《2019届高三物理人教版一轮作业：第九章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高三物理人教版一轮作业：第九章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 （10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时作业 单独成册 方便使用 基础题组 一、单项选择题 1关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A安培力的方向可以不垂直于直导线 B安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 解析：根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流 I 和磁场 B 确 定的平面，即安培力的方向既垂直于 B 又垂直于 I，选项 A 错误， B 正确；当电流 I 的方向平行于磁场 B 的方向时，直导线受到的安 培力为零，当电流 I 的方向垂直于磁场 B 的方向时，直导线受到的安培力最大， 可见，安培力的
2、大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，选项 C 错误；如图 所示，电流 I 和磁场 B 垂直，直导线受到的安培力 FBIL，将直导线从中点折 成直角，分段研究导线受到的安培力，电流 I 和磁场 B 垂直，根据平行四边形 定则可得，导线受到的安培力的合力为 FBIL，选项 D 错误 2 2 答案：B 2(2017高考上海卷)如图，一导体棒 ab 静止在 U 形铁芯的两臂之间电键闭 合后导体棒受到的安培力方向( ) A向上 B向下 C向左 D向右 解析：根据图中的电流方向，由安培定则知 U 形铁芯下端为 N 极，上端为 S 极， ab 中的电流方向由 ab，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右
3、，选项 D 正确 答案：D 3(2018湖南师大附中月考)如图所示，两根平行放置、长度均为 L 的直导线 a 和 b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中当 a 导线通有电流大小为 I、b 导线通有电流大小为 2I，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为 F1，b 导线受到的磁场力大小为 F2，则 a 通电导线的电流在 b 导线处产生的磁 感应强度大小为( ) A. B. F2 2IL F1 IL C. D. 2F1F2 2IL 2F1F2 IL 解析：a、b 导线中电流方向相反，两导线之间的磁场力为斥力，设大小为 F， 对 a 有 F1FBIL，对 b 有 F2F2BIL，解得 F2F
4、1F2，对于导线 b，F2F1F2B2IL，解得 B，故 C 正确 2F1F2 2IL 答案：C 4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( ) 解析：由题图可知，A 图中线圈回路在磁场中的有效长度 L 最长，由 FnBIL 可知，磁场发生相同微小变化的前提下，A 中安培力的变化量最大，最容易失 去平衡，A 正确 答案：A 5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
5、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 mgR E0L B.，垂直于回路平面向上 mgRcos E0L C.，竖直向下 mgR tan E0L D.，垂直于回路平面向下 mgRsin E0L 解析：对金属棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所 示由图看出，当安培力沿斜面向上时，有最小值，此时磁感 应强度的方向是垂直于回路平面向下安培力的最小值 FAmgsin ，故磁感应强度的最小值 B，根据 FA IL mgsin IL 欧姆定律，有
6、 E0IR，故 B.故选项 D 正确 mgRsin E0L 答案：D 二、多项选择题 6(2018河南重点中学联考)如图所示，将长度为 L 的直 导线放置在 y 轴上，当通以大小为 I、沿 y 轴负方向的电流 后，测得其受到的安培力大小为 F、方向沿 x 轴正方向， 则匀强磁场的磁感应强度可能为( ) A沿 z 轴正方向，大小为 2F IL B在 xOy 平面内，大小为 2F IL C在 zOy 平面内，大小为 2F IL D在 zOy 平面内，大小为 4F IL 解析：已知电流沿 y 轴负方向，安培力方向沿 x 轴正方向，根据左手定则结合 选项判断得知匀强磁场的磁感应强度在 zOy 平面内，
7、设磁场与导线的夹角为 ，则 0，所以 B和 B是可能的，故 A、B 错误，C、D 正 F IL 2F IL 4F IL 确 答案：CD 7如图所示，质量为 m、长为 L 的直导线用两绝缘细线 悬挂于 O、O，并处于匀强磁场中当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹 角为 ，则磁感应强度方向和大小可能为( ) Az 轴正向，tan mg IL By 轴正向， mg IL Cz 轴负向，tan mg IL D沿悬线向上，sin mg IL 解析：如果 B 方向沿 z 轴正向，则安培力方向沿 y 轴负向，直导线所受三力合 力不可能为零，A 错误；如果 B 方向沿 y
8、轴正向，则安培力方向竖直向上，当 安培力 BILmg 时，可以平衡，此时 B，B 正确；如果 B 方向沿 z 轴负向， mg IL 则安培力方向沿 y 轴正向，直导线所受三力平衡时安培力 BILmgtan ，此时 Btan ，C 正确；如果 B 方向沿悬线向上，则安培力方向垂直于细线的方 mg IL 向向内，直导线所受三力不可能平衡，D 错误 答案：BC 8(2018江西百校联盟大联考)如图所示，两平行金属导轨 PQ、MN 间距为 L，与电动势为 E、内阻为 r 的电源相连，重力 为 G、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，回路其余电阻不计现在加上
