高二物理磁学安培定则.docx

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高二物理磁学安培定则

高二物理磁学--安培定则

满分:

0

班级：

_________  姓名：

_________  考号：

_________  

一、单选题（共9小题）

1．

由导线组成的直角三角形框架放在匀强磁场中，若导线框中通以如图方向的电流时，导线框将（  ）

A．沿与ab边垂直的方向加速运动

B．仍然静止

C．以c为轴转动

D．以b为轴转动

2．

如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（  ）

A．如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是N极

B．如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是N极

C．无论如何台秤的示数都不可能变化

D．台秤的示数随电流的增大而增大

3．如图所示，带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（  ）

A．N极竖直向上

B．N极竖直向下

C．N极沿轴线向右

D．N极沿轴线向左

4．

如图所示的四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（  ）

A．图甲中，导线通电后磁针发生偏转

B．图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用

C．图丙中，当电流方向相同时，导经相互靠近

D．图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离

5．

下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是（  ）

A．

B．

C．

D．

6．

为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：

地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。

在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（  ）

A．

B．

C．

D．

7．

图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里．在电键S接通后，导线D所受磁场力的方向是（  ）

A．向上

B．向下

C．向左

D．向右

8．

在地球表面上某一区域，用细线悬挂在一小磁针的重心位置，周围没有其他磁源，静止时发现小磁针的N极总是指向北偏下方向，则该区域的位置可能是（  ）

A．赤道

B．南半球（极区除外）

C．北半球（极区除外）

D．北极附近

9．

如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是（  ）

A．洛伦兹，小磁针的N极转向纸内

B．法拉第，小磁针的S极转向纸内

C．库仑，小磁针静止不动

D．奥斯特，小磁针的N极转向纸内

二、多选题（共12小题）

10．

如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是（  ）

A．通过abcd平面的磁通量大小为L2·B

B．通过dcfe平面的磁通量大小为

C．通过abfe平面的磁通量大小为零

D．通过整个三棱柱的磁通量为零

11．

如图所示，A和B为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法正确的是（  ）

A．两导线间的空间不存在磁场

B．虚线C处磁感应强度为零

C．AC间磁感应强度垂直纸面向里

D．CB间磁感应强度垂直纸面向外

12．

一根长为0．2m、电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0．5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是（  ）

A．0．4N

B．0．2N

C．0．1N

D．0N

13．

质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，如图所示。

已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在下列选项图中所加各种磁场中，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力为零的可能情况是（  ）

A．

B．

C．

D．

14．

根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示：

把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是（  ）

A．增大磁感应强度B的值

B．增大电流I的值

C．减小磁感应强度B的值

D．改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行

15．

极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后，由于地磁场的作用而产生的。

如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小。

此运动形成的原因是（  ）

A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小

B．空气阻力对粒子做负功，使其动能减小

C．与空气分子碰撞过程中粒子的带电量减少

D．越接近两极，地磁场的磁感应强度越大

16．

下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是（  ）

A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向

B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向

D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向

17．

关于电场与磁场，以下说法正确的是（  ）

A．电流周围存在的是电场

B．磁极周围存在磁场

C．磁极与磁极之间通过磁场而相互作用

D．磁极与电流之间一定没有相互作用

18．

有一小段通电导线，长为1cm，电流为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0．1N，则该点的磁感应强度可能是（  ）

A．B=2T

B．B=5T

C．B=1．5T

D．以上情况均有可能

19．

在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直平面导轨向下，有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此时刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上，a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，则（    ） 

A．物块c的质量是2msinθ

B．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能

C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能

D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是

20．如图，平行金属导轨与水平面成θ角，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨间动摩擦因数为μ，若ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时（  ）

A．电阻R1消耗的热功率为Fv／3

B．电阻R1消耗的热功率为Fv／6

C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ

D．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v

21．

一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图所示，那么这束带电粒子可能是（  ）

A．向右飞行的正离子束

B．向左飞行的正离子束

C．向右飞行的负离子束

D．问左飞行的负离子束

三、填空题（共1小题）

22.如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为电源_____极，（填“正”或“负”）螺线管的a端为等效磁极的______极。

（填“N”或“S”）

四、解答题（共1小题）

23.如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m＝5×10－2kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω.两金属导轨一端通过电阻R和电源相连．电阻R＝2Ω，电源电动势E＝6V，电源内阻r＝0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．（导轨光滑）求所加磁场磁感强度的大小和方向．

答案部分

1.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

闭合三角形线框所受安培力的合力为零，所以仍然静止，B项正确，其他三项错误。

答案：

B

2.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

如果台秤的示数增大，则导线给磁铁一个向下的力，即导线受到向上的安培力，则导线所处磁场方向为水平向右，即磁铁的右端为S极，所以左端为N极，故A正确B错误；由于磁铁极性未知，所以磁铁受到的力的方向未知，根据安培力公式可知，电流增大，安培力增大，但台秤的示数可能增大，也可能减小，故CD错误。

答案：

A

3.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

试题分析：

带负电的圆盘转动形成的电流方向与转动的方向相反，根据右手定则，该电流形成的磁场水平向左，所以小磁针静止时N极沿轴线向右。

答案为C.

