《(新课改省份专用)高考物理一轮复习课时跟踪检测(二十八)磁场的描述磁场对电流的作用(含解析)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(新课改省份专用)高考物理一轮复习课时跟踪检测(二十八)磁场的描述磁场对电流的作用(含解析)(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、课时跟踪检测(二十八) 磁场的描述 磁场对电流的作用A级基础小题练熟练快1.(2019安徽江南十校联考)中国宋代科学家沈括在公元1086年写的梦溪笔谈中最早记载了“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示,结合上述材料,下列说法正确的是()A在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极,指北的磁极叫南极B对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子,在南、北极所受阻挡作用最弱,赤道附近最强C形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的D由于地磁场的影响,在奥斯特发现电流磁效应的实验中,通电导线应相对水平地面竖直放置解析:选B地
2、球内部存在磁场,地磁南极在地理北极附近,所以在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫南极,指北的磁极叫北极,选项A错误;在地球的南北极地磁场的方向几乎与地面垂直,对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子,在南、北极所受阻挡作用最弱,赤道附近的磁场方向与地面平行,则高能粒子所受的磁场力最大,选项B正确;地球自转方向自西向东,地球的南极是地磁场的北极,由安培定则判断可能地球是带负电的,选项C错误;在奥斯特发现电流磁效应的实验中,若通电导线相对水平地面竖直放置,地磁场方向与导线电流的方向垂直,则根据安培定则可知,地磁场对实验的影响较大,故在进行奥斯特实验时,通电导线南北放置时实验现象最明显,选项D
3、错误。2(多选)如图所示,关于磁铁、电流间的相互作用,下列说法正确的是()A甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B乙图中,磁铁对通电导线的力的作用是通过磁铁的磁场发生的C丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的解析:选BC甲图中,电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的;乙图中,磁铁对通电导线力的作用是通过磁铁的磁场发生的;丙图中,电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的。综上所述,B、C正确。3.(2018温州八校联考)阿明有一个磁浮玩具,其原理是利用电磁铁产生磁性,让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来,其
4、构造如图所示。若图中电源的电压固定,可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置,则下列叙述正确的是()A电路中的电源必须是交流电源B电路中的a端点须连接直流电源的负极C若增加环绕软铁的线圈匝数,可增加玩偶飘浮的最大高度D若将可变电阻的电阻值调大,可增加玩偶飘浮的最大高度解析:选C电磁铁产生磁性,使玩偶稳定地飘浮起来,电路中的电源必须是直流电源,电路中的a端点须连接直流电源的正极,选项A、B错误;若增加环绕软铁的线圈匝数,电磁铁产生的磁性更强,电磁铁对玩偶的磁力增强,可增加玩偶飘浮的最大高度,选项C正确;若将可变电阻的电阻值调大,电磁铁中电流减小,产生的磁性变弱,则降低玩偶飘浮的最大高度,选项D错误
5、。4.(2019衡水调研)一通电直导线与x轴平行放置,匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行,导线受到的安培力为F。若将该导线做成圆环,放置在xOy坐标平面内,如图所示,并保持通电的电流不变,两端点ab连线也与x轴平行,则圆环受到的安培力大小为()AFB.FC.F D.F解析:选C根据安培力公式,安培力F与导线长度L成正比;若将该导线做成圆环,由L2R,解得圆环的半径R,圆环ab两点之间的距离LR。由解得:FF,选项C正确。5.如图所示,无限长导线,均通以恒定电流I,直线部分和坐标轴接近重合,弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧,已知直线部分在原点O处不形成磁场,在第一象限圆弧电流在原
6、点产生的磁感应强度为B,现在原点O处放一小段与x轴重合的长为L的通电导线P(可以视为电流元),导线P的电流大小为I,电流方向沿x轴正方向,则通电导线P受到的安培力的大小和方向是()A2BIL,方向与y轴正方向相同B2BIL,方向与y轴负方向相同C4BIL,方向与y轴正方向相同D4BIL,方向与y轴负方向相同解析:选A由题意可知,图中第一象限圆弧电流在原点产生的磁感应强度为B,由安培定则可知磁场方向垂直纸面向里;根据安培定则可知,第二和第三象限内圆弧电流在O点产生的磁场的方向都是向里的,第四象限内圆弧电流在O点产生的磁场的方向是向外的,所以四段圆弧在O点产生的磁场的合场强为2B,方向向里;电流元
7、的方向向右,由左手定则可知,电流元受到的安培力的方向向上,与y轴的正方向相同,大小为F2BIL;故A正确,B、C、D错误。6.如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同解析:选CO点处的磁场是由M、N两处的直线电流产生的,由安培定则和磁场叠加原理可
