學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精PAGE11-學必求其心得，業必貴于專精課時分層作業(十五）探究安培力(時間:40分鐘分值：100分)［基礎達標練］一、選擇題(本題共6小題，每小題6分）1．關于磁感應強度B、電流強度I、導線長L和導線所受磁場力F的關系，下列說法中正確的是(）A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T,I＝1A,L＝1m,則F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A,F＝1N，則B一定等于1TA[當B＝0時，導線一定不受磁場力，F一定為零．但是用B＝eq\f(F,IL)判斷B或計算F時，B一定要和通電導線垂直,沒有垂直這個條件,B＝eq\f（F,IL）不成立．故B、C、D錯誤，A正確．]2．關于通電直導線在磁場中所受的安培力，下列說法正確的是（)A．磁感應強度跟導線所受的安培力成正比B．安培力的方向跟磁感應強度的方向垂直C．磁感應強度的方向跟安培力的方向相同D．通電直導線在磁場中某處受到的安培力為零,則該處的磁感應強度一定為零B[磁感應強度B的大小只決定于磁場本身的性質，跟導線所受的安培力及電流與導線長度均沒有關系，故A錯誤；根據左手定則可知,安培力方向與磁場和電流組成的平面垂直,即與電流和磁場方向都垂直，故B正確，C錯誤；當電流方向與磁場的方向平行，所受安培力為0，而此時的磁感應強度不為零，故D錯誤．]3.如圖所示，光滑絕緣的斜面與水平面的夾角為θ。導體棒ab靜止在斜面上，ab與斜面底邊平行，通有圖示的恒定電流I.空間充滿豎直向上的勻強磁場,磁感應強度大小為B.現緩慢增大θ（0〈θ<90°），若電流I不變，且ab始終靜止在斜面上（不考慮磁場變化產生的影響)，下列說法正確的是(）A．B應緩慢增大 B．B應緩慢減小C．B應先增大后減小 D．B應先減小后增大A[如圖所示，作出側視圖，則可知，金屬棒受重力、支持力及向右的安培力的作用；增大角度，則支持力的方向將向左旋轉,要使棒仍然平衡，則支持力與安培力的合力一直等于重力；則由圖可知,安培力必須增大；故磁感應強度應增大；故選A.]4．如圖所示，O為正方形ABCD的中點,兩根無限長通電直導線PQ、MN與均通過O點（彼此絕緣）且PQ∥AB、MN∥BC，PQ、MN中的電流大小分別為2I和I，方向如圖所示．下列說法正確的是()A．A、B兩點的磁感應強度大小相同B．B、C兩點的磁感應強度大小相同C．A、B兩點的磁感應強度方向相同D．B、C兩點的磁感應強度方向相同C［通電無限長直導線周圍產生的磁場與距離、電流大小相關，距離相同處的磁感應強度大小相同；相同距離處電流越大，磁場越強．設垂直紙面向里為正，MN導線在A、B、C處的磁感應強度分別為－B1、B1、B1；PQ導線在A、B、C處的磁感應強度分別為－B2、－B2、B2;由PQ的電流是MN的兩倍，故B2〉B1；故A、B、C處的磁感應強度的矢量和為－(B1＋B2）、－(B2－B1)、B1＋B2。可知A、C兩點的磁感應強度大小相同；A、B兩點的磁感應強度方向相同．故A、B、D錯誤，C正確．]5．如圖所示，四邊形的通電閉合線框abcd處在垂直線框平面的勻強磁場中，它受到磁場力的合力()A．豎直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．為零D［由題意可知abcd中電流組成一個封閉的電流，其有效長度為零,所以線框abcd所受安培力的合力為零，選項D正確．］6．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，對于下列各圖中，導線所受安培力的大小計算正確的是（)A[A圖中，導線不和磁場垂直，故將導線投影到垂直磁場方向上，故F＝BILcosθ，A正確；B圖中，導線和磁場方向垂直，故F＝BIL，B錯誤；C圖中導線和磁場方向垂直，故F＝BIL，C錯誤;D圖中導線和磁場方向垂直,故F＝BIL,D錯誤．］二、非選擇題(14分）7。如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下,線圈平面面積S＝0。4m2,勻強磁場磁感應強度B＝0。6T,則穿過線圈的磁通量Φ為多少?把線圈以cd為軸順時針轉過120°角，則通過線圈磁通量的變化量為多少？［解析］線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥＝Scos60°＝0。4×0.5m2＝0。2m2穿過線圈的磁通量Φ＝BS⊥＝0。6×0.2Wb＝0.12Wb。線圈以cd為軸順時針方向轉過120°角后變為與磁場垂直,但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量Φ2＝－BS＝－0。