2021年高考物理 磁场的描述磁场对电流的作用练习.doc

2011年高考物理 磁场的描述 磁场对电流的作用练习；一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1(2008·百所名校模拟)一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，当在墙的西侧某处放一指南针时，其指向刚好比原来旋转了180°，由此可以断定，这根电缆中电流的方向()A可能是向北B可能是竖直向下C可能是向南 D可能是竖直向上【解析】由题意，后来磁针所在处磁场方向向南，根据安培定则可知电流方向竖直向上【答案】D2一束带电粒子沿着水平方向，平行地飞过磁针上方，如图所示，当带电粒子飞过磁针上方的瞬间，磁针的S极向纸里转，这带电粒子可能是()向右飞行的正电荷束向左飞行的正电荷束向右飞行的负电荷束向左飞行的负电荷束A只有正确 B只有正确C只有正确 D只有正确【解析】由磁针所在处磁场方向向外，根据右手螺旋定则可判断，若为正电荷应当向左飞行，若为负电荷应当向右飞行【答案】C3如图所示，把两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，我们可观察到导线环将()A吸引 B排斥C保持静止 D边吸引边转动【解析】同向电流相互吸引，A选项正确，也可等效为两个小磁针来分析【答案】A4如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且abacad，则a点的磁感应强度的方向是()A垂直纸面指向纸里 B垂直纸面指向纸外C沿纸面由a指向b D沿纸面由a指向d【解析】根据磁场的叠加，可知b、d导线的磁场在a点相互抵消了，因此a点的磁场可以认为是c导线产生的，由安培定则，知方向由a指向d.【答案】D5如图所示，在通电直导线L1右侧有一小段可自由运动的导线L2，开始垂直纸面放置，若通入垂直纸面向里的电流，它将()A从右向左看，顺时针转动并远离L1B从右向左看，逆时针转动并靠近L1C因为L2与磁场平行，不受磁场作用D以上说法都不对【解析】此题必须充分考虑到L2所在处磁场的分布情况，若绘出俯视图，则格外直观，如图所示，可判断出纸面里侧部分受力向上，纸面外侧部分受力向下，转动后，L2中电流渐渐变成与L1同向，并垂直于磁场，受力向左【答案】B6(2009·全国)如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILB【解析】本题考查磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则和力的合成与分解等知识点，意在考查考生通过力的合成运动将通电弯曲导线受力问题转化为直导线受力问题的能力将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据FBIL计算出安培力的大小，再求合力导线所受合力FBIL2BILsin45°(1)ILB.【答案】A7(2009·高考海南卷)一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()【解析】本题考查通电导体在磁场中所受安培力的方向，意在考查考生对左手定则的理解和应用；用左手定则可判断出A中导线所受安培力为零，B中导线所受安培力垂直纸面向里，C、D中所受安培力向右，故导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致，D正确【答案】D8(2009·高考重庆理综)如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导致MM与NN之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线()A相互吸引，fa>fbB相互排斥，fa>fbC相互吸引，fa<fb D相互排斥，fa<fb【解析】本题考查电路结构分析，安培力的方向和大小的决定因素，意在考查考生识图能力和对基本概念的掌握情况不管电流方向如何，MM和NN两段导线中的电流方向总是相反的，则两段导线始终产生排斥力又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关接b时的电压高，则电流大，两段导线间产生的安培力也大【答案】D9质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为k，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如右图所示它的四个侧视图中标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是下图中的()A(1)和(2) B(3)和(4)C(1)和(3) D(2)和(4)【解析】对题图的(1)、(2)、(3)、(4)杆受力情况的分析分别为如图的(甲)、(乙)、(丙)、(丁)所示(1)若F安mg，则Ff0.(2)若F安cosmgsin，则Ff0.(3)Ff(mgF安)sin0.(4)FfmgsinF安cos0.【答案】A10如图所示，在正四棱柱abcdabcd的中心线OO上有一根通有恒定电流的无限长直导线，下列有关各点的磁场的说法中正确的是()A棱aa上的各点磁感应强度大小相等B棱ad上的各点磁感应强度大小相等C棱ab上的各点磁感应强度方向相同D棱cc上的各点磁感应强度方向相同【解析】根据恒定电流周围磁场的分布特点可知，棱aa上的各点磁感应强度大小相等，A正确；棱ad上的各点到导线的距离不相等，因此磁感应强度大小不相等，B错；根据安培定则，棱ab上各点磁感应强度方向不相同，C错；根据安培定则，棱cc上各点磁感应强度方向相同，D正确【答案】AD二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11如图所示，质量为m、长为L的金属棒MN，通过两根柔软的轻质导线悬挂于a、b两点，a、b间接有电压为U、电容为C的电容器，整个装置处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，接通S，电容器瞬间放电后又断开S，求MN能摆起的最大高度是多少？【解析】MN之所以摆起，是由于电容器放电时，导体棒所受安培力对导体棒产生一个水平冲量，I冲BIL·tBLq(式中q是电容器的放电量)设电容器放电结束时，金属棒的速度为v，则在放电过程中，由动量定理得BIL·tmv CUI·t 设MN摆起的最大高度为h，则在上摆过程中，由机械能守恒定律得mv2mgh 解式得h.【答案】12如图所示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若当开关S闭合后，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【解析】开关S闭合后，导电液体中有电流由C流到D，根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F作用，在液体中产生附加压强p，这样a、b管中液面将出现高度差在液体中产生附加压强p，又pgh.所以磁感应强度B的大小为：B.【答案】13(2009·石家庄模拟)如图所示，两根相距L1.0m的光滑平行金属导轨水平固定放置导轨距水平地面H0.8m，导轨的左端通过开关连接一电动势E4.0V、内阻r1.0的电源，在导轨上横跨一质量m0.5kg、有效电阻R1.0的金属棒，不计导轨电阻，整个装置处在磁感应强度B0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中将开关接通后，金属棒在磁场力的作用下沿导轨向右滑动，最终滑离导轨(g取10m/s2)(1)求金属棒在滑动过程中的最大加速度(2)若金属棒离开导轨后的水平射程s0.8m，则从闭合开关到金属棒离开导轨，在此过程中金属棒上产生的焦耳热为多少？【解析】(1)开关刚闭合的瞬间金属棒上通过的电流最大，棒的加速度最大则F安BIL由牛顿第二定律，可得a2m/s2.(2)金属棒脱离导轨后做平抛运动，设平抛的初速度为v0，有v0s解得v02m/s导体棒向右滑行的过程中，由于电磁感应，回路电流是变化的，设滑行的时间为t1，回路平均电流为，由动量定理有BLt1mv0可得通过回路的电荷量qt12C此过程电池化学能向电能的转化量为：E电qE8J又由能量守恒定律有：E电mvQ棒Q内因Rr，由焦耳定律可得：Q棒Q内故金属棒上产生的焦耳热Q棒3.5J.【答案】(1)2m/s2(2)3.5J6用心 爱心 专心