考点：

本题考查电流形成的磁场的特点。

答案：

C

4.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

图甲中，导线通电后磁针发生偏转表明电流周围能产生磁场；图丙中，当电流方向相同时，导经相互靠近，表明电流周围能产生磁场；图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离，表明电流周围能产生磁场；故选项ACD错误；图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用，表明磁场对电流有力的作用，而不能表明电流周围能产生磁场，故选B。

答案：

B

5.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

根据磁极间的相互作用规律可知，A中N极应该指右；根据右手螺旋定则可知，B中环形导线左端是N极，故小磁针N极应该指左，选项B错误；C中螺线管里边的磁感线向右，故小磁针的N极应该指向右边，选项C正确；D中直导线右边的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极应该指里，选项D错误。

答案：

C

6.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

因为在地球地南极是地磁的N板，根据右手螺旋定则，可知电流的方向由东向西，B正确，A、C、D错误。

答案：

B

7.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场向左；再由左手定则可判断，导线受安培力向上，故A正确。

答案：

A

8.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

因为小磁针的N极总是指向北偏下方向，而在地球的北半球的地磁场方向为北偏下，故此位置为北半球，选项C正确.

答案：

C

9.考点：

1、磁现象和磁场

试题解析：

此实验是物理学家奥斯特所做的，由右手定则可知，导线下方的磁场方向垂直纸面向里，故小磁针的N极转向纸内，选项D正确.

答案：

D

10.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

abcd平面在垂直于B方向的投影

，所以Φ=BS⊥=

，选项A错误；dcfe平面与B垂直，S=

，所以Φ=

，选项B正确；abfe平面与B平行，S⊥=0，Φ=0，选项C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ=0，选项D正确。

答案：

B,C,D

11.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

设通电导线A、B在空间产生的磁场分别是BA、BB，根据安培定则，通电导线A在AB间产生的磁场垂直纸面向里，而通电导线B在AB间产生的磁场垂直纸面向外，又因IA=IB，故在AC区，BA>BB，合磁场方向垂直于纸面向里，在BC区，BA

答案：

B,C,D

12.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

据安培力的定义，当磁感应强度B与通电电流I方向垂直时，磁场力有最大值为Fmax=BIL=0．5×2×0．2N=0．2N。

当两者方向平行时，磁场力有最小值为0。

随着二者方向夹角的不同，磁场力大小可能在0．2N与0之间取值。

答案：

B,C,D

13.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

要使静摩擦力为零，如果FN=0，必有Ff=0。

图B选项中安培力的方向竖直向上，与重力的方向相反，可能使FN=0，B是正确的；如果FN≠0，则导体棒除受静摩擦力Ff以外的其他力的合力只要为零，那么Ff=0。

在图A选项中，导体棒所受的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能为零，则导体棒所受静摩擦力可能为零。

C、D选项中，从导体棒所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体棒所受静摩擦力不可能为零，故正确的选项应为A、B。

答案：

A,B

14.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

要提高电磁炮的发射速度，在加速距离不变的情况下，需要增大安培力，根据安培力公式F＝BIL，可以增加磁感应强度B、增加电流I，故A、B选项正确，C选项错误；磁感应强度B的方向与炮弹前进方向平行时，安培力减小为零，D选项错误。

答案：

A,B

15.考点：

5、运动电荷在磁场中受到的力

试题解析：

洛伦兹力提供了粒子做圆周运动的向心力，方向时刻与运动方向垂直，不做功，故A选项错误；qvB＝m

，解得r＝

，空气阻力对粒子做负功，使粒子动能减小，速度减小，导致轨道半径变小，故B选项正确；粒子的带电量减小，根据r＝

可知，轨道半径将变大，故C选项错误；地磁场的磁感应强度变强，轨道半径将减小，故D选项正确。

答案：

B,D

16.考点：

2、磁感应强度

试题解析：

磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。

但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。

答案：

B,D

17.考点：

1、磁现象和磁场

试题解析：

电流能产生磁场，在电流的周围有磁场存在，不论是磁极和磁极之间还是电流与电流之间、磁极与电流之间，都有相互作用的磁场力，磁场是一种特殊物质，它的基本性质是对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用。

故本题的正确选项为B、C。

答案：

B,C

18.考点：

2、磁感应强度

试题解析：

如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，F=0．1N，那么该点的磁感应强度为B=T=2T；如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，那么受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时受力将大于0．1N，由定义式可知，B应大于2T，选项A、B正确。

答案：

A,B

19.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降则c所受重力和绳的拉力大小平衡．由b平衡可知，安培力大小F安=mgsinθ，由a平衡可知F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ，由c平衡可知F绳=mcg；因为绳中拉力大小相等，故2mgsinθ=mcg，即物块c的质量为2msinθ，故A正确；b放上之前，根据能量守恒知a增加的重力势能也是由于c减小的重力势能，故B错误；a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知C错误；根据b棒的平衡可知F安=mgsinθ又因为F安=BIL，故

，故D正确；故选AD．

答案：

A,D

20.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

试题分析：

设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻R1=R2=R．电路中感应电动势E=BLv，ab中感应电流为：

，ab所受安培力为：

F=BIL=

  ①，

电阻R1消耗的热功率为：

  ②，

由①②得，

，故B正确，A错误．

整个装置因摩擦而消耗的热功率为：

Pf=fv=μmgcosα•v=μmgvcosα，故C错误；整个装置消耗的机械功率为：

P3=Fv+Pf=（F+μmgcosα）v，故D正确．故选：

BCD．

考点：

法拉第电磁感应定律；电功率；

答案：

BCD

21.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

向左（右）飞行的正（负）离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，选项BC正确。

答案：

B,C

22.考点：

3、几种常见的磁场

试题解析：

试题分析：

在通电螺线管内部的磁场方向是从S到N，b端的磁极为N极，a端的磁极为S极，根据右手螺旋定则可得c端为电源的正极

考点：

考查了右手螺旋定则

答案：

正极 、 S极

23.考点：

4、通电导线在磁场中受到的力

试题解析：

试题分析：

因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向应为水平向右．

ab中的电流I＝

＝

A＝2A

F＝ILB＝mg

B＝

＝

T＝1.25T.

考点：

本题考查力与物体的平衡。

答案：

1.25T，水平向右