高考总复习物理随堂课件与课后习题第十章磁场课时规范练29磁场的描述磁场对电流的作用.docx

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1、课时规范练29磁场的描述磁场对电流的作用基础对点练1.(电流的相互作用)如图所示是一位同学制作的实验装置:柔软弹簧竖直悬挂,下端恰与铜片接触。当开关闭合后,弹簧时伸时缩,灯泡时明时暗。关于这个实验现象,下列说法正确的是() A.有电流通过弹簧时,各匝环形电流互相吸引致使弹簧收缩B.有电流通过弹簧时,各匝环形电流互相排斥致使弹簧伸长C.弹簧收缩与铜片分离时,通过灯泡的电流较小,灯泡暗淡D.弹簧伸长与铜片接触时,通过灯泡的电流较大,灯泡明亮2.(安培力)(2021浙江高三二模)电磁炮是一种利用电磁作用发射炮弹的先进武器,某同学利用饼型强磁铁和导轨模拟电磁炮的发射原理,如图所示,相同的饼型强磁铁水平

2、等间距放置,使导轨平面近似为匀强磁场。下列说法不正确的是()A.放置强磁铁时,应保证磁铁的磁极同向B.强磁铁磁性越强,导轨平面越接近匀强磁场C.强磁铁间距越小,导轨平面越接近匀强磁场D.若全部磁铁N极向上,导体棒所受安培力水平向右3.(磁场的叠加、磁感应强度计算)(2021广东广州高三一模)如图所示,三根长为L的平行通电直导线分别放在等腰直角三角形的三个顶点上,其中a、b处导线中的电流的方向垂直纸面向里,c处导线中的电流方向垂直纸面向外,b、c处导线中的电流大小为I,在a处产生的磁感应强度的大小均为B,a处导线中通过的电流大小为2I,则a处导线受到的安培力为()A.2BIL,方向竖直向上B.B

3、IL,方向水平向右C.2BIL,方向竖直向上D.4BIL,方向水平向左4.(电流的相互作用)(2021北京延庆高三一模)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,地下有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I,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点B,连接AB并测得AB间的距离为a;在地面上过A点做垂直于AB的线段AC并测得AC间的距离为b;用测量仪测得C点的磁场方向与地面夹角为45,由此可确定()A.地下的金属管线平行

4、于AB,深度为bB.地下的金属管线平行于AB,深度为aC.地下的金属管线平行于AC,深度为bD.地下的金属管线平行于AC,深度为a5.(磁感应强度计算)(2021河南高三月考)在一条直线上的A点和B点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线,其电流分别为4I和I,方向如图所示,BA和BB分别表示A处和B处电流在某点产生的磁感应强度的大小。已知通电长直导线在空间某点处形成磁场的磁感应强度B=kIr,k为比例系数,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流。则关于在通过A、B两点的直线上,满足磁感应强度大小BA=BB的点,下列说法正确的是()A.只有两个,其中一处磁感应强度的矢量和为零B.只有一个,该处磁

5、感应强度的矢量和为零C.有三个,其中两处磁感应强度的矢量和为零D.有三个,其中一处磁感应强度的矢量和为零6.(磁场中的单位问题)(2021浙江金华高三二模)下列物理量是矢量且单位用国际单位制表示正确的是()A.磁通量Tm2B.冲量kgmsC.电场强度kgm/(As3)D.磁感应强度kgm/(As)7.(磁场的叠加、磁感应强度计算)(2021辽宁沈阳二中高三三模)已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁场磁感应强度大小与电流强度成正比,与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示,现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上,彼此绝缘,电流方向分别由d流向h、由h流向g,

6、则顶点a和e两处的磁感应强度大小之比为()A.23B.32C.22D.238.(安培力作用下的平衡问题)(2021浙江温州高三三模)如图所示,导体棒a水平放置在倾角为45的光滑斜坡上的P处,导体棒b固定在右侧,与a在同一水平面内,且相互平行。当两棒中均通以电流强度为I的同向电流时,导体棒a恰能在斜面上保持静止。两导体棒粗细不计,则下列说法正确的是()A.a、b两导体棒受到的安培力相同B.b棒中的电流在P处产生的磁感应强度方向向下C.将导体棒b沿虚线竖直下移到某一位置,导体棒a不可能保持静止D.将导体棒b沿虚线竖直上移到某一位置,导体棒a对斜面的压力可能不变9.(安培力作用下导体的运动)条形磁铁

