物理粵教版課后訓(xùn)練第三章第四節(jié)安培力的應(yīng)用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精安培力的應(yīng)用練習(xí)一、單項(xiàng)選擇題1．電磁炮的基本原理如圖所示，把待發(fā)射的炮彈（導(dǎo)體）放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩條平行導(dǎo)軌上（導(dǎo)軌與水平方向成α角)，磁場(chǎng)方向和導(dǎo)軌平面垂直，若給導(dǎo)軌以很大的電流I，使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)的作用下，沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，以某一速度發(fā)射出去，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，磁場(chǎng)中導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為s，炮彈的質(zhì)量為m，炮彈和導(dǎo)軌間的摩擦以及炮彈本身的長(zhǎng)度均不計(jì),則炮彈離開(kāi)炮口時(shí)的速度為（）．A．B．C．D．2．有一個(gè)電流表接在電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r（r經(jīng)過(guò)處理,阻值很大）的電池兩端，指針偏轉(zhuǎn)了30°，如果將其接在電動(dòng)勢(shì)為2E、內(nèi)阻為2r的電池兩端，其指針的偏轉(zhuǎn)角（）．A．等于60°B．等于30°C．大于30°，小于60°D．大于60°二、雙項(xiàng)選擇題3．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(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是（)．A．該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，方向不同B．該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向處處相等，大小不同C．使線圈平面始終與磁感線平行D．線圈所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相等4．關(guān)于磁電式電流表的工作原理，下列說(shuō)法正確的是（）．A．當(dāng)電流通過(guò)表內(nèi)線圈時(shí)，線圈受安培力的作用而一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去B．通過(guò)表內(nèi)線圈的電流越大,指針偏轉(zhuǎn)的角度也就越大C．當(dāng)通過(guò)電流表的電流方向改變時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變D．電流表在使用時(shí),可以直接通過(guò)較大的電流5．某磁電式電流表當(dāng)通入電流I1時(shí)，指針偏角為θ1,內(nèi)部線圈所受的磁力矩為M1；當(dāng)通入電流I2時(shí)，指針偏角為θ2，內(nèi)部線圈所受的磁力矩為M2，則下列關(guān)系正確的是（）．A．I1∶I2＝θ1∶θ2B．I1∶I2＝θ2∶θ1C．M1∶M2＝θ1∶θ2D．M1∶M2＝θ2∶θ1三、非選擇題6．電流表的矩形線圈匝數(shù)n＝100，矩形線圈處在磁場(chǎng)中的兩條邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1＝2。5cm,另兩條邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2＝2.4cm，指針每轉(zhuǎn)1°，螺旋彈簧產(chǎn)生的阻礙力矩k＝1。5×10－8N·m,指針的最大偏轉(zhuǎn)角為80°,已知線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝1。0T（如圖），求該電流表的滿偏電流值．7．如圖所示，質(zhì)量均勻分布的正方形金屬框abOc可繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，每邊長(zhǎng)度L=0.1m，每邊質(zhì)量m=0。01kg；線框處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.98T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(磁場(chǎng)方向沿x軸正向）時(shí)靜止在圖示位置．已知θ=30°，求線圈內(nèi)電流的大小和方向．8．物理學(xué)家法拉第在研究電磁學(xué)時(shí),親手做過(guò)許多實(shí)驗(yàn)，如圖所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),這種現(xiàn)象是：如果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一個(gè)極，磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn);反之，載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn)．這一裝置實(shí)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī)．圖中A是可動(dòng)磁鐵，B是固定導(dǎo)線，C是可動(dòng)導(dǎo)線，D是固定磁鐵．圖中黑色部分表示汞（磁鐵和導(dǎo)線的下半部分都浸沒(méi)在汞中），下部接在電源上．請(qǐng)你判斷這時(shí)自上向下看，A和C將如何轉(zhuǎn)動(dòng)？

參考答案1．答案：C解析：當(dāng)通入的電流為I時(shí)，炮彈受到的磁場(chǎng)力為F＝BIL,發(fā)射過(guò)程中磁場(chǎng)力做功為WB＝Fs，發(fā)射過(guò)程中克服重力做功為WG＝mgssinα，由動(dòng)能定理得WB－WG＝,聯(lián)立以上式子，求解得．2．答案：C解析:當(dāng)接在第一個(gè)電池上時(shí)，接在第二個(gè)電池上時(shí)，，因?yàn)椴荒芎雎?，所以I1＜I2＜2I1，故指針的偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)為30°＜θ＜60°，C項(xiàng)正確．3．答案：CD解析：本題主要考查磁電式電流表的原理．兩磁極之間裝有極靴，極靴中間又有一個(gè)鐵質(zhì)圓柱,極靴與鐵質(zhì)圓柱之間有一不大的縫隙，根據(jù)磁感線與磁極表面垂直的特點(diǎn)，磁化了的鐵質(zhì)圓柱與極靴間的縫隙處就形成了輻向分布的磁感線．這樣做的目的就是讓通電線圈所在處能有一個(gè)等大的磁場(chǎng)，并且磁感線始終與線圈平面平行，線圈受最大的磁場(chǎng)力．故選項(xiàng)C、D正確．4．答案：BC解析：當(dāng)電流通過(guò)電流表內(nèi)線圈時(shí)，線圈受到安培力力矩的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩,當(dāng)安培力力矩與阻礙力矩平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)；電流越大,安培力力矩越大，使得阻礙力矩也增大,指針的偏轉(zhuǎn)角度也就越大，故A項(xiàng)錯(cuò),B項(xiàng)對(duì)．當(dāng)改變電流方向時(shí)，線圈所受安培力力矩方向改變，使指針的偏轉(zhuǎn)方向也改變，C項(xiàng)對(duì)．由于線圈的銅線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很小，故D項(xiàng)錯(cuò)．5．答案：AC解析:M＝nBIS，所以M1：M2＝I1：I2又因?yàn)棣龋絢I,所以I1:I2＝θ1：θ2故M1:M2＝θ1:θ2．6．答案：20μA解析：電流表的指針偏轉(zhuǎn)80°時(shí)，螺旋彈簧的阻礙力矩為M2＝kθ＝1.5×10－8×80N·m＝1。2×10－6N·m．設(shè)電流表的滿偏電流值為Ig，滿偏時(shí)通電線圈所受磁場(chǎng)的作用力矩為M1＝nBIgS＝100×1×2.5×10－2×2.4×10－2×Ig（N·m）＝6.0×10－2Ig（N·m）滿偏時(shí)通電矩形線圈所受磁力矩形與螺旋彈簧的阻力矩相等,即M1＝M2，由此可知．即電流表的滿偏電流值為20μA．7．答案:大小為2A，方向?yàn)閎acOb解析:磁場(chǎng)對(duì)線框的安培力產(chǎn)生的力矩為MB＝BIL2cos（90°－θ）＝BIL2sinθ，線框的重力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力矩為MG＝4mg·sinθ＝2mgLsinθ，根據(jù)力矩平衡條件有BIL2sinθ＝2mgLsinθ解得線框中的電流為根據(jù)左手定則,判斷出線框中的電流方向?yàn)閎acOb．8．答案：見(jiàn)解析解析：這個(gè)電動(dòng)機(jī)模型是利用了電流和磁場(chǎng)之間安培力的原理