2019屆高考物理大一輪復(fù)習第9章第1講磁場及磁場對電流的作用精練.docx

第1講磁場及磁場對電流的作用基礎(chǔ)鞏固練1磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則()Aa、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，BaBbC同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：在磁場中，磁感線疏密程度表示磁場的強弱，故BaBb，B正確，A錯誤；同一通電導線如果都垂直放入磁場中，則在a處受力一定比b處受力小，但如果導線與磁場平行放置，受力均為零，C、D錯誤。答案：B2.如圖所示，一水平的可自由移動的通電長直導線置于螺線管的右端，通入垂直紙面向外方向的電流，當開關(guān)K閉合瞬間，長直導線的運動方向為()A向上B向下C向左D向右解析：當閉合開關(guān)K瞬間，根據(jù)右手螺旋定則可知通電螺線管產(chǎn)生的磁場在長直導線處的方向水平向右，再根據(jù)左手定則判斷出通電導線的受力方向向上，故選項A正確。答案：A3.(2018江西聯(lián)考)如圖所示，在蹄形磁鐵的上方放置一個可以自由運動的通電線圈abcd，最初線圈平面與蹄形磁鐵處于同一豎直面內(nèi)，則通電線圈運動的情況是()Aab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時向下運動Bab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時向下運動Cab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時向上運動Dab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時向上運動解析：在圖示位置時，根據(jù)左手定則判斷可知：ad左半段所受安培力方向向里，右半段所受安培力方向向外，則ab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外。線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90時，根據(jù)左手定則判斷可知，ad邊所受安培力方向向下，所以線圈向下運動。故選項B正確。答案：B4.如圖所示，A、B、C是等邊三角形的三個頂點，O是A、B連線的中點。以O(shè)為坐標原點，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標系。過A、B、C、O四個點各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等、方向向里的電流。則過O點的通電直導線所受安培力的方向為()A沿y軸正方向B沿y軸負方向C沿x軸正方向D沿x軸負方向解析：由題圖可知，過A點和B點的通電直導線對過O點的通電導線的安培力等大、反向，過C點的通電直導線對過O點的通電直導線的安培力即為其總的安培力，沿OC連線向上，故A項正確。答案：A5.如圖，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()AO點處的磁感應(yīng)強度為零Ba、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向不同解析：由安培定則可知，兩導線在O點產(chǎn)生的磁場均豎直向下，合磁感應(yīng)強度一定不為零，選項A錯誤；由安培定則，兩導線在a、b兩處產(chǎn)生磁場方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，同時電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強度大小相等方向相同，選項B錯誤；根據(jù)安培定則，兩導線在c、d兩處產(chǎn)生的磁場垂直c、d兩點與導線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項C正確；a、c兩處磁感應(yīng)強度的方向均豎直向下，選項D錯誤。答案：C6.如圖所示，質(zhì)量m0.5 kg、長L1 m的通電導體棒在安培力作用下靜止在傾角為37的光滑絕緣框架上，磁場方向垂直于框架向下(磁場范圍足夠大)，右側(cè)回路電源電動勢E8 V，內(nèi)電阻r1 ，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動機正常工作，(g10 m/s2)則()A回路總電流為2 AB電動機的額定電流為4 AC流經(jīng)導體棒的電流為4 AD磁感應(yīng)強度的大小為1.5 T解析：由電路分析可知，電路內(nèi)電壓U內(nèi)EU4 V，回路總電流I總4 A，選項A錯誤；電動機的額定電流IM2 A，選項B錯誤；流經(jīng)導體棒的電流II總IM2 A，選項C錯誤；對導體棒受力分析，mgsin 37BIL，代入數(shù)據(jù)可得B1.5 T，選項D正確。答案：D7在兩個傾角均為的光滑斜面上，放有兩個相同的金屬棒，分別通有電流I1和I2，磁場的磁感應(yīng)強度大小相同，方向如圖所示，兩金屬棒均處于平衡狀態(tài)。兩種情況下的電流之比I1I2為()Asin B.Ccos D解析：以題圖甲中金屬棒為研究對象，受力分析如圖(a)所示。由平衡條件知F甲mgtan ，又因F甲BI1L，所以I1以題圖乙中金屬棒為研究對象、受力分析如圖(b)所示，解得F乙mgsin ，又因F乙BI2L，故I2，所以I1I2，選項D正確。