7、放在水平面上,在它的右上方处有一根固定的垂直纸面的直导线,如图所示,当直导线中通以图示方向的电流时,磁铁仍保持静止。下列结论正确的是()A.磁铁对水平面的压力小于自身重力B.磁铁对通电直导线有斜向右上方的安培力作用C.磁铁对水平面施加向右的静摩擦力D.磁铁所受的合外力增加素养综合练10.(2021河北石家庄正定中学月考)已知电流为I的通电直导线,在距离直导线r处产生的磁场的磁感应强度为B=kIr。图甲中一半径为R的圆形区域上沿竖直直径放置一通电直导线,图乙为平行放置的三根通电直导线,两侧直导线与中间直导线的距离均为a,图丙和图丁均为在边长为a的正方形的四个顶点分别放置的、垂直纸面的通电直导线,

8、导线间距离及导线中电流的大小和方向已在图中标出。下列说法正确的是()A.图甲中圆形区域的磁通量不为零B.图乙中通有电流I0的直导线所受安培力不为零C.图丙中O点的磁感应强度大小为42kIaD.图丁中O点的磁感应强度为22kIa11.(2021重庆育才中学高三二模)质量均匀分布的直导体棒放置于四分之一的光滑圆弧轨道上,其截面如图所示。导体棒中通有电流大小为I的电流,空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的方向竖直向上。导体棒平衡时,导体棒与圆心的连线与竖直方向的夹角为(45),轨道与导体棒的弹力为FN。下列说法正确的是()A.若仅将电流I缓慢增大,则逐渐减小B.若仅将电流I缓慢增大,则FN逐

9、渐增大C.若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90,则逐渐减小D.若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90,则FN逐渐增大12.(2021四川凉山高三二模)如图所示,不计电阻水平放置的导轨上连有电源E、定值电阻R、开关,导轨两端分别固定两根材料、粗细均相同的金属杆a、b(电阻不能忽略),两杆分别与导轨夹角60、90,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,当开关闭合后,a、b两杆所受安培力大小之比为()A.43B.11C.23D.32参考答案课时规范练29磁场的描述磁场对电流的作用1.A解析有电流通过弹簧时,各环形电流同向,相互吸引致使弹簧收缩,故A正确,B错误;弹簧伸长与铜片接触,弹簧电阻与灯泡并联,电路中总

10、电阻较小,电流较大,灯泡两端电压较小,通过灯泡的电流较小,灯泡较暗淡;弹簧收缩与铜片分离时,电路中总电阻较大,电流较小,灯泡两端电压较大,通过灯泡的电流较大,灯泡较明亮,故C、D错误。2.B解析 放置强磁铁时,应保证磁铁的磁极同向,并且强磁铁间距越小,导轨平面越接近匀强磁场,磁性的强弱与是否为匀强磁场无关,故A、C正确,B错误;若全部磁铁N极向上,根据左手定则,导体棒所受安培力水平向右,故D正确。本题选不正确的,故选B。3.A解析 b、c处导线中的电流在a处产生的磁感应强度的大小均为B,根据矢量的叠加规则,结合几何关系可得,a处的磁感应强度为Ba=2B,方向水平向左,再由左手定则可知,a处导线

11、受到的安培力方向竖直向上,大小为F=2B2IL=2BIL,故A正确。4.A解析 根据通电直导线产生的磁场特点,距离电流越近,产生的磁场磁感应强度越大,则A点距离管线最近,AB上的点均是距离管线最近的点,管线在AB的正下方,与AB平行;由几何关系可以确定A点到管线的距离为b。故A正确。5.A解析 根据题意可知在图中P1和P2两点处的BA=BB即k4IL-x1=kIx1,解得x1=L5,同理可得x2=L3,根据安培定则可知在P1点两磁场的方向相同,在P2点两磁场的方向相反,所以只有P2处磁感应强度的矢量和为零,故A正确。6.C解析 磁通量是标量,其单位是kgm2(A-1s-2),故A错误;冲量是矢

