2021版物理名师讲练大一轮复习方略浙江专版课时提升作业： 二十三　磁场及其对电流的作用 .doc

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1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业二十三磁场及其对电流的作用(建议用时40分钟)1.如图所示为柔软绝缘线圈,通电后线圈向横杆中央集中,如图所示,则出现这一情况的原因是()A.安培力的作用B.库仑力的作用C.电磁感应作用D.电场力的作用【解析】选A。由题意可知,柔软绝缘线圈通电后线圈向横杆中央集中,是线圈中的电流方向相同而出现的同向电流相吸、异向电流相斥的现象,是安培力的作用所导致,故A正确,B、C、D错误。2.如图所示的四幅图都是通电直导线放入匀强磁场中的情况,其中直导线所受安培力为零的是()

2、【解析】选D。导线与磁感线方向平行时,导线所受安培力为零,故A、B、C安培力都不为零,D安培力为零。故D正确。3.(2019杭州模拟)某兴趣小组制作了一个可以测量电流的仪器,其主要原理如图所示。有一金属棒PQ放在两金属导轨上,导轨间距L=0.5 m,处在同一水平面上。轨道置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2 T。棒两侧的中点分别固定劲度系数k=100 N/m的相同弹簧。闭合开关S前,两弹簧为原长,P端的指针对准刻度尺的“0”处;闭合开关S后,金属棒PQ向右移动,静止时指针对准刻度尺1.5 cm处。下列判断正确的是()A.电源N端为正极B.闭合开关S后,电路中电流为1.5 AC.闭合开关S

3、后,电路中电流为3 AD.闭合开关S后,将滑动变阻器滑片向右移动,金属棒PQ将继续向右移动【解析】选C。闭合开关S后,金属棒PQ向右移动,根据左手定则可知,电流为从P到Q,电源的M端为正极,选项A错误;静止时,则2kx=BIL,解得I=2kxBL=21001.510-220.5 A=3 A,选项B错误,C正确;闭合开关S后,将滑动变阻器滑片向右移动,则电阻增大,电流减小,安培力减小,故金属棒PQ将向左移动,故选项D错误。4.(2017全国卷)如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两

4、导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()世纪金榜导学号A.0 B.33B0 C. 233B0 D.2B0【解析】选C。如图所示,P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等,设为B1,由几何关系可知B1=33B0如果让P中的电流反向、其他条件不变时,如图所示,由几何关系可知:a点处磁感应强度的大小为B=B02+B12=233B0,故C正确,A、B、D错误。5.如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线EF、GH连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。在半圆弧导

5、线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当O中通以垂直纸面向里的电流时世纪金榜导学号()A.长直导线O产生的磁场方向沿着O中电流方向看为逆时针方向B.半圆弧导线ECH受安培力大于半圆弧导线FDG受安培力C.EF所受的安培力方向垂直纸面向外D.从上往下看,导线框将顺时针转动【解析】选D。当直导线O中通以垂直纸面向里的电流时,由安培定则可判断出长直导线O产生的磁场方向为顺时针方向,选项A错误;磁感线是以O为圆心的同心圆,半圆弧导线与磁感线平行不受安培力,选项B错误;由左手定则可判断出直导线EF所受的安培力方向垂直纸面向里,选项C错误;GH所受的安培力方向垂直纸面向外,从上往下看,导线

6、框将顺时针转动, 选项D正确。6.如图所示用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度。挂在天平右臂下方的单匝线圈中通入逆时针方向的电流,此时天平处于平衡状态。现若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是()【解析】选A。天平原本处于平衡状态,所以线框所受安培力越大,天平越容易失去平衡,由于线框平面与磁场强度垂直,且线框不全在磁场区域内,所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度,由图可知,A图的有效长度最长,磁场强度B和电流大小I相等,所以A所受的安培力最大,则A图最容易使天平失去平衡。故选A。【加固训练】如图所示为电流天平,可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈,线

7、圈下端在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。当线圈中通有电流I(方向如图)时,发现天平的右端低左端高,下列哪些调节方案可以使天平水平平衡()A.仅减小电流大小B.仅增大线框的宽度lC.仅减轻左盘砝码的质量D.仅增加线圈的匝数【解析】选A。天平左端高右端低,说明左端轻右端重,要使天平平衡,可以增加左盘砝码质量,也可以减小右盘砝码质量,选项C错;根据左手定则判断可知线圈在磁场中受到竖直向下的安培力F=NBIl,故也可以减小安培力,等效于减小右盘砝码质量,减小安培力可以采取减小电流大小,减小线框的宽度l或者减少线圈的匝数,选项A正确,B、D错误。7.(2016浙江10月选考真题)如图所示,把一根通电的

