課時跟蹤檢測(二)安培力作用下的運動和平衡問題1.如圖所示，兩條導線互相垂直，但相隔一小段距離，其中AB是固定的，CD能自由活動，當直流電流按圖示方向通過兩條導線時，導線CD將(從紙外向紙內看)()A．順時針方向轉動，同時靠近導線ABB．逆時針方向轉動，同時靠近導線ABC．逆時針方向轉動，同時遠離導線ABD．順時針方向轉動，同時遠離導線AB2.如圖所示，兩平行直導線cd和ef豎直放置，通以方向相反、大小相等的電流，a、b兩點位于兩導線所在的平面內。則()A．ef導線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里B．ef和cd導線在b點產(chǎn)生的合磁場為零C．cd導線受到的安培力方向向右D．若同時改變兩導線的電流方向，兩導線各自受到的安培力方向不變3.如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質彈簧將擋板和一條形磁體連接起來，此時臺秤讀數(shù)為F1?，F(xiàn)在磁體上方中心偏左位置固定一通電導線，電流方向垂直紙面向里，此時臺秤讀數(shù)為F2。則以下說法正確的是()A．F1>F2 B．F1<F2C．彈簧長度將變長 D．彈簧長度將不變4.如圖所示，在水平地面上固定一對與水平面夾角為θ的光滑平行金屬導軌，頂端接有電源，直導體棒ab垂直兩導軌放置，且與兩導軌接觸良好，整套裝置處于勻強磁場中。下列各選項為沿a→b方向觀察的側視圖，其中所加磁場可能使導體棒ab靜止在導軌上的是()5．(2024·江門高二月考)(多選)如圖所示，用絕緣細繩懸掛一矩形導線框且導線框底邊水平，導線框通有逆時針方向的電流(從右側觀察)，在導線框的正下方，垂直于導線框平面有一直導線PQ，現(xiàn)在PQ中通以水平向左的電流，在短時間內，下列說法正確的是()A．從上往下觀察導線框逆時針轉動B．從上往下觀察導線框順時針轉動C．細繩受力會變得比導線框重力大D．細繩受力會變得比導線框重力小6.如圖所示是一位同學制作的實驗裝置：輕彈簧豎直懸掛，下端恰與銅片接觸。當開關閉合后，彈簧時伸時縮，燈泡時明時暗。關于這個實驗現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．有電流通過彈簧時，各匝環(huán)形電流互相吸引致使彈簧收縮B．有電流通過彈簧時，各匝環(huán)形電流互相排斥致使彈簧伸長C．彈簧收縮與銅片分離時，通過燈泡的電流較小，燈泡較暗D．彈簧伸長與銅片接觸時，通過燈泡的電流較大，燈泡明亮7.(多選)如圖所示，質量為m、長度為l的金屬棒放置在橫截面為eq\f(1,4)圓弧的光滑軌道上，軌道處在豎直平面內，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中，當金屬棒通有垂直紙面向外的電流I時，金屬棒靜止于軌道某點，該點與圓心連線和水平方向的夾角為θ，重力加速度為g。則下列說法正確的是()A．勻強磁場的方向豎直向上B．勻強磁場的方向豎直向下C．磁感應強度大小為eq\f(mg,Iltanθ)D．磁感應強度大小為eq\f(mgtanθ,Il)8.(2024·吉林長春期末)如圖所示，用絕緣細繩豎直懸掛一個匝數(shù)為n的矩形線圈，細繩與拉力傳感器相連，傳感器可以讀出細繩上的拉力大小?，F(xiàn)將線框的下邊MN垂直置于勻強磁場中，MN邊長為L。當導線中通以大小為I的電流時，傳感器的讀數(shù)為F1；只將電流反向，傳感器的讀數(shù)變?yōu)镕2(F2>F1)。重力加速度為g，則可得到()A．減小電流I重復實驗，則F1減小、F2增大B．傳感器讀數(shù)為F2時，MN中電流從M到NC．磁感應強度B＝eq\f(F2－F1,2nIL)D．金屬線框的質量m＝eq\f(F1＋F2,g)9．電磁炮是利用電磁發(fā)射技術制成的一種先進的動能殺傷武器。如圖所示為某型號電磁炮的軌道，該軌道長10m、寬2m。若發(fā)射質量為100g的炮彈，從軌道左端以初速度為零開始加速，當回路中的電流恒為100A時，最大速度可達2km/s，假設軌道間磁場為勻強磁場，不計空氣及摩擦阻力。下列說法正確的是()A．磁場方向豎直向下B．磁場方向水平向左C．電磁炮的最大加速度大小為4×105m/s2D．磁感應強度的大小為100T10．(2024·安徽淮北期末)如圖所示，水平導軌間距L＝1m，導體棒ab的質量m＝0.5kg，與導軌保持良好接觸并與導軌垂直，細線繞過定滑輪，一端懸掛重物，另一端與導體棒相連。電源電動勢E＝6V、內阻r＝1Ω，定值電阻R＝4Ω；外加勻強磁場的磁感應強度大小為B＝0.5T，方向水平向左；導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，不計定滑輪摩擦，不計導軌與導體棒的電阻，細線對ab的拉力為水平方向，取重力加速度g＝10m/s2，導體棒ab處于靜止狀態(tài)。求：(1)導體棒ab受到的安培力；(2)所掛重物的重力G的最大值。11.如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L＝0.4m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導軌所在平面內分布著磁感應強度大小為B＝0.5T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢E＝4.5V、內阻r＝0.5Ω的直流電源。