高中物理第三章磁场习题课安培力的应用学案选修3-1教案

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1.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图1所示的电路.当开关S接通后，将看到的现象是( )

图1

A.弹簧向上收缩 B.弹簧被拉长 C.弹簧上下跳动 D.弹簧仍静止不动 答案 C

解析 因为通电后，弹簧中每一圈之间的电流是同向的，互相吸引，弹簧就缩短，电路就断开了，一断开没电流了，弹簧就又掉下来接通电路……如此通断通断，就上下跳动. 2.如图2所示通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与NM平行.关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是( )

图2

A.线框四条边所受的安培力方向相同 B.线框四条边所受的安培力大小相同 C.线框所受安培力的合力向左 D.线框所受安培力的合力向右 答案 C

解析 直导线中的电流方向由M到N，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向里，根据左手定则，ab边受向左的安培力，bc边受到向上的安培力，cd边受到向右的安培力，

ad边受到向下的安培力，方向不同，故A错误；离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根

据安培力公式F＝BIL，ab边受到的安培力大于cd边，bc边受到的安培力等于ad边受到的

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安培力，线框所受安培力的合力向左.故B、D错误，C正确.

3.如图3所示，一重为G1的通电圆环置于水平桌面上，圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看)，在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小，下列关系中正确的是( )

图3

A.F＞G1，F′＞G2 C.F＜G1，F′＜G2 答案 D

解析 顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的小磁针，由安培定则可知，“小磁针”的N极向下，S极向上，故与磁铁之间的相互作用力为斥力，所以圆环对桌面的压力F将大于圆环的重力G1，磁铁对轻绳的拉力F′将小于磁铁的重力G2，选项D正确.

4.如图4所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是( )

B.F＜G1，F′＞G2 D.F＞G1，F′＜G2

图4

A.线圈向左运动 B.线圈向右运动 C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动 答案 A

解析 将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选A.

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5.一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图5所示.若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力F和摩擦力Ff的变化情况分别是( )

图5

A.F增大，Ff减小 C.F与Ff都增大 答案 C

解析 图中电流与磁体间的磁场力为引力，若将磁极位置对调则相互作用力为斥力，再由受力分析可知：选项C正确.

6.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图6所示.下列哪种情况将会发生( )

B.F减小，Ff增大 D.F与Ff都减小

图6

A.因L2不受磁场力的作用，故L2不动

B.因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动 C.L2绕轴O按顺时针方向转动 D.L2绕轴O按逆时针方向转动 答案 D

解析 由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1的距离越远的地方，磁感应强度越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕轴O按逆时针方向转动，D选项对.

7.如图7所示，两个完全相同且互相垂直的导体圆环M、N中间用绝缘细线ab连接，悬挂在天花板下，当M、N中同时通入图中所示方向的电流时，关于两圆环的转动(从上向下看)以及

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a、b间细线张力的变化，下列判断正确的是( )

图7

A.M、N均不转动，细线张力不变 B.M、N都顺时针转动，细线张力减小

C.M顺时针转动，N逆时针转动，细线张力减小 D.M逆时针转动，N顺时针转动，细线张力增大 答案 C

解析 设想N固定不动，分析M上各部分在N产生的磁场中的受力情况，可判断M绕Oa竖直轴顺时针转动(从上向下看)；由牛顿第三定律可知，M的磁场必定使N逆时针转动，转动的最终结果会使两环在同一平面内，并且a、b两点处电流方向相同，由于同向电流相互吸引，细线张力会减小，故选项C正确.

8.在同一光滑斜面上放同一导体棒，图8所示是两种情况的剖面图.它们所处空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次导体棒A分别通有电流I1和I2，都处于静止平衡.已知斜面的倾角为θ，则( )

图8

A.I1∶I2＝cos θ∶1 B.I1∶I2＝1∶1

C.导体棒A所受安培力大小之比F1∶F2＝sin θ∶cos θ D.斜面对导体棒A的弹力大小之比FN1∶FN2＝cos θ∶1 答案 AD

解析 分别对导体棒受力分析，如图，利用平衡条件即可求解

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