第03节探究安培力知识点题库

关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是(　　)

A . 电流方向反向时，导体受力方向改变 B . 磁场方向反向时，导体受力方向改变 C . 电流方向和磁场方向同时反向，导体的受力方向改变 D . 电流方向和磁场方向同时反向，导体的受力方向不变

如图所示，在探究电磁感应现象的实验中，下列在闭合线圈中能产生感应电流的是( )

A . 向线圈中快速插入条形磁铁 B . 向线圈中匀速插入条形磁铁 C . 把条形磁铁从线圈中快速拔出 D . 把条形磁铁静止地放在线圈中

如图所示，28根通有同向等大电流的长直导线（彼此绝缘）正好紧密排列在以O为圆心的圆周上，直径BD水平，AC竖直，直导线中电流方向均垂直纸面向外，现将B处的长直导线撤走，而将C处的长直导线平移到圆心O处，则圆心O处的长直导线所受安培力的方向（）

A . 沿∠COB的角平分线向下 B . 沿∠AOB的角平分线向上 C . 沿∠AOD的角平分线向上 D . 沿∠COD的角平分线向下

如图，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四条边分别与x、y轴平行，线圈中通以电流，当空间加上如下哪种磁场时，线圈会转动起来（）

A . 方向沿正z轴的匀强磁场 B . 方向沿负x轴的匀强磁场 C . 方向沿正x轴的匀强磁场 D . 方向沿负y轴的匀强磁场

如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速率ν匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好，已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略．求

（1）电阻R消耗的功率；
（2）水平外力的大小．

如图，A为螺线管，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环，现将A、B、C放置在天平的左盘上，当A中通有电流I时，C悬停在A的上方，天平保持平衡；当调节滑动变阻器，使A中的电流增大时，绝缘磁环C将向上运动，在绝缘磁环C上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力的影响，下列说法中正确的是（）

A . 天平仍然保持平衡 B . 天平左盘先下降后上升 C . 天平左盘先上升后下降 D . 绝缘磁环速度最大时，加速度也最大

如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，矩形线圈长为2L，宽为L，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要线圈以ab边为轴转动60°，求线圈磁通量的变化．

下列说法中正确的是（）

A . 安培力的方向可以不垂直于通电直导线 B . 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C . 将通电直导线从中点折成直角，安培力大小一定变为原来的一半 D . 表征磁场中某点磁场的强弱，是把一小段通电直导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值

如图所示，将一根长为 $\text{[math]}$ 的直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中，当导线通过以 $\text{[math]}$ 的电流时，导线受到的安培力 $\text{[math]}$

（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小
（2）若该导线中通以 $\text{[math]}$ 的电流，试求此时导线所受安培力的大小 $\text{[math]}$ ，并判断安培力的方向．

一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一个匀强磁场中，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(粒子的电荷量不变)，则关于粒子的运动方向和带电性质，下列说法正确的是( )

A . 粒子运动方向从a到b，带正电 B . 粒子运动方向从a到b，带负电 C . 粒子运动方向从b到a，带正电 D . 粒子运动方向从b到a，带负电

如图所示，足够长的两根相距为 0.5 m 的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度 B 为0.8 T 的匀强磁场的方向垂直于导轨平面．两根质量均为 0.04 kg 的可动金属棒 ab 和 cd 都与导轨接触良好，金属棒 ab 和 cd 的电阻分别为 1 Ω和 0.5 Ω，导轨最下端连接阻值为 1 Ω的电阻 R，金属棒 ab 用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为 0.64N．现让 cd 棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断，此过程中电阻 R 上产生的热量为 0.2 J(g 取 10 m/s²)．求：

（1）此过程中 ab 棒和 cd 棒产生的热量 Qab 和 Qcd；
（2）细绳被拉断瞬间，cd 棒的速度 v；
（3）细绳刚要被拉断时，cd 棒下落的高度 h.

