2019屆高考物理一輪復習第9章磁場第1講磁場及其對電流的作用習題新人教版.docx

第九章第1講 磁場及其對電流的作用1(2017全國卷)(多選)如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是(BC)AL1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為11DL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1解析由安培定則可判斷出L2在L1處產生的磁場(B21)方向垂直L1和L2的連線豎直向上，L3在L1處產生的磁場(B31)方向垂直L1和L3的連線指向右下方，根據(jù)磁場疊加原理，L3和L2在L1處產生的合磁場(B合1)方向如圖1所示，根據(jù)左手定則可判斷出L1所受磁場作用力的方向與L2和L3的連線平行，選項A錯誤；同理，如圖2所示，可判斷出L3所受磁場(B合3)作用力的方向(豎直向上)與L1、L2所在的平面垂直，選項B正確；同理，如圖3所示，設一根長直導線在另一根導線處產生的磁場的磁感應強度大小為B，根據(jù)幾何知識可知，B合1B，B合2B，B合3B，由安培力公式可知，L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小與該處的磁感應強度大小成正比，所以L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為11，選項C正確，D錯誤。2(2017全國卷)(多選)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉動起來，該同學應將(AD)A左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉B左、右轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉C左轉軸上側的絕緣漆刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉D左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉解析如果將左、右轉軸下側的絕緣漆都刮掉，則線圈在安培力作用下轉動起來，每轉一周安培力驅動一次，可保證線圈不斷地轉動，A項正確；如果左、右轉軸上下兩側的絕緣漆均刮掉，不能保證線圈持續(xù)轉動下去，B項錯誤；如果僅左轉軸的上側絕緣漆刮掉，右轉軸的下側絕緣漆刮掉，則線圈中不可能有電流，因此線圈不可能轉動，C項錯誤；如果左轉軸上下側的絕緣漆均刮掉，右轉軸僅下側的絕緣漆刮掉效果與A項相同，因此D項正確。3(2017全國卷)如圖，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為(C)A0BB0CB0D2B0解析導線P和Q中電流I均向里時，設其在a點產生的磁感應強度大小BPBQB1，如圖所示，則其夾角為60，它們在a點的合磁場的磁感應強度平行于PQ向右、大小為B1。又根據(jù)題意Ba0，則B0B1，且B0平行于PQ向左。若P中電流反向，則BP反向、大小不變，BQ和BP大小不變，夾角為120，合磁場的磁感應強度大小為B1B1(方向垂直PQ向上、與B0垂直)，a點合磁場的磁感應強度BB0，則ABD項均錯誤，C項正確。4(2016北京卷)中國宋代科學家沈括在夢溪筆談中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結合上述材料，下列說法不正確的是(C)A地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用解析由夢溪筆談中的記載和題中磁感線分布示意圖可知，地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近，地理南、北極與地磁場的南、北極不重合，在兩極附近地球表面的地磁場方向不與地面平行，C項錯誤，A、B項正確；射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子與地磁場的磁感線不平行，故受洛倫茲力的作用，D項正確。5(2017浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)電磁彈射器代表著航母彈射器的未來發(fā)展方向，比蒸汽彈射器具有明顯優(yōu)勢。目前，中國成為繼美國之后第二個掌握電磁彈射技術的國家。如圖所示為航母上電磁彈射裝置的等效電路圖(俯視圖)，使用前先給超級電容器C充電，彈射時，電容器釋放儲存電能所產生的強大電流經過導體棒EF，EF在磁場(方向垂直于紙面向外)作用下加速。則下列說法正確的是(B)A電源給電容器充電后，M板帶正電B導體棒在安培力作用下向右運動C超級電容器相當于電源，放電時兩端電壓不變D在電容器放電過程中，電容器電容不斷減小解析電源給電容器充電后，M板與電源負極相連，帶負電，選項A錯誤；放電時電流由F到E，由左手定則可知，導體棒所受安培力方向向右，導體棒在安培力作用下向右運動，選項B正確；超級電容器相當于電源，根據(jù)QCU可知，放電時兩端電壓減小，選項C錯誤；在電容器放電過程中，電容器電容保持不變，選項D錯誤。6(2016全國卷)某同學用圖中所給器材進行與安培力有關的實驗。兩根金屬導軌ab和a1b1固定在同一水平面內且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導軌的正上方，S極位于兩導軌的正下方，一金屬棒置于導軌上且與兩導軌垂直。(1)在圖中畫出連線，完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路，且在開關閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動。(2)為使金屬棒在離開導軌時具有更大的速度，有人提出以下建議：A適當增加兩導軌間的距離B換一根更長的金屬棒C適當增大金屬棒中的電流其中正確的是！_AC_#(填入正確選項前的標號)。答案：(1)連線如圖所示解析(1)題目要求滑動變阻器以限流方式接入，即滑動變阻器的滑動端和固定端各連接一個；金屬棒沿箭頭方向移動，由左手定則可知，通過金屬棒的電流方向為aa1，所以導軌ab連接電流表的負接線柱，電流表正接線柱與滑動變阻器的固定端(滑動端)，滑動端(固定端)連接開關再連接電源的正極，電源的負極連接導軌a1b1。(2)為使金屬棒離開導軌時速度更大，設兩導軌間距為d，導軌長度為L，由動能定理有BIdLmv2，因此增大電流或增加兩導軌間距離都可以滿足題目要求。7(2017北京海淀區(qū)期末)如圖所示，兩根傾斜直金屬導軌MN、PQ平行放置，它們所構成的導軌平面與水平面之間的夾角37，兩導軌之間的距離L0.50m。一根質量m0.20kg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桿垂直的勻強磁場中。在導軌的上端接有電動勢E36V、內阻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，cos370.80，重力加速度g取10m/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靜止在導軌上。如果磁場方向豎直向下，求滿足條件的磁感應強度的大??；如果磁場的方向可以隨意調整，求滿足條件的磁感應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導軌平面斜向下、磁感應強度大小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f大小及方向。答案：(1)0.30T0.24T垂直于導軌平面斜向下(2)0.24N沿導軌平面向下解析(1)設通過金屬桿ab的電流為I1，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知I1設磁感應強度的大小為B1，由安培定則可知，金屬桿ab所受安培力沿水平方向，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B10.30T根據(jù)共點力平衡條件可知，最小的安培力方向應沿導軌平面向上，金屬桿ab受力如圖乙所示。設磁感應強度的最小值為B2，對金屬桿