6×0。4Wb＝－0.24Wb.故磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ｜＝|－0。24－0.12|Wb＝0。36Wb.[答案]0。12Wb0.36Wb［能力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分）1．（多選)通電矩形導線框abcd與無限長通電直導線MN在同一平面內，電流方向如圖所示，ab邊與MN平行．關于MN的磁場對線框的作用,下列敘述正確的是()A．線框有兩條邊所受的安培力方向相同B．線框有兩條邊所受的安培力大小相同C．線框所受安培力的合力向左D．線框將繞MN轉動BC[通電矩形線框abcd在無限長通電直導線形成的磁場中，受到磁場力的作用，對于ad邊和bc邊，所在的磁場相同，但電流方向相反,所以ad邊、bc邊受磁場力（安培力）大小相同,方向相反,即ad邊和bc邊受合力為零．而對于ab和cd兩條邊，由于在磁場中，離長直導線的位置不同，ab邊近而且由左手定則判斷受力向左，cd邊遠而且由左手定則判斷受力向右，所以ab邊、cd邊受合力方向向左，故B、C選項正確．］2．如圖所示，水平桌面上放置一根條形磁鐵，磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導線，并與磁鐵垂直．當直導線中通入圖中所示方向的電流時，可以判斷出(）A．彈簧的拉力增大,條形磁鐵對桌面的壓力減小B．彈簧的拉力減小,條形磁鐵對桌面的壓力減小C．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力增大D．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力增大A［如圖所示,畫出直導線附近的條形磁鐵的磁感線,由左手定則可知,直導線受向下的安培力，由于力的作用是相互的，因此條形磁鐵受向上的作用力，故A正確．］3．如圖所示，質量m＝0。5kg、長L＝1m的通電導體棒在安培力作用下靜止在傾角為37°的光滑絕緣框架上，磁場方向垂直于框架向下(磁場范圍足夠大），右側回路電源電動勢E＝8V，內電阻r＝1Ω，額定功率為8W、額定電壓為4V的電動機正常工作，(取g＝10m/s2)則（)A．回路總電流為2AB．電動機的額定電流為4AC．流經導體棒的電流為4AD．磁感應強度的大小為1。5TD[電動機正常工作時，有PM＝UIM，代入數據解得IM＝2A，通過電源的電流為I總＝eq\f（E－U,r)＝eq\f(8－4,1）A＝4A,流過導體棒的電流I為I＝I總－IM＝4A－2A＝2A．故A、B、C錯誤；導體棒靜止在導軌上,由共點力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即：F＝mgsin37°＝0.5×10×0。6N＝3N，由安培力的公式F＝BIL，解得B＝1.5T，故D正確．]4．有四條垂直于紙面的長直固定導線．電流方向如圖所示，其中a、b、c三條導線到d導線的距離相等，三條導線與d的連線互成120度角．四條導線的電流大小為都為I，其中a導線對d導線的安培力為F。現突然把c導線的電流方向改為垂直于紙面向外，電流大小不變．此時d導線所受安培力的合力為()A．0 B．FC．eq\r（3）F D．2FD[a導線對d導線的安培力為F，三條導線與d的連線互成120°,因此在c導線的電流方向改變之前，d導線所受安培力的合力為零；當c導線的電流方向改變之后，a、b導線對d導線的安培力夾角為120°，大小為F，因此此兩個安培力的合力為F,方向指向c導線,而c導線對d導線的安培力大小為F，方向指向c導線，那么此時三導線對d導線所受安培力的合力為2F，故A、B、C錯誤,D正確．］二、非選擇題(26分)5．（12分）音圈電機是一種應用于硬盤、光驅等系統的特殊電動機．如圖是某音圈電機的原理示意圖，它由一對正對的磁極和一個正方形剛性線圈構成，線圈邊長為L，匝數為n，磁極正對區域內的磁感應強度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B，區域外的磁場忽略不計．線圈左邊始終在磁場外，右邊始終在磁場內，前后兩邊在磁場內的長度始終相等．某時刻線圈中電流從P流向Q，大小為I.(1）求此時線圈所受安培力的大小和方向；(2)若此時線圈水平向右運動的速度大小為v，求安培力的功率．[解析](1)由左手定則可以判斷出線圈所受安培力的方向水平向右．由于線圈與磁場垂直，故線圈所受安培力的大小F＝nIBL。（2）此時安培力的功率P＝Fv＝nIBLv。[答案］(1)nIBL水平向右（2)nIBLv6．（14分）如圖所示,兩光滑的平行金屬軌道與水平面成θ角，兩軌道間距為L，一金