如图xoy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B=2B₀cos $\text{[math]}$ x （式中B₀为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R，t=0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是（）

A . 外力F为恒力 B . 线圈在运动过程中合外力对其做功不为零 C . 经过 $\text{[math]}$ ，线圈中产生的电热 $\text{[math]}$ D . t=0时，外力大小 $\text{[math]}$

如图所示，L₁、L₂两水平线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m，电阻为R的梯形线框，上、下底水平且底边长度之比5：1，梯形高2h。该线框从如图位置由静止下落（此时AB边距离L₁高度为h），已知AB刚进入磁场时和AB刚穿出磁场时的重力等于安培力，忽略阻力。在整个运动过程中，说法正确的是（）

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A . AB边是匀速直线穿过磁场的 B . AB边刚进入时，A点电势比B点电势高 C . AB边刚穿出时，电动势为 $\text{[math]}$ D . AB边刚进入和AB边刚穿出的速度之比为4：1

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0.30m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R＝0.40Ω．导轨上停放一质量m＝0.10kg、电阻r＝0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。

（1）判断运动后金属杆中感应电流方向以及其所受磁场力方向；
（2）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
（3）求第2s末外力F的瞬时功率；
（4）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W＝0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。

“旋转的液体”实验，装置如图：装有导电液的玻璃器皿放在上端为S极的蹄形磁铁的磁场中，器皿中心的圆柱形电极与电源负极相连，内壁边缘的圆环形电极与电源正极相连，接通电源后液体旋转起来，从上往下俯视，以下说法正确的是（）

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A . 液体中电流由边缘流向中心；液体逆时针旋转 B . 液体中电流由边缘流向中心；液体顺时针旋转 C . 液体中电流由中心流向边缘；液体逆时针旋转 D . 如果将两磁极对换，电源正负极对换，液体的旋转方向将不改变

如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是（）

A . 磁通量有正负，所以是矢量 B . 若使框架绕OO'转过60°角，磁通量为 $\text{[math]}$ BS C . 若从初始位置绕OO'转过90°角，磁通量为BS D . 若从初始位置绕OO'转过180°角，磁通量变化量为2BS

如图所示，匀强磁场方向水平向右，弯折成90°角的导线abc放在磁场中，导线中通有恒定电流，ab和bc长度相等，开始时bc与磁场平行，ab与磁场垂直，保持电流大小不变让导线在导线所在平面内绕a端顺时针方向缓慢转过45°，则转动过程中整根导线受到的安培力（　　）

A . 大小不断增大 B . 大小始终不变 C . 方向始终不变 D . 方向不断变化

关于磁通量的概念，以下说法中正确的是（　　）

A . 穿过线圈的磁通量为零磁感应强度一定为零 B . 磁通量发生变化，一定是磁感应强度发生了变化 C . 磁感应强度较大，穿过闭合回路的磁通量可能较小 D . 磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过闭合回路的磁通量也越大

霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系 $\text{[math]}$ ，如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿 $\text{[math]}$ 方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，沿 $\text{[math]}$ 方向，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿 $\text{[math]}$ 方向。

（1）判断刚加磁场瞬间自由电子受到的洛伦兹力方向；
（2）若自由电子定向移动在沿 $\text{[math]}$ 方向上形成的电流为 $\text{[math]}$ ，求单个自由电子由于定向移动在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力大小 $\text{[math]}$ ；
（3）霍尔电场建立后，自由电子与空穴在z方向定向移动的速率介别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 时间内运动到半导体z方向的上表面的自由电子数与空穴数，并说明两种载流子在z方向上形成的电流应满足的条件。

如图所示为一种新型的电磁船的俯视图，MN、PQ为固定在船上的竖直平行金属板，直流电源接在M、P之间，船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q，若船受到海水的反冲向左运动，虚线框中的磁场方向应该（）

A . 竖直向下 B . 竖直向上 C . 水平向左 D . 水平向右

第03节 探究安培力 知识点题库

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