2019屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)第9章第1講磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用精練.docx

第1講磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用基礎(chǔ)鞏固練1磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則()Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，BaBbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：在磁場(chǎng)中，磁感線疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，故BaBb，B正確，A錯(cuò)誤；同一通電導(dǎo)線如果都垂直放入磁場(chǎng)中，則在a處受力一定比b處受力小，但如果導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行放置，受力均為零，C、D錯(cuò)誤。答案：B2.如圖所示，一水平的可自由移動(dòng)的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線置于螺線管的右端，通入垂直紙面向外方向的電流，當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合瞬間，長(zhǎng)直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?)A向上B向下C向左D向右解析：當(dāng)閉合開(kāi)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(chǎng)在長(zhǎng)直導(dǎo)線處的方向水平向右，再根據(jù)左手定則判斷出通電導(dǎo)線的受力方向向上，故選項(xiàng)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(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的情況是()Aab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)Bab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)Cab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)Dab邊轉(zhuǎn)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)解析：在圖示位置時(shí)，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(guò)90時(shí)，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(yùn)動(dòng)。故選項(xiàng)B正確。答案：B4.如圖所示，A、B、C是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O是A、B連線的中點(diǎn)。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標(biāo)系。過(guò)A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流。則過(guò)O點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向?yàn)?)A沿y軸正方向B沿y軸負(fù)方向C沿x軸正方向D沿x軸負(fù)方向解析：由題圖可知，過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)的通電直導(dǎo)線對(duì)過(guò)O點(diǎn)的通電導(dǎo)線的安培力等大、反向，過(guò)C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線對(duì)過(guò)O點(diǎn)的通電直導(dǎo)線的安培力即為其總的安培力，沿OC連線向上，故A項(xiàng)正確。答案：A5.如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)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(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是()AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同解析：由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)均豎直向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生磁場(chǎng)方向均豎直向下，由于對(duì)稱(chēng)性，電流M在a處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)電流M在b處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在c、d兩處產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直c、d兩點(diǎn)與導(dǎo)線連線方向向下，且產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，選項(xiàng)C正確；a、c兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均豎直向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：C6.如圖所示，質(zhì)量m0.5 kg、長(zhǎng)L1 m的通電導(dǎo)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(chǎng)方向垂直于框架向下(磁場(chǎng)范圍足夠大)，右側(cè)回路電源電動(dòng)勢(shì)E8 V，內(nèi)電阻r1 ，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動(dòng)機(jī)正常工作，(g10 m/s2)則()A回路總電流為2 AB電動(dòng)機(jī)的額定電流為4 AC流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流為4 AD磁感應(yīng)強(qiáng)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(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)的額定電流IM2 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流II總IM2 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，mgsin 37BIL，代入數(shù)據(jù)可得B1.5 T，選項(xiàng)D正確。答案：D7在兩個(gè)傾角均為的光滑斜面上，放有兩個(gè)相同的金屬棒，分別通有電流I1和I2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(duì)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(duì)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(xiàng)D正確。答案：D8(多選)(2016海南單科8)如圖(a)所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場(chǎng)中，當(dāng)音頻電流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場(chǎng)中的線圈(線圈平面即紙面)磁場(chǎng)方向如圖中箭頭所示，在圖(b)中()A當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B當(dāng)電流沿順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D當(dāng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外解析：將環(huán)形導(dǎo)線分割成無(wú)限個(gè)小段，每一小段看成直導(dǎo)線，則根據(jù)左手定則，當(dāng)電流順時(shí)針時(shí)，導(dǎo)線的安培力垂直紙面向外，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；當(dāng)電流逆時(shí)針時(shí)，根據(jù)左手定則可以知道安培力垂直紙面向里，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：BC9.(多選)如圖所示，通電導(dǎo)體棒靜止于水平導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過(guò)的電流大小為I且垂直紙面向里，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)軌平面成角，則導(dǎo)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(jì)算公式，F(xiàn)安BIL，A正確，B錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)fBILsin ，C正確；FNmgBILcos ，D錯(cuò)誤。答案：AC能力提升練10.(2018四川省重點(diǎn)中學(xué)高三檢測(cè))由某種導(dǎo)線構(gòu)成的正方形導(dǎo)線框abcd豎直放置，已知長(zhǎng)度為l的該導(dǎo)線的電阻為lr，現(xiàn)將正方形導(dǎo)線框置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，用電阻不計(jì)的導(dǎo)線將導(dǎo)線框連接在電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)的電源兩端。則關(guān)于導(dǎo)線框所受安培力的大小和方向，下列說(shuō)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(guò)導(dǎo)線框的電流沿ad及abcd方向，設(shè)導(dǎo)線框的邊長(zhǎng)為x，由歐姆定律可得，流過(guò)ad邊的電流為I1，流過(guò)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(dǎo)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(dǎo)線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場(chǎng)，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t0時(shí)導(dǎo)線恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說(shuō)法正確的是()A在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動(dòng)C在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先增大后減小D在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小解析：由安培力的表達(dá)式FBIL結(jié)合圖乙可知，安培力F在一個(gè)周期內(nèi)隨磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)；在周期到周期內(nèi)，磁場(chǎng)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(shí)速度減小到零，所以D項(xiàng)正確；而后在周期到周期內(nèi)，MN反向加速，在一個(gè)周期結(jié)束時(shí)又回到原來(lái)的位置，即做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以A項(xiàng)正確。答案：AD12.如圖所示，兩根傾斜直金屬導(dǎo)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(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，整套裝置處于與ab棒垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在導(dǎo)軌的上端接有電動(dòng)勢(shì)E36 V、內(nèi)阻r1.6 的直流電源和電阻箱R。已知導(dǎo)軌與金屬桿的電阻均可忽略不計(jì)，sin 370.60，cos 370.80，重力加速度g10 m/s2。(1)若金屬桿ab和導(dǎo)軌之間的摩擦可忽略不計(jì)，當(dāng)電阻箱接入電路中的電阻R12.0 時(shí)，金屬桿ab靜止在軌道上。如果磁場(chǎng)方向豎直向下，求滿足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。蝗绻艌?chǎng)的方向可以隨意調(diào)整，求滿足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及方向；(2)如果金屬桿ab和導(dǎo)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(qiáng)度大小B0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電阻箱接入電路中的電阻值R23.4 時(shí)，金屬桿ab仍保持靜止，求此時(shí)金屬桿ab受到的摩擦力Ff大小及方向。解析：(1)設(shè)通過(guò)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(qiáng)度為B1，由安培定則可知金屬桿ab所受安培力方向?yàn)樗较蛴?，金屬桿ab受力如圖甲所示對(duì)金屬桿ab，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有B1I1Lmgtan 解得B10.30 T根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，最小的安培力方向應(yīng)沿導(dǎo)軌平面向上，金屬桿ab受力如圖乙所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為B2，對(duì)金屬桿ab，根據(jù)共點(diǎn)力平