高三物理一輪 8.1磁場(chǎng) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課后鞏固訓(xùn)練（含解析）.docVIP

第課時(shí)磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 【測(cè)控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線(xiàn)1、2、3、102.磁通量43.通電導(dǎo)體受到安培力作用5、6、84.與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問(wèn)題7、9、11、1218題為單選題;9、10題為多選題1.(2012上海普陀區(qū)一模)把一根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)平行地放在磁針的正上方附近,當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中有電流通過(guò)時(shí),磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).首先觀(guān)察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理學(xué)家是(a)a.奧斯特b.愛(ài)因斯坦c.牛頓d.伽利略解析:奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),故選項(xiàng)a對(duì),選項(xiàng)b、c、d錯(cuò)誤.2.為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心的軸的環(huán)形電流引起的.在下列四個(gè)圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是(b)解析:本題考查的是電流的磁效應(yīng)問(wèn)題,意在考查學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.由日常知識(shí)可知,地球的南極為磁場(chǎng)的n極,由右手螺旋定則可知,電流方向如圖b,故選項(xiàng)b正確.3.(2012石家莊一模)在實(shí)驗(yàn)精度要求不高的情況下,可利用羅盤(pán)來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,具體做法是:在一根南北方向放置的直導(dǎo)線(xiàn)的正下方10 cm處放一個(gè)羅盤(pán).導(dǎo)線(xiàn)沒(méi)有通電時(shí)羅盤(pán)的指針(小磁針的n極)指向北方;當(dāng)給導(dǎo)線(xiàn)通入電流時(shí),發(fā)現(xiàn)羅盤(pán)的指針偏轉(zhuǎn)一定角度,根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測(cè)定電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.現(xiàn)已測(cè)出此地的地磁場(chǎng)水平分量b=5.010-5 t,通電后羅盤(pán)指針停在北偏東60的位置,如圖所示.由此測(cè)出該通電直導(dǎo)線(xiàn)在其正下方10 cm處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(c)a.5.010-5 t b.1.010-4 tc.8.6610-5 td.7.0710-5 t解析:由題意作圖可得tan 60=bib得bi8.6610-5 t.(1)要明確地磁場(chǎng)的分布特點(diǎn);(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成滿(mǎn)足平行四邊形定則.4.如圖所示,一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,若球冠的底面大圓半徑為r,磁場(chǎng)方向與球冠底面垂直,則穿過(guò)整個(gè)球冠的磁通量為(a)a.r2bb.大于r2bc.小于r2bd.不能確定解析:有效面積s=r2,所以磁通量=r2b.5.(2012牡丹江一中一模)如圖中分別標(biāo)明了通電直導(dǎo)線(xiàn)中電流i、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b和電流所受安培力f的方向,其中正確的是(a)解析:根據(jù)左手定則可判定選項(xiàng)a正確,選項(xiàng)b、c、d錯(cuò)誤.6.(2012惠州月考)圖中的d為置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線(xiàn),電流方向垂直于紙面向里.在開(kāi)關(guān)s接通后,導(dǎo)線(xiàn)d所受安培力的方向是(a)a.向上b.向下c.向左d.向右解析:由右手螺旋定則,軟鐵芯在導(dǎo)線(xiàn)處的磁場(chǎng)方向向左,由左手定則,導(dǎo)線(xiàn)d受到的安培力方向向上,選項(xiàng)a正確.7.(2013宜賓模擬)如圖所示,導(dǎo)線(xiàn)框中電流為i,導(dǎo)線(xiàn)框垂直于磁場(chǎng)放置,磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,ab與cd相距為d,則金屬棒mn所受安培力大小為(a)a.f=bidsin b.f=bidsin c. f=bidcos d. f=bid解析:安培力公式f=bil中l(wèi)指的是有效長(zhǎng)度,對(duì)應(yīng)本題,l=dsin,所以f=bidsin.本題答案為a.8.已知地磁場(chǎng)的水平分量為b,利用這一值可以測(cè)定某一弱磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,如圖所示為測(cè)定通電線(xiàn)圈中央一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.實(shí)驗(yàn)方法:先將未通電線(xiàn)圈平面固定于南北方向豎直平面內(nèi),中央放一枚小磁針,n極指向北方;給線(xiàn)圈通電,此時(shí)小磁針n極指北偏東角后靜止,由此可以確定線(xiàn)圈中電流方向(由東向西看)與線(xiàn)圈中央的合磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為(c)a.順時(shí)針;bcosb.順時(shí)針;bsinc.逆時(shí)針;bcosd.