答案：D8(多選)(2016海南單科8)如圖(a)所示，揚聲器中有一線圈處于磁場中，當音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)磁場方向如圖中箭頭所示，在圖(b)中()A當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B當電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D當電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外解析：將環(huán)形導線分割成無限個小段，每一小段看成直導線，則根據(jù)左手定則，當電流順時針時，導線的安培力垂直紙面向外，故選項A錯誤，選項B正確；當電流逆時針時，根據(jù)左手定則可以知道安培力垂直紙面向里，故選項C正確，選項D錯誤。答案：BC9.(多選)如圖所示，通電導體棒靜止于水平導軌上，棒的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流大小為I且垂直紙面向里，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向與導軌平面成角，則導體棒受到的()A安培力大小為BILB安培力大小為BILsin C摩擦力大小為BILsin D支持力大小為mgBILcos 解析：根據(jù)安培力計算公式，F(xiàn)安BIL，A正確，B錯誤；導體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)fBILsin ，C正確；FNmgBILcos ，D錯誤。答案：AC能力提升練10.(2018四川省重點中學高三檢測)由某種導線構(gòu)成的正方形導線框abcd豎直放置，已知長度為l的該導線的電阻為lr，現(xiàn)將正方形導線框置于如圖所示的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度的大小為B，用電阻不計的導線將導線框連接在電動勢為E，內(nèi)阻不計的電源兩端。則關(guān)于導線框所受安培力的大小和方向，下列說法正確的是()A安培力的大小為，方向豎直向上B安培力的大小為，方向豎直向下C安培力的大小為，方向豎直向下D安培力的大小為，方向豎直向上解析：由題圖可知，電路接通后流過導線框的電流沿ad及abcd方向，設(shè)導線框的邊長為x，由歐姆定律可得，流過ad邊的電流為I1，流過bc邊的電流為I2，又由左手定則可知ad、bc兩邊所受的安培力方向均豎直向下，ab、cd兩邊所受到的安培力大小相等、方向相反，則導線框所受的安培力的大小為FB(I1I2)x，方向豎直向下，B正確。答案：B11(多選)如圖甲所示，電流恒定的通電直導線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長導軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場，取垂直紙面向里的方向為磁感應(yīng)強度的正方向，當t0時導線恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說法正確的是()A在最初的一個周期內(nèi)，導線在導軌上做往復(fù)運動B在最初的一個周期內(nèi)，導線一直向左運動C在最初的半個周期內(nèi)，導線的加速度先增大后減小D在最初的半個周期內(nèi)，導線的速度先增大后減小解析：由安培力的表達式FBIL結(jié)合圖乙可知，安培力F在一個周期內(nèi)隨磁感應(yīng)強度B的變化而變化，在前周期內(nèi)，安培力F方向不變，大小變小，加速度方向不變，大小變小，由于初速度為零，所以在水平方向上做變加速直線運動；在周期到周期內(nèi)，磁場方向改變，安培力方向改變，加速度方向改變，速度減小，至周期時速度減小到零，所以D項正確；而后在周期到周期內(nèi)，MN反向加速，在一個周期結(jié)束時又回到原來的位置，即做往復(fù)運動，所以A項正確。答案：AD12.如圖所示，兩根傾斜直金屬導軌MN、PQ平行放置，它們所構(gòu)成的軌道平面與水平面之間的夾角37，兩軌道之間的距離L0.50 m。一根質(zhì)量m0.20 kg的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直，且接觸良好，整套裝置處于與ab棒垂直的勻強磁場中。在導軌的上端接有電動勢E36 V、內(nèi)阻r1.6 的直流電源和電阻箱R。已知導軌與金屬桿的電阻均可忽略不計，sin 370.60，cos 370.80，重力加速度g10 m/s2。(1)若金屬桿ab和導軌之間的摩擦可忽略不計，當電阻箱接入電路中的電阻R12.0 時，金屬桿ab靜止在軌道上。如果磁場方向豎直向下，求滿足條件的磁感應(yīng)強度的大??；如果磁場的方向可以隨意調(diào)整，求滿足條件的磁感應(yīng)強度的最小值及方向；(2)如果金屬桿ab和導軌之間的摩擦不可忽略，整套裝置處于垂直于軌道平面斜向下、磁感應(yīng)強度大小B0.40 T的勻強磁場中，當電阻箱接入電路中的電阻值R23.4 時，金屬桿ab仍保持靜止，求此時金屬桿ab受到的摩擦力Ff大小及方向。解析：(1)設(shè)通過金屬桿ab的電流為I1，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知I1E/(R1r)設(shè)磁感應(yīng)強度為B1，由安培定則可知金屬桿ab所受安培力方向為水平向右，金屬桿ab受力如圖甲所示對金屬桿ab，根據(jù)共點力平衡條件有B1I1Lmgtan 解得B10.30 T根據(jù)共點力平衡條件可知，最小的安培力方向應(yīng)沿導軌平面向上，金屬桿ab受力如圖乙所示。設(shè)磁感應(yīng)強度的最小值為B2，對金屬桿ab，根據(jù)共點力平