= ,FD= .
15、(單選)如圖所示,水平導軌接有電源,導軌上固定有三根導體棒a、b、c,c為直徑與b等長的半圓,長度關係為c最長,b最短,將裝置置於豎直向下的勻強磁場中,在接通電源後,三導體棒中有等大的電流通過,則三導體棒受到的安培力大小關係為( )
A.Fa>Fb>Fc B.Fa=Fb=Fc
C.Fb<Fa<Fc D.Fa>Fb=Fc
16、(單選)如圖所示,用天平測量勻強磁場的磁感應強度.下列各選項所示的載流線圈匝數相同,邊長MN相等,將它們分別掛在天平的右臂下方.線圈中通有大小相同的電流,天平處於平衡狀態.若磁場發生微小變化,天平最容易失去平衡的是( )
17、(單選)如圖所示,一個邊長為L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應強度為B的勻強磁場中,若通以圖示方向的電流(從A點流入,從C點流出),電流強度為I,則金屬框受到的磁場力為( )
A.0 B.BIL2 C.BIL D.2BIL
三、安培力的平衡、極值問題
18、如圖所示,光滑導軌與水平面成α角,導軌寬為L.有大小為B的勻強磁場,方向垂直導軌面,金屬杆長為L,質量為m,水平放在導軌上.當迴路中通過電流時,金屬杆正好能靜止.求:電流的大小為多大?磁感應強度的方向如何?
19、一根長L=0.2 m的金屬棒放在傾角θ=37°的光滑斜面上,並通過I=5 A的電流,方向如圖所示,整個裝置放在磁感應強度B=0.6 T豎直向上的勻強磁場中,金屬棒恰能靜止在斜面上,則該棒的重力為多少?(sin 37°=0.6)
20、水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ,它們之間的寬度為L,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻).現垂直於導軌擱一根質量為m、電阻為R的金屬棒ab,並加一個範圍較大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右上方,如圖所示,問:當ab棒靜止時,受到的支持力和摩擦力各為多少?
21、如圖所示,在與水平方向夾角為60°的光滑金屬導軌間有一電源,在相距1 m的平行導軌上放一質量為m=0.3 kg的金屬棒ab,通以從b→a、I=3 A的電流,磁場方向豎直向上,這時金屬棒恰好靜止.求:
(1)勻強磁場磁感應強度的大小;
(2)ab棒對導軌的壓力.(g=10 m/s2)
22、(單選)如圖所示,一根有質量的金屬棒MN,兩端用細軟導線連接後懸於a、b兩點,棒的中部處於方向垂直紙面向裡的勻強磁場中,棒中通有電流,方向從M流向N,此時懸線上有拉力,為了使拉力等於零,可以( )
A.適當減小磁感應強度 B.使磁場反向
C.適當增大電流 D.使電流反向
23、(單選)如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在條形磁鐵的左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導線,當導線中通以圖示方向的電流時(磁鐵始終未動)( )
A.磁鐵對桌面的壓力減小,且受到向左的摩擦力作用
B.磁鐵對桌面的壓力減小,且受到向右的摩擦力作用
C.磁鐵對桌面的壓力增大,且受到向左的摩擦力作用
D.磁鐵對桌面的壓力增大,且受到向右的摩擦力作用
24、(單選)如圖所示,用兩根輕細懸線將質量為m、長為l的金屬棒ab懸掛在c、d兩處,置於勻強磁場內.當棒中通以從a到b的電流I後,兩懸線偏離豎直方向θ角而處於平衡狀態.為了使棒平衡在該位置上,所需的磁場的最小磁感應強度的大小、方向為( )
A.mgIltan θ,豎直向上 B.mgIltan θ,豎直向下
C.mgIlsin θ,平行懸線向下 D.mgIlsin θ,平行懸線向上
25、(多選)(2019秋·四川期末)如圖所示,用兩根輕質絕緣細線將質量為0.01kg、長為L=10cm的金屬棒ab懸掛在c、d兩處,整個裝置處於勻強磁場中。棒中通以從a到b的電流I=1A,兩懸線偏離豎直方向的夾角0=30°處於平衡狀態,則磁感應強度的大小可能為(重力加速度g=10m/s2)( )
A、0.2T B、0.4T C、0.5T D、1.0T