8、硬直导线ab,用轻绳悬挂在通电螺线管正上方,直导线中的电流方向由a向b。闭合开关S瞬间,导线a端所受安培力的方向是()A.向上B.向下C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里【解析】选D。根据右手定则可知,开关闭合后,螺线管产生的磁极N极在右侧。根据左手定则可知,a端受力垂直纸面向里,选项D正确。8.如图所示,两根相互平行的长直导线分别通有大小相等、方向相反的恒定电流I,a、b分别为同一平面内两根导线的横截面中心,c、d为ab连线上的两点,且ac=cb=bd。下列说法正确的是世纪金榜导学号()A.d点的磁感应强度为零B.c点的磁感应强度为零C.c、d两点的磁场方向相反D.c、d两点的磁场方向相同【解题

9、指导】解答该题的思路:(1)先分析a、b两长直导线分别在c、d两处的磁感应强度的大小、方向。(2)再求合磁感应强度。【解析】选C。由安培定则分析a、b两长直导线在c处的磁感应强度如图所示:,且Ba=Bb,故c处的Bc0,且向右,B错。分析a、b两长直导线在d处的磁感应强度,如图所示:,且BbBa,故d处的Bd0,且向左,A、D错,C对。9.如图,足够长的直线ab靠近通电螺线管,与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图象是()【解题指导】解答本题时应注意理解以下两点:(1)离电流越远,磁感应强度越弱。(2)通电螺线管两端磁性最强,中间最弱。【解析】选C。通

10、电螺线管外部中间处的磁感应强度最小,两端磁感应强度最大,沿两端往外磁感应强度减小,所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图象是C。10.长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上,无限长直导线b与a平行放置,导体棒a与力传感器相连,如图所示(俯视图),a、b中通有方向相同的恒定电流,其大小分别为Ia、Ib,此时传感器显示b对a的作用力为F。现加一个垂直水平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,力传感器显示的作用力大小为2F,则下列说法正确的是世纪金榜导学号()A.电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为FIbL,方向竖直向上B.电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁

11、感应强度大小为B0,方向竖直向下C.所加匀强磁场的磁感应强度方向竖直向下,大小为B0=2FIaLD.导线b所受合力为零【解析】选B。因电流Ia在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小并不是处处相等的,故A错误;无限长直导线b的电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度大小处处相等,由右手螺旋定则可知方向垂直水平面向下,因加上匀强磁场后,导体棒a所受安培力由F变为2F,说明电流Ib在导体棒a处产生的磁场的磁感应强度与所加匀强磁场的磁感应强度完全一样,大小为B0,B正确;由磁感应强度的定义可知B0=FIaL,C错误;由牛顿第三定律知导体棒a对导线b的作用力也为F,但外加磁场对导线b的作用力无法计算,D

12、错误。11.如图所示,水平导轨间距为L=0.5 m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m=1 kg,电阻R0=0.9 ,与导轨接触良好;电源电动势E=10 V,内阻r=0.1 ,电阻R=4 ;外加匀强磁场的磁感应强度B=5 T,方向垂直于ab,与导轨平面成夹角=53;ab与导轨间的动摩擦因数为=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度g取10 m/s2,ab处于静止状态。已知sin 53=0.8,cos 53=0.6。求:(1)通过ab的电流大小和方向。(2)ab受到的安培力大小。(3)重物重力G的取值范围。【解析】(1)I=ER+R0+r=

13、2 A,方向由a到b。(2)F=BIL=5 N。(3)受力如图所示,fm=(mg-Fcos 53)=3.5 N。当最大静摩擦力方向向右时,FT=Fsin 53-fm=0.5 N当最大静摩擦力方向向左时,FT=Fsin 53+fm=7.5 N。所以0.5 NG7.5 N。答案:(1)2 A方向由a到b(2)5 N(3)0.5 NG7.5 N【总结提升】安培力及相关平衡问题的分析技巧(1)求解安培力作用下的导体平衡问题一般是先进行受力分析,再根据共点力平衡的条件F合=0或Fx合=0,Fy合=0列平衡方程。(2)安培力的方向很容易出错,应特别关注;安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。在判断安培力方向时,首先要确定磁场和电流所决定的平面,从而判断安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。(3)有关安培力的力电综合题往往涉及三维立体空间问题,处理该类问题时,要变三维立体为二维平面图,可变难为易。关闭Word文档返回原板块