【备考2022】高考物理一轮复习学案第1讲　磁场及其对电流的作用 作业.doc

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1、金版教程高考总复习·物理（新教材）第1讲磁场及其对电流的作用时间：50分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中17题为单选，810题为多选)1. (2021·八省联考河北卷)如图，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度Bk，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。图中A点的坐标为(a，b)，若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为()A.I0，沿y轴正向 B.I0，沿y轴负向C.I0，沿y轴正向 D.I0，沿y轴负向

2、答案A解析沿x轴放置的导线中的电流在A点激发的磁感应强度大小为Bxk，由安培定则可知，其方向垂直纸面向外，若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中的电流在A点激发的磁感应强度方向应垂直纸面向里，由安培定则可知，沿y轴放置的导线中电流方向沿y轴正向，其大小满足BykBxk，解得II0，故A正确，B、C、D错误。2如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()答案A解析由FIlB知，线圈在磁场中的有效长度越大，受到的力变化就越大，A

3、中有效长度最长，为MN，故A正确。3. (2021·八省联考湖南卷)如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为F1。只改变电流方向，其他条件不变，力传感器的示数为F2。该匀强磁场的磁感应强度大小为()A. B.C. D.答案C解析线框在磁场中受到安培力的等效长度为bdL，当电流方向为图示方向时，由左手定则可知导线框受到的安培力竖直向

4、上，大小为FBIL，因此对导线框，根据平衡条件可得F1Fmg；只改变电流方向，其他条件不变，则线框所受安培力竖直向下，此时有mgFF2，联立可得B，故C正确。4(2020·北京市朝阳区一模)在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，一根金属管线平行于水平地面。有一种探测方法，首先给金属长直管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°

5、的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定()A金属管线在EF正下方，深度为LB金属管线在EF正下方，深度为LC金属管线的走向垂直于EF，深度为LD金属管线在EF正下方，深度为L答案B解析用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，说明这些点均离电流最近，即金属管线应在EF正下方，画出左侧视图，如图所示；b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故金属管线的深度为。故B正确，A、C、D错误。5. (2020·山东省聊城市高三上期末)如图所示，导体棒固定在光滑的水平面

6、内，导体棒垂直于导体棒放置，且可以在水平面内自由移动(图为俯视图)。给导体棒、通以如图所示的恒定电流，仅在两导体棒之间的相互作用下，较短时间后导体棒出现在虚线位置。下列关于导体棒位置的描述可能正确的是()答案B解析由右手螺旋定则可知，导体棒在导体棒处产生的磁场方向垂直纸面向外，且离导体棒越远，磁场越弱，由左手定则可知，导体棒所受的安培力沿导体棒中电流的方向，且导体棒左端受到的安培力大于右端受到的安培力，所以导体棒沿导体棒中电流的方向运动，且左端较右端运动显著，故B正确。6.(2020·山东省实验中学模拟)如图所示，在竖直面内，固定一足够长通电导线a，电流水平向右，空间还存在磁感应强度

7、大小为B0、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在通电导线a的正下方，用绝缘细线悬挂一质量为m的导线b，其长度为L，重力加速度为g，下列说法正确的是()A若使悬挂导线b的细线不受力，需要在导线b中通入水平向左的电流B若导线b中通入方向向右、大小为I的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为C若导线b中通入方向向右、大小为I的电流，细线恰好不受力，则导线a在导线b处产生的磁场的磁感应强度大小为B0D若导线b中通入方向向右、大小为I的电流，细线恰好不受力，此时若使b中电流反向，大小不变，则每一根细线受到导线b的拉力大小将变成答案C解析根据右手螺旋定则，通电导线a在b处产生的磁场

8、方向垂直纸面向里，设磁感应强度大小为B，则导线b所在处磁场的磁感应强度大小为B0B，方向垂直于纸面向里。若使悬挂导线b的细线不受力，根据左手定则，需要在导线b中通入水平向右的电流I，且满足mg(BB0)IL，解得BB0，故A、B错误，C正确；此时若使b中电流反向，大小不变，则导线b受安培力方向向下，设此时每一根细线对导线b的拉力为FT，则有2FT(BB0)ILmg，联立解得FTmg，则每一根细线受到导线b的拉力大小将变成mg，故D错误。7(2020·辽宁省辽阳市高三(下)二模) 如图所示，粗糙固定斜面的倾角为，整个斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场(强弱未知)中，在斜面上有一根有效长度为