12、量,其国际制单位是kgm/s,故B错误;电场强度是矢量,其国际制单位是kgm/(As3),故C正确;磁感应强度是矢量,其单位是kg(A-1s-2),故D错误。7.B解析 设正方体边长为L,由题意可知B=kIr,设其中一根长直导线的电流在e点产生的磁感应强度为B0,则e点的磁感应强度大小为Be=2B0,处于hg边的长直导线到a点的距离为2L,在a点产生的磁感应强度大小为22B0;处于dh边的长直导线到a点的距离为L,在a点产生的磁感应强度大小为B0,所以a点的磁感应强度大小为Ba=22B02+B02=62B0,因此BaBe=32,故B正确。8.C解析 a、b两导体棒受到的安培力方向相反,所以不相

13、同,故A错误;根据右手螺旋定则,可判定b棒中的电流在P处产生的感应强度方向向上,故B错误;对导体棒a受力分析如图所示,它受三个力而平衡,这三个力分别是重力、支持力和导体棒b对它的吸引力,若将导体棒b沿虚线竖直下移到某一位置,导体棒b对导体棒a的吸引力将变小,吸引力沿斜面向上的分力必不能与重力沿斜面向下的分力平衡,所以导体棒a不可能保持静止,故C正确;将导体棒b沿虚线竖直上移到某一位置,同理可得吸引力在垂直于斜面方向的分力必变小,所以支持力一定变小,故D错误。9.B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右上方,故B正确;根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向左

14、下方,磁铁有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,磁铁对水平面施加向左的静摩擦力,故C错误;导线对磁铁的安培力方向斜向左下方,使得磁铁对地的压力增大,大于自身重力,故A错误;磁铁仍保持静止,合外力为0,故D错误。10.D解析 题图甲中,由安培定则知,左侧半圆内的磁感线方向垂直纸面向里,右侧半圆内的磁感线方向垂直纸面向外,两侧磁场关于直导线对称,可知通过该圆形区域的磁通量为零,A错误;题图乙中,左右两侧的通电直导线在中间导线处产生的磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,合磁感应强度为零,由F安=BIL知,中间通有电流I0的直导线所受安培力为零,B错误;题图丙中,一根直导线在O点产生的磁场的磁感应强度为

15、B1=kI2a2=2akI,由磁场叠加原理可知,O点磁感应强度为B2=222kIacos 45=4kIa,C错误;题图丁中,对角线两端电流方向相同的两根直导线在O点产生的合磁场的磁感应强度为零,对角线电流方向相反的两根直导线在O点产生的合磁场的磁感应强度为B3=22kIa=22kIa,D正确。11.B解析 如图甲所示,对导体棒受力分析,受重力、支持力和电场力,若仅将电流强度I缓慢增大,安培力逐渐增大,则逐渐增大,FN逐渐增大,故A错误,B正确;如图乙所示,对导体棒受力分析,受重力、支持力和电场力,沿垂直半径方向根据平衡条件可知Fcos =mgsin ,由图乙可知,若仅将磁场方向沿逆时针缓慢转过90,则安培力在沿垂直半径方向的分力先增大后减小,在沿半径向下的分力逐渐减小到零,后来沿半径方向向上的分力增大,所以先增大再减小,FN逐渐减小,故C、D错误。甲乙12.B解析 设轨道间距为L,a与轨道间的夹角为60,电阻率为,截面积为S,a、b棒并联,电压相同,b棒的电阻为Rb=LS,a棒电阻为Ra=Lsin60S=LSsin60,b棒的电流为I,则a棒中电流为Ia=RbRaI=Isin 60,b棒受到的安培力为Fb=BIL,a棒受到的安培力为Fa=BIaLa=BIsin 60Lsin60=BIL,所以Fa=Fb,故B正确。 7