現(xiàn)把一個質量m＝0.040kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止，導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0＝2.5Ω，金屬導軌電阻不計，g取10m/s2，已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通過導體棒的電流；(2)導體棒受到的安培力大??；(3)導體棒受到的摩擦力的大小和方向。課時跟蹤檢測(二)1．選B兩條不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢，假設CD導線轉過90°，此時兩電流為同向電流，相互吸引。所以導線CD逆時針方向轉動，同時靠近導線AB，故B正確，A、C、D錯誤。2．選D根據(jù)安培定則可知，ef導線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，A錯誤；根據(jù)安培定則可知，ef和cd導線在b點產(chǎn)生的磁場方向相同，則合磁場不為零，B錯誤；根據(jù)安培定則可知，ef導線在cd導線處產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外，由左手定則可知，cd導線受到的安培力方向向左，C錯誤；根據(jù)“同向電流相互吸引，反向電流相互排斥”可知，若同時改變兩導線的電流方向，兩導線各自受到的安培力方向不變，D正確。3．選A選通電導線為研究對象，根據(jù)左手定則判斷可知，通電導線受到的安培力方向為斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律分析可知，磁體受到的磁場力方向為斜向左上方，則磁體將向左運動，彈簧被壓縮，所以長度將變短，故C、D錯誤；由于磁體受到的磁場力方向為斜向左上方，對臺秤的壓力減小，則F1>F2，故A正確，B錯誤。4.選B導軌光滑，導體棒靜止在導軌上，部分受力分析如圖所示，所以導體棒一定會受到安培力作用，且方向與重力和支持力的合力方向相反。C、D選項中磁場方向與電流方向平行，導體棒不受安培力；由左手定則可知，A選項中安培力方向水平向左，導體棒不可能平衡；B選項中安培力方向水平向右，導體棒可能平衡，故選B。5．選AC由安培定則判斷出通電直導線PQ在導線框處產(chǎn)生的磁場方向平行于導線框平面從外向里，根據(jù)左手定則可知，導線框外側電流受安培力向右，導線框內側電流受安培力向左，從上往下看，導線框將逆時針轉動，A正確，B錯誤；導線框沿逆時針方向轉動一個小角度后，導線框底邊的電流方向向左，由左手定則可知，其受到的安培力的方向向下，導線框上邊的電流的方向向右，由左手定則可知，其受到的安培力的方向向上，由于直導線在導線框上邊產(chǎn)生的磁感應強度小于直導線在導線框底邊產(chǎn)生的磁感應強度，所以導線框整體受安培力向下，細繩受力會變得比導線框重力大，C正確，D錯誤。6．選A有電流通過彈簧時，各匝環(huán)形電流同向，互相吸引致使彈簧收縮，A正確，B錯誤；彈簧伸長與銅片接觸時，彈簧與燈泡并聯(lián)，電路中總電阻較小，總電流較大，電源內阻分壓較大，燈泡兩端電壓較小，燈泡較暗，同理可知彈簧收縮與銅片分離時，燈泡較明亮，C、D錯誤。7．選BC根據(jù)平衡條件得金屬棒受到的安培力向右，根據(jù)左手定則可知，勻強磁場的方向豎直向下，B正確，A錯誤；根據(jù)平衡條件得BIltanθ＝mg，解得B＝eq\f(mg,Iltanθ)，D錯誤，C正確。8．選C對矩形線圈受力分析，矩形線圈受到重力、拉力和安培力，由于F2>F1，當安培力向下時有F2＝mg＋nIBL，當安培力向上時有F1＝mg－nIBL，聯(lián)立解得B＝eq\f(F2－F1,2nIL)，m＝eq\f(F1＋F2,2g)，減小電流I重復實驗，則F1增大、F2減小，故A、D錯誤，C正確；傳感器讀數(shù)為F2時，矩形線圈受到的安培力向下，根據(jù)左手定則可知，MN中電流從N到M，故B錯誤。9．選D回路中電流方向如題圖所示，發(fā)射方向水平向右，則根據(jù)左手定則可知，磁場方向應豎直向上，故A、B錯誤；由題意可知，炮彈最大速度v＝2km/s，加速距離x＝10m，由初速度為零的勻加速直線運動速度和位移關系v2＝2ax，解得最大加速度大小為a＝2×105m/s2，由牛頓第二定律可得F＝ma，又F＝BIL，聯(lián)立解得B＝100T，故C錯誤，D正確。10．解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，回路中的電流為I＝eq\f(E,r＋R)＝eq\f(6,1＋4)A＝1.2A則導體棒ab受到的安培力大小為F安＝BIL＝0.5×1.2×1N＝0.6N根據(jù)左手定則可知，安培力方向垂直ab向下。(2)設所掛重物的重力的最大值為Gm，根據(jù)受力平衡可得Gm＝fmax又fmax＝μN＝μ(mg＋F安)聯(lián)立解得Gm＝2.8N。答案：(1)0.6N，方向垂直ab向下(2)2.8N11．解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I＝eq\f(E,R0＋r)＝