物理粤教版课后训练第三章第四节安培力的应用.docx

学必求其心得，业必贵于专精

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安培力的应用练习

一、单项选择题

1．电磁炮的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两条平行导轨上（导轨与水平方向成α角)，磁场方向和导轨平面垂直，若给导轨以很大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去，已知匀强磁场的磁感应强度为B，两导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间的摩擦以及炮弹本身的长度均不计,则炮弹离开炮口时的速度为（）．

A．B．

C．D．

2．有一个电流表接在电动势为E、内阻为r（r经过处理,阻值很大）的电池两端，指针偏转了30°，如果将其接在电动势为2E、内阻为2r的电池两端，其指针的偏转角（）．

A．等于60°B．等于30°

C．大于30°，小于60°D．大于60°

二、双项选择题

3．关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是（)．

A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同

B．该磁场的磁感应强度的方向处处相等，大小不同

C．使线圈平面始终与磁感线平行

D．线圈所处位置的磁感应强度大小都相等

4．关于磁电式电流表的工作原理，下列说法正确的是（）．

A．当电流通过表内线圈时，线圈受安培力的作用而一直转动下去

B．通过表内线圈的电流越大,指针偏转的角度也就越大

C．当通过电流表的电流方向改变时，指针的偏转方向也随着改变

D．电流表在使用时,可以直接通过较大的电流

5．某磁电式电流表当通入电流I1时，指针偏角为θ1,内部线圈所受的磁力矩为M1；当通入电流I2时，指针偏角为θ2，内部线圈所受的磁力矩为M2，则下列关系正确的是（）．

A．I1∶I2＝θ1∶θ2B．I1∶I2＝θ2∶θ1

C．M1∶M2＝θ1∶θ2D．M1∶M2＝θ2∶θ1

三、非选择题

6．电流表的矩形线圈匝数n＝100，矩形线圈处在磁场中的两条边长为L1＝2。5cm,另两条边长为L2＝2.4cm，指针每转1°，螺旋弹簧产生的阻碍力矩k＝1。5×10－8N·m,指针的最大偏转角为80°,已知线圈所在处的磁感应强度大小B＝1。0T（如图），求该电流表的满偏电流值．

7．如图所示，质量均匀分布的正方形金属框abOc可绕z轴转动，每边长度L=0.1m，每边质量m=0。01kg；线框处于磁感应强度B=0.98T的匀强磁场中(磁场方向沿x轴正向）时静止在图示位置．已知θ=30°，求线圈内电流的大小和方向．

8．物理学家法拉第在研究电磁学时,亲手做过许多实验，如图所示的实验就是著名的电磁旋转实验,这种现象是：如果载流导线附近只有磁铁的一个极，磁铁就会围绕导线旋转;反之，载流导线也会围绕单独的某一磁极旋转．这一装置实际上就成为最早的电动机．图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁．图中黑色部分表示汞（磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中），下部接在电源上．请你判断这时自上向下看，A和C将如何转动？

参考答案

1．答案：C解析：当通入的电流为I时，炮弹受到的磁场力为F＝BIL,发射过程中磁场力做功为WB＝Fs，发射过程中克服重力做功为WG＝mgssinα，由动能定理得WB－WG＝,联立以上式子，求解得．

2．答案：C解析:当接在第一个电池上时，接在第二个电池上时，，因为不能忽略，所以I1＜I2＜2I1，故指针的偏转角度应为30°＜θ＜60°，C项正确．

3．答案：CD解析：本题主要考查磁电式电流表的原理．两磁极之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱,极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁感线．这样做的目的就是让通电线圈所在处能有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行，线圈受最大的磁场力．故选项C、D正确．

4．答案：BC解析：当电流通过电流表内线圈时，线圈受到安培力力矩的作用发生转动，同时螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍转动的力矩,当安培力力矩与阻碍力矩平衡时，线圈停止转动；电流越大,安培力力矩越大，使得阻碍力矩也增大,指针的偏转角度也就越大，故A项错,B项对．

当改变电流方向时，线圈所受安培力力矩方向改变，使指针的偏转方向也改变，C项对．

由于线圈的铜线很细，允许通过的电流很小，故D项错．

5．答案：AC解析:M＝nBIS，所以M1：M2＝I1：I2

又因为θ＝kI,所以I1:I2＝θ1：θ2故M1:M2＝θ1:θ2．

6．答案：20μA

解析：电流表的指针偏转80°时，螺旋弹簧的阻碍力矩为M2＝kθ＝1.5×10－8×80N·m