9、匀强磁 场使 ab 棒保持静止，设回路中电流为 I，则所加磁场的磁感应强度( ) A大小可能为 Gsin 2IL B最小为 Gsin IL C若磁场竖直向下，磁感应强度大小为 Gsin 2IL D若磁场水平向右，磁感应强度大小为 G IL 解析：当金属棒 ab 受到沿斜面向上的安培力来平衡重力分力 Gsin 时，所加 磁场的磁感应强度最小为，选项 A 错误，B 正确；若磁场竖直向下，金 Gsin IL 属棒受到的安培力水平向右，根据受力平衡有 Gsin BILcos ，磁感应强度 B，故选项 C 错误；若磁场水平向右，金属棒受到的安培力竖直向上， Gtan IL 用以平衡重力，有 GBIL，此
10、时的磁感应强度 B，故选项 D 正确 G IL 答案：BD 能力题组 一、选择题 9(2018江苏连云港模拟)如图甲所示，一个条形磁铁 P 固定在水平桌面上， 以 P 的右端点为原点，中轴线为 x 轴建立一维坐标系一个灵敏的小磁针 Q 放 置在 x 轴上不同位置，设 Q 与 x 轴之间的夹角为 .实验测得 sin 与 x 之间的关 系如图乙所示已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为 B0.下列说法正确 的是 ( ) AP 的右端为 S 极 BP 的中轴线与地磁场方向平行 CP 在 x0处产生的磁感应强度大小为 B0 Dx0处合磁场的磁感应强度大小为 2B0 解析：当 x 趋向无穷大时，小磁针
11、所指的方向为地磁场的方向，所以根据题图 可知，x 趋向无穷大时，sin 趋向 1，则 趋向 90，即小磁针的方向与 x 轴的 方向垂直，所以 x 轴正方向向东当 x 非常小时，小磁针的 N 极沿 x 轴正方向， 即向东由题图甲可知，开始时小磁针 N 极背离 O 点，所以 P 右端的磁极是 N 极，故 A 错误；由以上的分析可知，P 的中轴线沿东西方向，与地磁场方向 垂直，故 B 错误；由题图乙可知，x0处 sin ，则 45，P 在 x0处产生的 2 2 磁感应强度大小 BP满足 tan 45，所以 BPB0，C 正确；x0处合磁场的磁 B0 BP 感应强度大小为 BB0，故 D 错误 B0
12、sin 452 答案：C 10.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 随时间变化的关系为 Ikt(k 为常数， k0)，金属棒 PQ 与导轨间的动摩擦因数一定以竖直向下为正方向，则下面 关于金属棒 PQ 的速度 v、加速度 a 随时间变化的关系图像中，可能正确的是( ) 解析：因为开始时金属棒 PQ 加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动， 加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的变加速运动，然后加速度
13、方向向上， 加速度逐渐增大，做加速度逐渐增大的变减速运动，故 A 错误，B 正确；根据 牛顿第二定律得，金属棒 PQ 的加速度 a，fNFABILBLkt， mgf m 联立解得加速度 ag，与时间成线性关系，故 C 错误；t0 时刻无电 BLkt m 流，无安培力，只有重力，加速度竖直向下，为正值，故 D 错误 答案：B 11(多选)有一根质量为 m、长度为 d 的通有水平向里的电流 I 的 导体棒，被长度为 L 的轻质绝缘细线悬挂在天花板上，在此空间 加上竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小 B，若 3mg 3Id 保持导体棒中的电流 I 始终不变，则( ) A细线偏离竖直方向的夹角最
14、大为 30 B细线偏离竖直方向的夹角最大为 60 C在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为 2(1)mg 3 D在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为mg 12 3 6 解析：磁场方向竖直向下，导体棒受到水平向左的安培力，导体棒向左摆起， 导体棒摆到最大高度时，由动能定理有 BIdLsin mgL(1cos )00，解得 60，A 错误，B 正确当导体棒处于平衡状态时，根据平衡条件有 BId mgtan ，解得 30，类比重力场可知导体棒在经过平衡位置时细线上拉力最 大，设为 Fm，重力和安培力的合力为 F，经过平衡位置时速度大小设为 mg cos v，应用动能定理有 BIdLsin mgL(1cos
15、 ) mv2，应用向心力公式有 1 2 FmF，解得 Fm2(1)mg，C 正确，D 错误 mv2 L3 答案：BC 二、非选择题 12(2016高考全国卷)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验两 根金属导轨 ab 和 a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画 出)的 N 极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨 上且与两导轨垂直 (1)在图中画出连线，完成实验电路要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且 在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动 (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议： A适当增加两导轨间的距离 B换一根更长的金属棒 C适当增大金属棒中的电流 其中正确的是_(填入正确选项前的标号) 解析：(1)实物连线如图所示 (2)根据公式 FBIL 可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流，可增大金属 棒受到的安培力，根据动能定理得，Fxmgx mv2，则金属棒离开导轨时的 1 2 动能变大，即离开导轨时的速度变大，A、C 正确；若换用一根更长的金属棒， 但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力 F 不变，棒的质 量变大，速度 v变小，B 错误 2Fx m 2gx 答案：
