1.2安培力的應(yīng)用同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第二冊一、選擇題（共15題）1．直流電動機(jī)工作時，通電線圈在磁場中能連續(xù)轉(zhuǎn)動是由于A．靠換向器不斷改變線圈中的電流方向B．全靠線圈轉(zhuǎn)動的慣性C．靠磁場方向不斷改變D．通電線圈在磁場中任何時候都受力2．如圖，是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布，線圈中a、b兩導(dǎo)線通以圖示方向的電流，則下列說法正確的是A．該磁場是勻強(qiáng)磁場B．線圈平面總與磁場方向垂直C．線圈將順時針方向轉(zhuǎn)動D．磁電式電流表的優(yōu)點是靈敏度很高，而且可以通過很大的電流3．1873年奧地利維也納世博會上，比利時出生的法國工程師格拉姆在布展中偶然接錯了導(dǎo)線，把另一直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電接到了他自己送展的直流發(fā)電機(jī)的電流輸出端．由此而觀察到的現(xiàn)象導(dǎo)致了他的一項重要發(fā)明，從而突破了人類在電能利用方面的一個瓶頸．此項發(fā)明是A．新型直流發(fā)電機(jī) B．直流電動機(jī)C．交流電動機(jī) D．交流發(fā)電機(jī)4．物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用．下面列舉的四種器件中，在工作時利用安培力的是A．電動機(jī) B．回旋加速器 C．電磁爐 D．質(zhì)譜儀5．關(guān)于磁電式電流表內(nèi)的磁鐵和鐵芯之間的均勻輻向分布的磁場，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，方向相同B．使線圈平面始終與磁感線平行C．使線圈上與軸平行的導(dǎo)線所受的安培力始終與線圈平面平行D．線圈上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等6．電磁炮是一種新式兵器，炮彈的出射速度可達(dá)當(dāng)前海軍艦炮的3倍以上，其原理是利用磁場產(chǎn)生的安培力來對金屬炮彈進(jìn)行加速。圖為電磁炮的示意圖，兩根間距為的光滑平行金屬導(dǎo)軌、固定在水平面內(nèi)，質(zhì)量為的金屬炮彈垂直于、放在軌道上，距軌道右端的距離為，整個裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，閉合開關(guān)后，恒流源輸出的電流恒為，炮彈由靜止開始加速距離后脫離導(dǎo)軌高速射出，不計導(dǎo)軌及導(dǎo)體棒的電阻，不計空氣阻力，則此過程中恒流源輸出的最大功率為（　　）A． B． C． D．7．實驗室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表。這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的。當(dāng)線圈通以如圖乙所示的電流，下列說法不正確的是（　　）A．線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行B．線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉(zhuǎn)動C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置，b端受到的安培力方向向上D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置，安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動8．如圖所示，某學(xué)習(xí)興趣小組制作了一簡易電動機(jī)，此裝置中的銅線圈能在豎直平面內(nèi)在磁場作用下從靜止開始以虛線OO′為中心軸轉(zhuǎn)動起來，那么（　?。?/span>A．若磁鐵上方為N極，從上往下看，銅線框?qū)㈨槙r針旋轉(zhuǎn)B．若磁鐵上方為S極，從上往下看，銅線框?qū)㈨槙r針旋轉(zhuǎn)C．不管磁鐵上方為N級還是S極，從上往下看，銅線框都將逆時針旋轉(zhuǎn)D．線圈加速轉(zhuǎn)動過程電池的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為線圈的動能9．電磁軌道炮工作原理如圖4所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場（可視為勻強(qiáng)磁場），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是（　?。?/span>A．只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍B．只將電流I減為原來的一半C．只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D．將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍，其他量不變10．如圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，如圖乙所示，邊長為l的正方形線圈中通以電流I，線圈中的某一條a導(dǎo)線電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向內(nèi)，a、b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.則(　　)A．該磁場是勻強(qiáng)磁場B．該線圈的磁通量為Bl2C．a導(dǎo)線受到的安培力方向向下D．b導(dǎo)線受到的安培力大小為BIl11．如圖甲所示，電磁炮是一種新型的兵器，其射程甚至可達(dá)數(shù)百公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)炮彈．它的主要原理如圖乙所示，當(dāng)彈體中通以強(qiáng)電流時，彈體在強(qiáng)大的磁場力作用下加速前進(jìn)，最后從炮口高速射出．設(shè)兩軌道間距離為0.10m，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為40T，電流2000A，軌道長度為20m，不考慮電流產(chǎn)生的磁場對勻強(qiáng)磁場強(qiáng)度的影響，則A．若不計任何阻力，質(zhì)量為20g的炮彈最終獲得的速度為400m/sB．若不計任何阻力，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍，則炮彈獲得的速度也加倍C．若阻力大小一定，軌道長度加倍，速度變?yōu)?/span>倍D．若阻力大小一定，電流加倍，速度變?yōu)?/span>倍12．如圖甲為磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，圖乙為極靴和鐵質(zhì)圓柱間的磁場分布，線圈、兩邊通以圖示方向的電流，線圈兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。則（       ）A．該磁場為勻強(qiáng)磁場B．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動C．線圈平面總與磁場方向垂直D．線圈轉(zhuǎn)動過程中兩邊、受安培力大小不變13．如圖所示，電磁炮是一種新型的發(fā)射炮彈的裝置．把待發(fā)射的炮彈放在勻強(qiáng)磁場中的兩平行導(dǎo)電導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以大電流，炮彈作為一個載流導(dǎo)體在磁場作用下沿導(dǎo)軌加速，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度．下列各俯視圖中正確表示磁場B方向的是(   )A． B．C． D．14．電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的殺傷武器．如圖為電磁軌道炮的原理示意圖，圖中虛線表示電流方向，磁場垂直于軌道平面．下列說法正確的有A．磁場的方向可能垂直于軌道向上B．改變電流的方向不影響炮彈的發(fā)射方向C．磁場的強(qiáng)弱與炮彈的速度無關(guān)D．電流越大，炮彈的最大速度越大15．一新型電磁船的船體上安裝了用于產(chǎn)生強(qiáng)磁場的超導(dǎo)線圈，在兩船舷之間裝有電池，導(dǎo)電的海水在磁場力作用下即可推動該船前進(jìn)。如圖是電磁船的簡化原理圖，其中MN和PQ是與電池相連的導(dǎo)體，MN、PQ、電池與海水構(gòu)成閉合回路，且與船體絕緣，要使該船水平向左運(yùn)動，則超導(dǎo)線圈在MNPQ所在區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向是（       ）A．豎直向上 B．豎直向下 C．水平向左 D．水平向右二、填空題（共4題）16．磁電式電流表（1）原理：安培力與電流的關(guān)系，通電線圈在磁場中受到______而偏轉(zhuǎn)，線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測電流就______根據(jù)指針的______，可以知道被測電流的方向．（2）構(gòu)造：______、______、螺旋彈簧、指針、極靴．（3）特點：極靴與鐵質(zhì)圓柱間的磁場沿______方向，線圈無論轉(zhuǎn)到什么位置，它的平面都跟磁感線______，且線圈左右兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小______。（4）優(yōu)點：靈敏度高，可以測出______的電流。缺點：線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流______。17．甲圖是直流電動機(jī)的原理圖，乙圖是其平面圖，若此時線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，，其長度為，，其長度為，通入線圈的電流強(qiáng)度為I。          (1)請在乙圖中畫出該磁鐵產(chǎn)生的磁感線的分布情況_______；(2)在乙圖中標(biāo)出線圈的受力方向并寫出受力的大小______；(3)線圈的轉(zhuǎn)動方向是___________（選填“順時針”或“逆時針”）。18．如圖所示，為一種磁電式儀表的原理圖，可用它來測定電流的大小。無電流時，指針指在左邊。當(dāng)有電流時指針偏向右邊，則電流從__________接線柱進(jìn)入。19．小明學(xué)了有關(guān)電磁方面的知識后，設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩個裝置(1)為了探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，小華應(yīng)選用_____裝置進(jìn)行實驗。(2)小明選用甲裝置探究有關(guān)知識時，進(jìn)行了如下的操作，其中不能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是___（填序號）①讓導(dǎo)線ab在磁場中斜向上運(yùn)動；②讓導(dǎo)線ab在磁場中沿水平方向左右運(yùn)動③讓導(dǎo)線ab沿豎直方向上下運(yùn)動(3)如果在乙裝置的實驗中，當(dāng)開關(guān)閉合時，發(fā)現(xiàn)直導(dǎo)線ab向左運(yùn)動，若要使導(dǎo)線ab向右運(yùn)動，你采取的措施是____________；(4)甲、乙兩圖的原理分別用于制造____和____。（選填“電動機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）。三、綜合題（共4題）20．電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示。1982年澳大利亞國立大學(xué)制成了能把m=2.2g的彈體（包括金屬桿CD的質(zhì)量）加速到v=10km/s的電磁炮。若軌道寬l=2m，長s=100m，通過的電流為I=10A，（軌道摩擦不計）。則(1)軌道間所加的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多少？(2)磁場力的最大功率多大？21．電磁炮是一種理想的兵器，其原理如圖，若軌道寬2m，通以恒定電流100A，彈體質(zhì)量為（包括金屬桿EF的質(zhì)量）10g。該電磁炮能把彈體在t=0.1s的時間內(nèi)從0加速到1000m/s。不計軌道摩擦。(1)彈體加速時的加速度和軌道的長度？(2)軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？(3)磁場力的最大功率為多大？22．兩個相同的全長電阻為36Ω的均勻光滑圓環(huán)，固定于一個絕緣的水平臺面上，兩環(huán)分別在兩個互相平行的，相距為20cm的豎直面內(nèi)，兩環(huán)的圓心連線恰好與環(huán)面垂直，兩環(huán)面間有方向豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場（未畫出），兩環(huán)的最高點A和C間接有一內(nèi)阻為0.5Ω的電源，連接導(dǎo)線的電阻不計。今有一根質(zhì)量為10g，電阻為1.5Ω的棒置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)且可沿環(huán)滑動，而棒恰好靜止于如圖所示的水平位置，它與圓弧的兩接觸點P、Q和圓弧最低點間所夾的弧對應(yīng)的圓心角均為，取重力加速度。試求此電源電動勢E的大小。23．磁軌炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動能殺傷武器。它利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力，可大大提高彈丸的速度和射程。其加速原理如圖所示，炮彈在導(dǎo)軌的一端，通過電流后炮彈會被安培力加速，而高速射出。某磁軌炮導(dǎo)軌長，兩導(dǎo)軌之間的距離。軌道間磁場可認(rèn)為是磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量的炮彈受安培力而在軌道內(nèi)勻加速運(yùn)動，若其從右側(cè)出口射出的速度為，忽略一切摩擦力。求：（1）磁場的方向；（2）通過導(dǎo)軌的電流大小；（3）若炮彈所在電路的總電阻為，求發(fā)射炮彈時裝置所消耗的總能量。
參考答案：1．A2．C3．B4．A5．B6．C7．C8．A9．D10．D11．C12．D13．B14．D15．B16．     安培力     越大     偏轉(zhuǎn)方向     磁體     線圈     半徑     平行     相等     很弱     很弱17．          、     順時針18．a19．     甲     ③     將磁鐵N、S極對調(diào)（或?qū)⑦B接電源兩極的導(dǎo)線對調(diào)）     發(fā)電機(jī)     電動機(jī)20．(1)55T；(2) 1.1×10 7 W21．(1)，50m；(2)；(3)22．23．（1）垂直紙面向里；（2）；（3） 

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