2022年物理高考大一轮复习第9章磁场第25讲磁场安培力练习含解析20190803191.doc

《2022年物理高考大一轮复习第9章磁场第25讲磁场安培力练习含解析20190803191.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年物理高考大一轮复习第9章磁场第25讲磁场安培力练习含解析20190803191.doc（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第25讲 磁场 安培力解密考纲主要考查对磁场的理解、磁场的叠加、安培力的方向和决定安培力大小的因素1如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直则()AI2受到的安培力水平向左Bb点磁感应强度为零Cd点磁感应强度的方向必定竖直向下Da点和c点的磁感应强度不可能都为零D解析 电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故选项A错误；电流I1与I2在b处产生的磁场

2、方向相同，合磁场方向向下，所以磁感应强度不等于零，故选项B错误；两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反，大小相等的电流I1与I2时，d点的磁感应强度的方向是竖直向下，当两个电流的大小不相等时，d点的合磁场方向不是竖直向下，故选项C错误；电流I1的大小比电流I2大，则c点的磁感应强度可能等于零，a点的磁感应强度不可能等于零，故选项D正确2(2019·长春外国语学校高三期中)如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线，导线中通以如图所示方向的电流时，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力FN和摩擦力Ff()AFN减小Ff向左BFN减

3、小Ff向右CFN增大Ff向左DFN增大Ff向右C解析 以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向右下方，磁铁有向右运动的趋势，受到地面向左的摩擦力；同时磁铁对地的压力增大，地面对磁铁的支持力也将增大，故选项A、B、D错误，C正确3(2019·温州九校高三联考)如图所示，是研究安培力的演示仪，把正方形导线框挂在弹簧秤的下面，导线框平面与纸面垂直当闭合开关时，导线框外侧边的电流向上(如图所示)，则下列说法正确的是()A闭合开关时，弹簧秤的示数变小B闭合开关后，当滑动变阻器向右滑动时，弹簧秤的示数变大C若仅变换电源的正

4、、负极后，闭合开关，弹簧秤的示数变小D若仅把马蹄形磁铁重新放置，使开口向右，N极在上S极在下，线框将受到向左的安培力C解析 由图可知，磁场方向向左，线框下边中的电流方向向外，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向下，弹簧秤示数增大，选项A错误；闭合开关后，当滑动变阻器向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，通过线框的电流减小，线框下边受到的安培力减小，弹簧秤示数减小，选项B错误；若仅变换电源的正、负极后，线框下边中的电流方向向里，由左手定则可知，下边受到的安培力方向向上，弹簧秤示数变小，选项C正确；若仅把马蹄形磁铁重新放置，使开口向右，N极在上S极在下，由左手定则可知，下边受到的安培力方向

5、向右，选项D错误4(2019·四川遂宁高三诊断)如图所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流现将导线b向右平移一小段距离，若导线a始终保持静止，则()A导线b受到的安培力方向始终竖直向下B导线a对桌面的压力减小C导线b受到的安培力减小D导线a受到桌面水平向右的摩擦力C解析 a与b的电流的方向相反，根据电流与电流之间的相互作用力的特点可知，a与b之间的力为吸引力，当b水平向右平移时，导线a产生的磁场方向在b点为向右下方，根据左手定则可知，导线b受到的安培力方向不在竖直方向上，故选项A错误；当b水平向右平移时，a、b

6、间的距离增大，b在a处产生的磁场强度大小减小，a受到的安培力减小且方向发生变化，根据力的合成可知，导线对桌面的压力增大，所以a受到的摩擦力向左，故导线a对桌面的摩擦力向右，故选项B、D错误；由于a、b间的距离增大，故a在b处产生的磁场强度大小减小，根据安培力FBIL可知，受到的安培力减小，故选项C正确5(2019·绵阳高三诊断)(多选)如图所示，空间中有斜向右下方与水平方向成角的匀强磁场，一绝缘竖直挡板MN垂直于纸面所在的竖直平面，一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆，紧贴挡板上的O点处于静止状态下列说法正确的是()A若挡板MN表面光滑，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止于O点

7、B若挡板MN表面光滑，略增大金属杆中电流，要保持金属杆仍然静止，可将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度C若挡板MN表面粗糙，略增大金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力一定增大D若挡板MN表面粗糙，略减小金属杆中电流，金属杆可能仍然静止，且金属杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上BD解析 若挡板MN表面光滑，对金属杆受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示根据平衡条件，有FNmgtan ，如果略减小金属杆中电流，则F略减小，而方向不变，支持力方向也不变，根据平衡条件，支持力和安培力大小应该不变，显然矛盾，故选项A错误；三力平衡时，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图

8、所示，略增大金属杆中电流，则安培力略增大，要重新平衡，可以将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度，即支持力逆时针转动一定角度，如图所示，故选项B正确；挡板MN表面粗糙，受重力、支持力、静摩擦力和安培力，其中静摩擦力可能向上、向下或者为零，略增大金属杆中电流，安培力增大，金属杆可能仍然静止，如果原静摩擦力向上，则Fcos fmg，静摩擦力可能是减小的，故选项C错误；挡板MN表面粗糙，略减小金属杆中电流，安培力减小，金属杆可能仍然静止，如果静摩擦力向上，则静摩擦力是增加的，故选项D正确6如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时

