1、2023高考物理精品讲练系列学案：安培力 磁电式电表要点一 安培力 即学即用1.如下列图,通电细杆ab质量为m,置于倾角为的导轨上,导轨和杆间不光滑. 通有电流时,杆静止在导轨上.以下列图是四个侧视图,标出了四种匀强磁场的方向,其中摩擦力可能为零的是（ ）答案 AB要点二 磁电式电表 即学即用2.如下列图,abcd是一竖直的矩形导线框,线框面积为S,放在磁感强度为B的均匀水平磁场中,ab边在水平面内且与磁场方向成60角,假设导线框中的电流为I,那么导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于（ ）A.BISB.C.D.由于导线框的边长及固定轴的位置未给出,无法确定答案 B题型1 通电导体在安培
2、力作用下运动方向的判断【例1】如下列图,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是（从上往下看）（ ）A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升答案 A题型2 安培力作用下的导体平衡问题【例2】如下列图,电源电动势3 V,内阻不计,导体棒质量60 g,长1 m,电阻1.5.匀强磁场竖直向上,B=0.4 T.当开关闭合后,棒从固定光滑绝缘环的底端上滑至某一位置静止.试求在此位置上棒对每一只环的压力为多大假设绝缘环半径0.5 m,此位置与环底高度差是多少答
3、案 0.5 N0.2 m题型3 情景建模【例3】如下列图是一个可以用来测量磁感应强度的装置,一长方体绝缘容器内部高为L,厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b,上、下两侧装有电极C（正极）和D（负极）,并经开关S与电源连接.容器中注满能导电的液体,液体的密度为.将容器置于一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当开关断开时,竖直管子a、b中的液面高度相同;开关S闭合后,a、b管中液面将出现高度差.假设闭合开关S后,a、b管中液面将出现高度差为h,电路中电流表的读数为I,求磁感应强度B的大小.答案 1.如下列图,用细橡皮筋悬吊一轻质线圈,置于一固定直导线上方,线圈可以自由运动.
4、当给两者通以图示电流时,线圈将（ ）A.靠近直导线,两者仍在同一竖直平面内B.远离直导线,两者仍在同一竖直平面内C.靠近直导线,同时旋转90D.远离直导线,同时旋转90答案 A2.如下列图,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流,a受到的磁场力大小为F1.当参加一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小变为F2,那么此时b受到的磁场力大小变为 （ ）A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F2答案 A3.在倾角=30的斜面上,固定一金属框,宽L=0.25 m,接入电动势E=12 V,内阻不计的电池,垂直框面放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架的
5、动摩擦因数=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T,垂直框面向上的匀强磁场中,如下列图.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上框架与棒的电阻不计,g取10 m/s2.答案 1.6R4.84.（2023焦作模拟）如下列图为磁电式电流表的内部示意图.辐射状磁场的磁感应强度B=0.9 T,矩形线圈边长L1=2 cm,L2=2.5 cm,匝数N=2 000,电流表的满偏角为=90,与线圈相连的两个螺旋弹簧总的扭转特征是:每扭转1,产生的力矩为110-6 N m,求该电流表的满偏电流.答案 100A1.（2023郑州质检）在地磁场作用下处于静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一
6、直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针左偏30（如下列图）,那么当小磁针左偏60时,通过导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（ ）A.2IB.3IC.D.无法确定答案 B2.如下列图,将一个光滑斜面置于匀强磁场中,通电直导体棒水平置于斜面上.电流 方向垂直纸面向里.以下四个图中,有可能使导体棒在斜面上保持静止的是（ ）答案 ACD3.如下列图,竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直纸面向外,a、b、C、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中（ ）A.b、d两点的磁感应强度大小相等B.a、b两点的
7、磁感应强度大小相等C.a点的磁感应强度最小D.c点的磁感应强度最大答案 ACD4.如下列图,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒,在导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,以下外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的选项是（ ）A.B=mg,方向垂直斜面向上B.B=mg,方向垂直斜面向下C.B=mg,方向垂直斜面向下D.B=mg,方向垂直斜面向上答案 A5.如下列图,接通电键的瞬间,用丝线悬挂于一点可自由转动的通电直导线AB的变化情况是（ ）A.A端向上移动,B端向下移动,悬线张力不变B.A端向下移动,B端向上移动,悬线张力不变C.A端向纸外移动
8、,B端向纸内移动,悬线张力变小D.A端向纸内移动,B端向纸外移动,悬线张力变大答案 D6.磁性减退的磁铁,需要充磁,充磁的方式有多种.如下列图,甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中,乙是条形磁铁夹在电磁铁中间,a、b和c、d接直流电源.正确的接线方式是（ ）A.a接电源的正极,b接负极;c接电源的正极,d接负极B.a接电源的正极,b接负极;c接电源的负极,d接正极C.a接电源的负极,b接正极;c接电源的正极,d接负极D.a接电源的负极,b接正极;c接电源的负极,d接正极答案 C7.如下列图为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,闸刀处于垂直纸面向里、B=1
9、T的匀强磁场中,CO间距离为10 cm,当磁场力为0.2 N时,闸刀开关会自动跳开.那么要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为 （ ）A.电流方向COB.电流方向OCC.电流大小为1 AD.电流大小为0.5 A答案 B8.如下列图,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平.在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为（ ）A.0.1 A
10、B.0.2 AC.0.05 AD.0.01 A答案 A9.如下列图,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,那么b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是（ ）A.方向向上B.大小为C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感应强度,可使b上移D.假设使b下移,a将不能保持静止答案 B10.（2023项城模拟）如下列图,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为
11、N1,现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线,电流方向如图,当加上电流后,台秤读数为N2,那么以下说法正确的选项是（ ）A.N1N2,弹簧长度将变长B.N1N2,弹簧长度将变短C.N1N2,弹簧长度将变长D.N1N2,弹簧长度将变短答案 B11.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L.M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）.现垂直于导轨放置一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为且指向右斜上方,如下列图,问:（1）当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少（2）假设B的大小和方向均能改变,那么要使ab棒所受支
12、持力为零,B的大小至少为多少此时B的方向如何答案 （1）mg-（2） 方向水平向右12.如下列图,质量为m的金属棒,搁在光滑导轨的右端,导轨间距为L,距离地面高度为h,处于大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,并接有电动势为E的电池和电容为C的电容器,当将开关S从位置1拨至位置2时,金属棒被抛出的水平距离为s.求安培力对金属棒所做的功.答案 13.如下列图为利用电磁作用输送非导电流体装置的示意图.一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上局部别嵌有两根金属棒a、b,其中棒b的两端与一电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为s.假设液体的密度为,不计所有阻力,求:（1）活塞移动的速度.（2）该装置的功率.（3）磁感应强度B的大小.（4）假设在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因.答案 （1）（2）（3）（4）U=BLv喷口液体的流量减少,活塞移动速度减小,或磁场变小等会引起电压表读数变小.