8、判断出M、N两处的直线电流在O处产生的磁场方向向下,磁感应强度一定不为零,选项A错误;a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,选项B错误;c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,选项C正确;a、c两点处磁感应强度的方向都是竖直向下,选项D错误。B级保分题目练通抓牢7(多选)(2019太原模拟)如图所示,金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中,弹簧的劲度系数为k,棒ab中通有恒定电流,棒处于平衡状态,并且弹簧的弹力恰好为零。若电流大小不变而方向反向,则()A每根弹簧弹力的大小为mgB每根弹簧弹力的大小为2mgC弹簧形变量为D弹簧形变量为解析:选AC电流方向改变前,对
9、棒受力分析,根据平衡条件可知,棒受到的安培力竖直向上,大小等于mg;电流方向改变后,棒受到的安培力竖直向下,大小等于mg,对棒受力分析,根据平衡条件可知,每根弹簧弹力的大小为mg,弹簧形变量为,选项A、C正确。8(多选)(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、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴
10、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解析:选AD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(多选)一金属条放置在相距为d的两金属轨道上,如图所示。现让金属条以v0的初速度从AA进入水平轨道,再由CC进入半径为r的竖直圆轨道,金属条到达竖直圆
11、轨道最高点的速度大小为v,完成圆周运动后,再回到水平轨道上,整个轨道除圆轨道光滑外,其余均粗糙,运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好。已知由外电路控制流过金属条的电流大小始终为I,方向如图中所示,整个轨道处于水平向右的匀强磁场中,磁感应强度为B,A、C间的距离为L,金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动。重力加速度为g,则由题中信息可以求出()A金属条的质量B金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向C金属条运动到DD时的瞬时速度D金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数解析:选ABD在圆轨道最高点,由牛顿第二定律,有BIdmgm,所以选项A正确;由题中信息可求出金属条在磁场中运动时所受的安培力的
12、大小和方向,选项B正确;由于不知道CD间距,故不能求出金属条运动到DD时的瞬时速度,所以选项C错误;由动能定理得:(mgBId)2r(mgBId)Lmv2mv02,可以求出动摩擦因数,所以选项D正确。C级难度题目适情选做10.(2019广州模拟)如图所示,两平行光滑金属导轨CD、EF间距为L,与电动势为E0的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成角,回路其余电阻不计。为使ab棒静止,需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为()A.,水平向右B.,垂直于回路平面向上C.,竖直向下D.,垂直于回路平面向下解析:选D对金属棒受力分析,受重
13、力、支持力和安培力,如图所示;从图可以看出,当安培力沿斜面向上时,安培力最小,故安培力的最小值为:FAmgsin ,故磁感应强度的最小值为B,根据欧姆定律,有E0IR,故B,故D正确。11(2018渭南质检)如图所示,电源电动势为3 V,内阻不计,两个不计电阻的金属圆环表面光滑,竖直悬挂在等长的细线上,金属环面平行,相距1 m,两环分别与电源正负极相连。现将一质量为0.06 kg、电阻为1.5 的导体棒轻放在环上,导体棒与环有良好电接触。两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T的匀强磁场。重力加速度g10 m/s2,当开关闭合后,导体棒上滑到某位置静止不动,试求在此位置上棒对每一个环的压
14、力为多少?若已知环半径为0.5 m,此位置与环底的高度差是多少?解析:棒受的安培力FBIL,棒中电流为I,代入数据解得F0.8 N,对棒受力分析如图所示(从右向左看),两环支持力的总和为2FN,代入数据解得FN0.5 N。由牛顿第三定律知,棒对每一个环的压力为0.5 N,由图中几何关系有tan ,得53,棒距环底的高度为hr(1cos )0.2 m。答案:0.5 N0.2 m12.载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B,式中常量k0,I为电流强度,r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方,矩形线框abcd通以逆时针方向的恒定电流,被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂,如图所示。开始时MN内不
15、通电流,此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时,两细线的张力均减小为T1;当MN内的电流强度变为I2时,两细线的张力均大于T0。(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向;(2)求MN分别通以强度为I1和I2电流时,线框受到的安培力F1与F2大小之比;(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线框的加速度大小为a,求I3。解析:(1)I1方向向左,I2方向向右。(2)当MN中通以强度为I的电流时,线框受到的安培力大小为FkIiL,式中r1、r2分别为ab、cd与MN的间距,i为线框中的电流,L为ab、cd的长度。F1F2 I1I2。(3)设MN中电流强度为I3时,线框受到的安培力大小为F3。由题设条件有2T0G,2T1F1G,F3Gmaa。,I3I1。答案:(1)I1方向向左I2方向向右(2)I1I2(3)I1资