9、两悬线与竖直方向的夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小A解析 金属棒受到水平的安培力而使悬线偏转，悬线与竖直方向形成夹角，受力分析如图所示，根据平衡条件有tan ，由该式知，金属棒中的电流变大，角变大，选项A正确；两悬线变短，不影响平衡状态， 角不变，选项B错误；金属棒质量变大， 角变小，选项C错误；磁感应强度变大， 角变大，选项D错误7如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触

10、良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()A37°B30°C45°D60°B解析 由题意对棒受力分析如图所示，设磁感应强度的方向与竖直方向成 角，则有BILcos (mgBILsin )，整理得BIL，电流有最小值，就相当于安培力有最小值，代入数据解得30°，则选项A、C、D错误，B正确8(2019·山东沂水一中高三模拟)如图所示，边长为l，质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中

11、通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2.导线框中的电流大小为()ABCDA解析 当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1，结合矢量的合成法则及三角知识，则线框受到安培力的合力，方向竖直向上，大小为F安BIlBI，根据平衡条件，则有F1F安mg；现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2，则两边受到的安培力大小相等，安培力夹角均为120

12、6;，因此安培力合力F安BI，方向向下，则有F2mgF安；联立得F2F1BIl，即I，选项A正确9(2019·上海宝山区高三二模)如图所示，置于倾角为的导轨上的通电导体棒ab，恰好保持静止，在下列四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，侧视图中棒ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是() A解析 A图中棒ab受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故选项A正确；B图中棒ab受重力、垂直斜面向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项B错误；C图中棒ab受重力、竖直向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项C错误；D图

13、中棒ab受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项D错误10(2019·衡阳高三月考)(多选)如图所示，质量是M，长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I，被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中，导线能静止在倾角为的光滑斜面上，则磁感应强度B的大小和方向可能是()A大小为，方向垂直斜面向上B大小为，方向垂直纸面向里C大小为，方向水平向右D大小为，方向沿斜面向下BC解析 安培力沿斜面向上大小为Mgtan ，而重力和支持力的合力等于Mgsin 小于安培力，所以导线有沿斜面往上的运动趋势，选项A错误；B中直导线安培力为零，而绳的拉力、重力和支持力可以满足平衡条件，选项

14、B正确；安培力竖直向上，重力和安培力平衡，没有支持力和拉力，选项C正确；安培力垂直斜面向上大小为Mg，沿斜面方向分解重力，因为Mg>Mgcos ，所以导线有离开斜面的运动趋势，选项D错误11(2019·宜昌高三元月调研)(多选)如图所示，圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里，圆圈中的“”表示电流方向垂直纸面向外两根通电长直导线a、b平行水平放置，a、b中的电流强度均为I，此时a受到的磁场力大小为F.当在a、b的上方再放置一根与a、b平行的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小仍为F，图中abc正好构成一个等边三角形，则此时()Ab受到的磁场力大小为FBb受到的磁场力大

15、小为FCc受到的磁场力大小为FDc受到的磁场力大小为FBC解析 加上导线c后，a受到的磁场力如图甲所示，a受到的合磁场力仍为F，则受到c给的磁场力大小也为F，与b给的磁场力夹角为120°，故合力为FaF，因为abc正好构成一个等边三角形，所以c给b的磁场力大小为F，b受到的磁场力如图乙所示，根据平行四边形定则可得b受到的磁场力Fb2Fcos 30°F，根据牛顿第三定律可得，c受到的a、b给的磁场力如图丙所示，根据平行四边形定则可得FcF，选项B、C正确12(2019·长沙长郡中学高三月考)(多选)如图所示，两平行金属导轨间的距离为L，金属导轨所在的平面与水平面夹角

16、为，垂直于导轨所在平面的匀强磁场的磁感应强度为B，金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源现把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止且有沿导轨向上运动的趋势导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R0，金属导轨电阻不计现让磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向，该过程中金属棒始终保持静止，则金属棒受的()A合力增大B安培力大小不变C弹力增大D摩擦力增大BC解析 由于金属棒始终保持静止，合力始终为零，保持不变，选项A错误；由公式F安BIL可知，由于磁场大小不变，所以安培力大小不变，选项B正确；磁场垂直斜面时，由平衡条件可得，弹力FN1mgcos

17、 ，磁场为竖直向上时，由平衡条件可得，弹力FN2mgcos F安sin ，所以弹力变大，选项C正确；磁场垂直斜面时，由平衡条件可得，摩擦力Ff1F安mgsin ，当磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向时，安培力大小不变，安培力沿斜面方向的分力减小，当减小到与重力沿斜面向下的分力相等时，摩擦力变为零，当安培力沿斜面方向的分力减小到小于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力增大，所以摩擦力先减小后增大，选项D错误13如图所示，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电

18、动势为12 V的电池相连，电路总电阻为 2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量解析 依题意，开关闭合后，电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡条件得2kl1mg，式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加速度的大小开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为FBIL，式中，I是回路电流，L是金属棒的长度两弹簧各自

19、再伸长了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1l2)mgF，由欧姆定律有EIR，式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻联立式，并代入题给数据得m0.01 kg.答案 安培力的方向竖直向下金属棒的质量为0.01 kg14(2019·晋中摸底)如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，匀强磁场的方向与线圈平面垂直当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡(1)若线圈串联一个电阻R连接到电压为U的稳定电源上，已知线圈电阻为r，当线圈中通过电流I时，请用题给的物理量符号表示出电阻R的大小；(2)请用重力加速度g和n、m、L、I导出B的表达式解析 (1)根据闭合电路欧姆定律可得I，解得Rr.(2)根据平衡条件有mg2nBIL，得B.答案 (1)r(2)B