逆時(shí)針;bsin解析:通電線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)方向向東,由安培定則可知電流沿逆時(shí)針?lè)较?磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量,根據(jù)其疊加原理可得b=bcos (b為合磁感應(yīng)強(qiáng)度),所以b=bcos.分析這類(lèi)新情景問(wèn)題,一定要認(rèn)真審題,把圖文結(jié)合閱讀,并需要較強(qiáng)的空間想象能力.9. (2013宜賓模擬)如圖所示,有兩根長(zhǎng)為l、質(zhì) 量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,a被水平放置在傾角為45的光滑斜面上,b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x.當(dāng)兩細(xì)棒中均通以大小為i,方向垂直紙面向里的電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止, 則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是(cd)a.方向向下b.大小為2mg2lic.要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使b上移d.若使b下移,a將不能保持靜止解析:由安培定則可知b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上,a錯(cuò)誤.a的受力如圖(甲)所示.tan 45=f安mg=bilmg,所以b=mgil,b錯(cuò).b無(wú)論上移還是下移,b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均減小.若上移,a的受力如圖(乙)所示.上移過(guò)程中n逐漸減小,f安先減小后增大,故c正確.若使b下移,同理可分析a將不能保持靜止,d正確.10. (2012廣州實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè))如圖所示,放在臺(tái)秤上的條形磁鐵兩極未知,為了探明磁鐵的極性,在它中央的正上方固定一導(dǎo)線(xiàn),導(dǎo)線(xiàn)與磁鐵垂直,給導(dǎo)線(xiàn)通以垂直紙面向外的電流,則(ad)a.如果臺(tái)秤的示數(shù)增大,說(shuō)明磁鐵左端是n極b.如果臺(tái)秤的示數(shù)增大,說(shuō)明磁鐵右端是n極c.無(wú)論如何臺(tái)秤的示數(shù)都不可能變化d.如果臺(tái)秤的示數(shù)增大,臺(tái)秤的示數(shù)隨電流的增大而增大解析:如果臺(tái)秤的示數(shù)增大,說(shuō)明導(dǎo)線(xiàn)對(duì)磁鐵的作用力豎直向下,由牛頓第三定律知,磁鐵對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的作用力豎直向上,根據(jù)左手定則可判斷,導(dǎo)線(xiàn)所在處磁場(chǎng)方向水平向右,由磁鐵周?chē)艌?chǎng)分布規(guī)律可知,磁鐵的左端為n極,選項(xiàng)a正確,選項(xiàng)b、c錯(cuò)誤.由f=bil可知選項(xiàng)d正確.11.水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌寬l=0.2 m,接有電源電動(dòng)勢(shì)e=3 v,電源內(nèi)阻及導(dǎo)軌電阻不計(jì).勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)導(dǎo)軌,磁感應(yīng)強(qiáng)度b=1 t.導(dǎo)體棒ab的電阻r=6 ,質(zhì)量m=10 g,垂直放在導(dǎo)軌上并良好接觸,求合上開(kāi)關(guān)的瞬間.(1)金屬棒受到安培力的大小和方向;(2)金屬棒的加速度.解析:(1)閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,回路中的電流i=er=36 a=0.5 aab棒所受安培力f安=bil=0.1 n由左手定則知方向水平向右.(2)由牛頓第二定律知a=f安m=10 m/s2方向水平向右.答案:(1)0.1 n水平向右(2)10 m/s2,方向水平向右12.粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線(xiàn)ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊,ab恰好處在水平位置,如圖所示.已知ab的質(zhì)量為m=10 g,長(zhǎng)度l=60 cm,沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.4 t. (1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài),既不被拉長(zhǎng),也不被壓縮,ab中應(yīng)沿什么方向、通過(guò)多大的電流?(2)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中有方向從a到b、大小為0.2 a的電流通過(guò)時(shí),兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了x=1 mm,求該彈簧的勁度系數(shù).(3)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中由b到a方向通過(guò)0.2 a的電流時(shí)兩根彈簧均被拉長(zhǎng)多少?已知此時(shí)未超出彈簧的彈性限度.(取g=9.6 m/s2=9.6 n/kg)解析:(1)只有當(dāng)ab受到的安培力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí),兩根彈簧才能處于自然狀態(tài),根據(jù)左手定則,ab中的電流應(yīng)由a到b,由二力平衡得mg=ilb,則i=mgbl=0.019.60.40.6 a=0.4 a.(2)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)由a到b的電流時(shí),受到豎直向上的安培力作用,被拉長(zhǎng)的兩根彈簧對(duì)ab有豎直向上的拉力,同時(shí)ab受豎直向下的重力,平衡時(shí)平衡方程為i1lb+2kx=mg可得彈簧的勁度系數(shù)k=mg-i1lb2x=0.019.6-0.20.60.4