高考物理一轮复习 第九章 磁场 课时规范练28 磁场的描述 磁场对电流的作用 新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时规范练28磁场的描述磁场对电流的作用基础巩固组1.(安培定则的应用)(2017黑龙江牡丹江一中期末)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()答案B解析地磁场从地理的南极附近出来,进入地理的北极附近,除两极外,地表上空的磁场都具有向北的磁场分量。根据安培定则,环形电流外部磁场方向向北可知,B正确。A图在地表上空产生的磁场方向向南,故A错误。C、D两图在地表上空产生的磁场方向沿东西方向,故C、D错误。2.(安培定则的应用和磁场的叠加)(2017四川成都一诊)右图为水平放置的两根等高固定长直导线的截

2、面图,O点是两导线连线的中点,a、b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点,两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流。下列说法正确的是()A.两导线之间存在相互吸引的安培力B.O点的磁感应强度为零C.O点的磁感应强度方向竖直向下D.a、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反答案C解析同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,A错误;两个电流在O点的磁感应强度方向都是竖直向下,不为0,B错误,C正确;a、b两点磁感强度大小相等、方向相同,D错误。3.(安培定则的应用和磁场的叠加)(2017海南文昌中学期中)在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里。

3、如图所示,A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中()A.B、D两点的磁感应强度大小相等B.A、B两点的磁感应强度大小相等C.C点的磁感应强度的值最大D.B点的磁感应强度的值最大答案A解析根据安培定则可得通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁感应强度大小相等,设为B1,而通电直导线在B点产生的磁感应强度方向为水平向左,在D点产生的磁感应强度方向为水平向右,则B、D两点的磁感应强度大小为B=,大小相等,选项A正确;通电直导线在A点产生的磁感应强度方向为竖直向上,则A点的磁感应强度为BA=B1+B0,选项B错误;通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下,则C点的磁感应强度

4、大小为BC=|B1-B0|,C点的磁感应强度的值最小,选项C错误;由以上分析可知A点的磁感应强度的值最大,选项D错误。4.(安培力作用下导体的平衡)(2017上海杨浦区模拟)如图所示,质量m=0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37、宽度l=1 m的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中,电源的电动势E=8 V、内阻r=1 ,额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作。取sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度大小g取10 m/s2,则磁场的磁感应强度大小为()A.2 TB.1.73 TC.1.5 TD.1 T答案

5、C解析电动机M正常工作时的电流I1=2 A,电源内阻上的电压U=E-U=8 V-4 V=4 V,根据欧姆定律得干路中的电流I=4 A,通过导体棒的电流I2=I-I1=2 A,导体棒受力平衡,有BI2l=mgsin 37,得B=1.5 T,选项C正确。5.(多选)(安培力作用下导体运动情况)(2017湖北宜城市第一中学月考)如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时()A.磁铁对桌面的压力增大B.磁铁对桌面的压力减小C.磁铁受到向右的摩擦力作用D.磁铁受到向左的摩擦力作用答案BC解析根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在的位置磁场

6、方向(切线方向),再根据左手定则判断安培力方向,如图甲根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向左上方,如图乙;根据平衡条件,可知通电后支持力变小,静摩擦力变大,故磁铁对桌面的压力变小,静摩擦力向右。故选B、C。6.(安培力作用下导体的平衡)(2017天津和平区期末)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为l,质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可加平行于纸面的匀强磁场,下列有关磁场的描述中正确的是()A.若磁场方向竖直向上,则B=B.若磁场方向平行斜面向上,则B=C.若磁场方向垂直斜面向下,则B=D.若磁场方向垂直斜面向上,则B=答案A解析若

7、磁场方向竖直向上,导体棒受力如图,F=mgtan ,所以B=,选项A正确;B、C项中导体棒不能静止,选项B、选项C错误;若磁场垂直斜面向上,则B=,选项D错误。7.(多选)(安培定则的应用)均匀带电的薄圆盘的右侧,用拉力传感器A、B水平悬挂一根通电导线ab,电流方向由a到b,导线平行于圆盘平面。圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动,与圆盘静止时相比,拉力传感器的示数增大了,悬线仍然竖直,则下列说法正确的是()A.圆盘带正电荷B.圆盘带负电荷C.若增大圆盘转动角速度,则传感器示数减小D.若改变圆盘转动方向,则传感器示数减小答案AD解析与圆盘静止时相比,拉力传感器的示数增大,悬线竖直,说明导

