安培力与洛伦力实验专题练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、实验题1．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。
两根金属导轨ab和a1b1，固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
（不计金属导轨的电阻和摩擦）(1)在开关闭合后，金属棒向_________（选填“左侧”或“右侧”）移动。
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒C．将滑动变阻器滑片向左移动D．把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁其中正确的是_________（填入正确选项前的字母）。
(3)如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向_____（选填“左侧"或“右侧”）移动。
2．磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）．A．平行于南北方向，位于小磁针上方B．平行于东西方向，位于小磁针上方C．平行于东南方向，位于小磁针下方D．平行于西南方向，位于小磁针下方（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.3．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直．（1）在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．换一根更长的金属棒C．适当增大金属棒中的电流其中正确的是_____（填入正确选项前的标号）4．霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。
（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高；（2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。
为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。
5．霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域. 在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。
实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电。
(1)霍尔元件的原理图如图所示，若制作霍尔元件的材料使用的是锌，通入如图所示的电流后，N表面的电势_________M表面的电势（填“高于”、“低于”、“等于”）；(2)霍尔元件能够把磁学量_________转换为电学量_________（填物理量的名称）。
6．长郡中学物理兴趣小组为调查研究小化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，用20分度游标卡尺测量了管道内径d，测量结果如图甲所示。
如图乙所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片M和N，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。
然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道流动，测得电压表的示数为U。
（1）管道内径d=______mm。
（2）电压表正接线柱与______（填“上侧”或“下侧”）金属探片相连。
（3）通过此管道的污水流量Q=______（单位时间内流过管道污水的体积，用题中所给符号表示）。
7．用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度和某导电液体(有大量的正、负离子)的电阻率．水平管道长为l、宽度为d、高为h，置于竖直向上的匀强磁场中．管道上下两面是绝缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G(内阻为R g)连接．管道内始终充满导电液体，液体以恒定速度v自左向右通过．闭合开关S，调节电阻箱的取值，记下相应的电流表读数．(1)图乙所示电阻箱接入电路的电阻值为________Ω．(2)与N板相连接的是电流表G的_________极(填“正”或“负”)．(3)图丙所示的电流表读数为_________μA．(4)将实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制出1RI-图象为图丁所示的倾斜直线，其延长线与两轴的交点坐标分别为(-a，0)和(0，b)，则磁场的磁感应强度为_________，导电液体的电阻率为________．8．课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。
这个实验现象说明__________（选填“磁场可以产生电流”“电流产生磁场”或“磁场对电流有力的作用”），利用这种现象制成的是_____（选填“电动机”或“发电机”）。
若只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向_____（填“相同”或“相反”）。
9．如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。
实验时，先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。
每次导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角为θ。
对该实验：（1）下列说法正确的是___________A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响B．该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒对安培力的影响C．若想增大θ，可以把磁铁的N级和S级对调D．若想减小θ，可以把接入电路的导体棒从1、4换成2、3两端（2）若把电流为I，且接通2、3时，导体棒受到的安培力记为F1，当电流减半且接通1、4时，导体棒受到的安培力为__________________。
10．某物理兴趣小组为测量磁感应强度设计了如图所示的实验装置｡相距为L的平行光滑导轨水平放置，平行导轨处在匀强磁场中，导轨上放置一长度也为L的导体棒。
导体棒上系两根平行绝缘细线，分别连接到两个相同的拉力传感器上，导轨右端连接一电阻箱和电池，电池电动势为E，电池内阻、导轨电阻及导体棒电阻均不计。
(1)匀强磁场的方向为_____（选填“水平向左”“水平向右”“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）。
(2)多次改变电阻箱的阻值R，得到对应的拉力传感器显示的数值F，现以F为纵轴，要得到线性图像，横轴应该为_____。
(3)若得到的线性图像的斜率为k，则匀强磁场的磁感应强度B=_______。
参考答案1．左侧 ACD 左侧【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据题意可知，磁场方向竖直向下，电流方向垂直纸面向里。
所以根据左手定则可得安培力方向为水平向左，故导体棒向左侧运动。
(2)[2]ACD ．根据公式F BIL =可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流或者增大磁场磁感应强度，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理得212Fs mgs mv μ-= 则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，ACD 正确；B ．若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力F 不变，棒的质量变大，由v =可知速度变小，故B 错误。
故选ACD 。
(3)[3]都反向后，电流垂直纸面向外，磁场方向竖直向上，根据左手定则可得安培力方向仍向左，故导体棒仍向左侧移动。
2．A 逆时针 B 吸引 排斥【解析】【分析】【详解】（1）无通电导线时小磁针S 极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，根据左手定则，可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针，故选A ； （2）电子束运动径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，由左手定则知a 为阴极；故B 对．（3）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；3．（1）如图所示：（2）AC【解析】试题分析：（1）如图所示，注意滑动变阻器的接法是限流接法．（2）根据公式F BIL =可得适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属棒受到的安培力，根据动能定理212Fs fs mv -=可知金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，AC 正确；若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，所以对最后的速度没有影响，B 错误．【学科网考点定位】考查了研究安培力实验【方法技巧】对于高中实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图像的性质，能根据图像进行分析，明确对应规律的正确应用．4．后表面 电压表示数U ，电流表示数IUneh I【解析】【分析】【详解】（1）[1]磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向左，根据左手定则，安培力向外，载流子是负电荷，故前表面带负电，后表面带正电，故后表面电势较高。
（2）[2][3]设前后表面的厚度为d ，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡有：=U qqvB d根据电流微观表达式，有： ==I neSv nedhv联立解得：=Uneh B I因此还必须测量的物理量有：电压表读数U ，电流表读数I 。