9、L、质量为m、水平放置的导体棒，当导体棒中电流为I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动。已知电流I1、I2的方向相同且I1<I2，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A电流方向垂直纸面向里B匀强磁场的磁感应强度大小为C导体棒与斜面间的动摩擦因数为D可能存在一个与I1、I2大小不同的电流，使导体棒沿斜面做匀速直线运动答案B解析由题意可知通入电流I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动，I1、I2的方向相同且I1<I2，故通入电流I1时导体棒沿斜面向下运动，通入电流I2时导体棒沿斜面向上运动，导体棒受到的安培力均沿斜面向上，由左手定则知电流方向垂直纸面向外，根据平衡条件有mgsinBI

10、1Lmgcos，mgsinmgcosBI2L，联立解得B，故B正确，A、C错误；因I1和I2可分别使导体棒沿斜面向下和向上匀速运动，根据磁场方向知安培力沿斜面方向，摩擦力大小不变，重力沿斜面的分力不变，故不存在其他电流能让导体棒沿斜面匀速运动，故D错误。8(2017·全国卷)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将()A左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B左、右转轴上下两

11、侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉答案AD解析装置平面示意图如图所示。如图所示的状态，磁感线方向向上，若形成通路，线圈下边导线中电流方向向左，受垂直纸面向里的安培力，同理，上边导线中电流受安培力垂直纸面向外，使线圈转动。当线圈上边导线转到下边时，若仍通路，线圈上、下边中电流方向与图示方向相比均反向，受安培力反向，阻碍线圈转动。若要线圈连续转动，要求左、右转轴只能上一侧或下一侧形成通路，另一侧断路。故选A、D。9质量为m的金属细杆置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为，有电流通过杆，杆恰好静

12、止于导轨上，在如图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()答案CD解析A中，通电细杆可能受重力、安培力、导轨的弹力作用处于静止状态，如图甲所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零。B中，通电细杆可能受重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能为零。C和D中，通电细杆受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦力，如图丙、丁所示，所以杆与导轨间的摩擦力一定不为零。故选C、D。 10(2020·河北衡水中学三月份教学质量监测) 已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足Bk (其中k为比例系数，I为电流强度，

13、r为该点到直导线的距离)。现有四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C处导线中的电流大小为I1，B、D处导线中的电流大小为I2。已知A处导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是()A电流的大小关系为I12I2B四根导线所受的磁场力都为零C正方形中心O处的磁感应强度为零D若移走A处导线，则中心O处的磁场将沿OB方向答案ACD解析B、C、D处导线在A处的磁场方向如图1所示，根据题意A处导线所受的磁场力恰好为零，则A处的合磁感应强度为零，即kk，则I12I2，故A正确；同理可以判断B、D处的合磁感应强度不为零，B、D处导线所受的磁场力不为零

14、，故B错误；将各导线在O点的磁场方向画出，如图2所示，由于A、C处导线中电流相等而且到O点距离相等，则BABC，同理BBBD，则正方形中心O处的磁感应强度为零，故C正确；若移走A处导线，则磁场BA不存在，由于BBBD，则此时O点的磁场就是磁场BC，即中心O处的磁场将沿OB方向，故D正确。二、非选择题(本题共1小题，共20分)11(2020·山西省吕梁市高三上学期一模)(20分) 如图所示，在磁感应强度B1.0 T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆。已知接在滑轨中的电源电动势E16 V，内阻r1 。ab杆长L0.5

15、 m，质量m0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数0.5，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。求：要使杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案1 R21 解析分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示。当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示。由平衡条件得沿滑轨方向：mgsinFN1F安1cos垂直滑轨方向：FN1mgcosF安1sin而F安1BL联立并代入数据解得R121 ；当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示。由平衡条件得沿滑轨方向：mgsinFN2F安2cos垂直滑轨方向：FN2mgcosF安2sin而F安2BL联立并代入数据解得R21 ；所以，要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值范围是1 R21 。