8、线所受安培力竖直向下,由左手定则可判断,导线所在位置的磁感应强度方向水平向右;由安培定则可以判断,圆盘转动形成的等效电流与其转动方向相同,故圆盘带正电荷,A选项对,B选项错;若增大圆盘转动角速度,则等效电流增大,方向不变,产生的磁感应强度增大,传感器示数增大,C选项错误;若改变圆盘转动方向,则导线所在位置的磁场方向水平向左,导线所受安培力方向向上,传感器示数减小,D选项正确。8.(多选)(安培力)如图甲所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音。图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)的俯视图,磁场方向如图中箭头所示,在图乙中()A.当电流沿

9、顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外答案BC解析将环形导线分割成无限个小段,每一小段看成直导线,则根据左手定则,当电流顺时针时,导线的安培力垂直纸面向外,故选项A错误,选项B正确;当电流逆时针时,根据左手定则可以知道安培力垂直纸面向里,故选项C正确,选项D错误。导学号06400464能力提升组9.(多选)(2017江西新余二模)如图所示,两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一

10、根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触。现在金属棒PQ中通以变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动。已知电流I随时间的变化关系为I=kt(k为常数,k0),金属棒与导轨间存在摩擦。则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中,可能正确的有()答案AD解析金属棒受竖直向下的重力mg、垂直于导轨向里的安培力BIl、垂直于导轨向外的弹力FN、竖直向上的摩擦力Ff。FN=BIl=Blktmg-Ff=maFf=FN把代入得mg-Blkt=ma,加速度先向下减小,当mg=Ff时,加速度为零,速度最大,然后加速度反向逐渐增大,速度逐渐减小最后速度为零,金属棒静止。所以A、D正确。1

11、0.(多选)(2017河南洛阳期末统考)如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为20 cm的光滑圆弧导轨相接,导轨宽度为20 cm,电阻不计。导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T。一根导体棒ab垂直于导轨放置,质量m=60 g、电阻R=1 ,用长也为20 cm的绝缘细线悬挂,导体棒恰好与导轨接触。当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态。导体棒ab速度最大时,细线与竖直方向的夹角=53(sin 53=0.8,g取10 m/s2),则()A.磁场方向一定竖直向上B.电源的

12、电动势E=8.0 VC.导体棒在摆动过程中所受安培力F=8 ND.导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 J答案BD解析导体棒ab所受安培力向右,由左手定则可知磁场方向竖直向下,A错误;细线与竖直方向的夹角为53时,重力和安培力的合力沿半径方向,此时tan 53=,解得I=8 A,由欧姆定律得E=IR=8 V,B正确;安培力F=BIl=mgtan 53=0.8 N,C错误;从初位置到转过53的过程应用动能定理:Flsin 53-mgl(1-cos 53)=Ekm-0,解得最大动能Ekm=0.08 J,D正确。11.(多选)(2017江西九江市二模)如图所示,在竖直向下的恒定匀强磁场中有一光滑绝缘

13、的圆轨道,一重力为G的金属导体MN垂直于轨道横截面水平放置,在导体中通入电流I,使导体在安培力的作用下以恒定的速率v从A点运动到C点,设导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为,安培力的瞬时功率为P,则从A到C的过程中,下列有关说法正确的是()A.电流方向从M指向NB.Icot C.Pcos D.Psin 答案AD解析由于安培力方向始终水平向左,根据左手定则知电流方向从M指向N,A正确;因为导体棒做匀速圆周运动,所以有Gsin =F安cos =IlBcos ,故I=tan ,则Itan ,B错误;又P=F安vcos =Gvsin ,所以Psin ,C错误,D正确。导学号0640046512.(2017江苏泰州模拟)如图所示,在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为610-2 kg的通电直导线,电流大小I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中。设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)答案5 s解析斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。由平衡条件得FTcos 37=FFTsin 37=mg两式联立解得F=0.8 N由F=BIl得B=2 T由题意知,B与t的变化关系为B=0.4t(T)代入数据得t=5 s。