2023届高考物理人教版一轮复习规范练-第九章　磁场27　磁场的描述　磁场对电流的作用.docx

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1、课时规范练27磁场的描述磁场对电流的作用一、基础对点练1.(电流的相互作用)(2021广东卷) 截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流I1,四根平行直导线均通入电流I2,I1I2,电流方向如图所示。下列截面图中可能正确表示通电后长管发生的形变的是()2.(多选)(安培力作用下导体的平衡)如图所示,在倾角=30的光滑轨道上,质量m=0.1 kg的AB杆放在轨道上,轨道间距l=0.2 m,电流I=0.5 A。当加上垂直于杆AB的某一方向的匀强磁场后,杆AB处于静止状态,则所加磁场的磁感应强度可能为()A.1 TB.5.5 T

2、C.4 TD.7.5 T3.(安培力、左手定则)(2021山东菏泽一模)如图所示,在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环,圆环处于静止状态,圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中,环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120,此时悬线的拉力为F。若圆环通电,使悬线的拉力刚好为零,则环中电流大小和方向是()A.电流大小为,电流方向沿顺时针方向B.电流大小为,电流方向沿逆时针方向C.电流大小为,电流方向沿顺时针方向D.电流大小为,电流方向沿逆时针方向二、素养综合练4.(2021四川泸州模拟)在竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中,有一质量为m、长度为L的金属棒MN,两端由

3、等长的轻质细线竖直悬挂。若棒中通以恒定电流,金属棒从静止开始向上摆动,摆动过程中始终保持水平,最高摆到=45的位置,如图所示。不计空气阻力,则金属棒从静止开始摆到最高位置的过程,下列说法正确的是()A.金属棒MN中电流的方向为从M流向NB.细线的拉力先增大后减小C.金属棒MN中的恒定电流I=D.安培力对金属棒MN所做的功为mgL5.(多选)如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场中,垂直磁场方向固定一边长为L的正方形线框abcd,线框每边电阻均为R。将线框的顶点a、b接在电动势为E、内阻为r=R的电源上,开关S闭合,电路稳定后()A.线框的ad边和bc边受到的安培力方向相反B.线框的ab边与dc边受

4、到的安培力方向相反C.整个线框受到的安培力大小为0D.整个线框受到的安培力大小为6.(2021四川遂宁模拟)我国在航母上采用了电磁弹射技术。原理如图甲所示,飞机钩在滑杆上,储能装置通过导轨和滑杆放电,产生恒为4 000 A的强电流,导轨激发的磁场在两导轨间近似为匀强磁场,磁感应强度B=10 T,在磁场力和飞机发动机推力作用下,滑杆和飞机从静止开始向右加速,在导轨末端飞机与滑杆脱离。导轨长120 m、间距为3 m。飞机质量为2.0104 kg,在导轨上运动时所受阻力恒为机重的,假如刚开始时发动机已达额定功率,为4106 W。飞机在导轨末端所受竖直升力与水平速度关系为F=kv(k=4 000 kg

5、/s)。图乙是在一次弹射过程中,记录的飞机在导轨各个位置上的速度。滑杆的质量忽略,g取10 m/s2。(1)求飞机在导轨上运动30 m处的加速度大小。(2)如果飞机在导轨末端刚好达到起飞条件,求飞机在导轨上运动的时间。课时规范练27磁场的描述磁场对电流的作用1.C解析:两根导线的电流方向相同,二者之间是引力,两根导线的电流方向相反,二者之间是斥力,上下两根导线与I1之间是斥力,左右两根导线与I1之间是引力,选项C正确。2.BD解析:金属导轨光滑,所以没有摩擦力,则金属棒只受重力、支持力和安培力,根据平衡条件,支持力和安培力的合力应与重力等大反向,根据矢量三角形合成法则作出合成图如图,由图可以看

6、出当安培力F与支持力垂直时有最小值Fmin=mgsin ,即BminIl=mgsin ,解得Bmin=5 T,B、D正确,A、C错误。3.A解析:要使悬线拉力为零,则圆环通电后受到的安培力方向竖直向上,根据左手定则可以判断,电流方向应沿顺时针方向,根据力的平衡有F=F安,而F安=BIR,求得I=,A项正确。4.B解析:根据左手定则,金属棒MN中电流的方向为从N流向M,A错误;金属棒受的重力和安培力为恒力,建立等效场模型,金属棒由静止释放,运动到等效场最低点后向上运动,细线拉力先增大后减小,B正确;根据动能定理得mgL(1-cos )-BIL2sin =0,解得I=,W=1-mgL,C、D错误。

7、5.AD解析:线框ad、bc边中的电流方向相反,受到的安培力方向相反,选项A正确;线框ab边与dc边中的电流方向相同,所受的安培力方向相同,选项B错误;设a、b间电阻为R外,则,所以R外=R,根据闭合电路欧姆定律,干路电流I=,所以安培力F=BIL=,选项D正确,C错误。6.答案:(1)10 m/s2(2)3.25 s解析:(1)分析飞机在30 m处水平方向的受力有发动机的推力F1=磁场的安培力F2=BIl间距阻力F阻=0.1mgF1+F2-F阻=ma联立得a=10 m/s2。(2)飞机在导轨末端刚好达到起飞条件,有F=kv=mg由全过程的功能关系得Pt+F2x-F阻x=mv2联立得t=3.25 s。