新版高考物理小題狂做專練十九磁感應強度、安培力與洛倫茲力.doc

1、19磁感應強度、安培力與洛倫茲力 一、選擇題1.【吉林2019屆月考】下列關于磁場中的通電導線和運動電荷的說法中，正確的是（）A.磁場對通電導線的作用力方向一定與磁場方向垂直B.有固定轉動軸的通電線框在磁場中一定會轉動C.帶電粒子只受洛倫茲力作用時，其動能不變，速度一直不變D.電荷在磁場中不可能做勻速直線運動2.1溫州2019屆聯(lián)考】如圖所示，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好和槽中的水銀接觸，按圖示連接電路，通電后，會看到彈簧上下跳動，關于這個現(xiàn)象，下列說法正確的是A.彈簧上下跳動的原因是通電后彈簧受到電場力B.將滑動變阻器的滑片向左移動時，彈簧將跳動得更加明顯C.將電源的正、負極對調

2、一下，彈簧的跳動現(xiàn)象將消失D.若換一勁度系數(shù)更大的彈簧，則彈簧將跳動得更加明顯F作用下3.【河南2019屆聯(lián)考】如圖所示，空間存在垂直紙面向里的勻強磁場,帶負電的物塊在水平外力沿粗糙水平面向右做勻加速直線運動，下列關于外力F隨時間變化的圖象可能正確的是（）XXXXXX-4DM長為L的直導線通有垂直紙面向外的電流絕緣線拴著并處在勻強磁場中，導線能靜止在傾角為的光滑斜面上，則磁感應強度 B的大小和方向可能是X X X X fi：X X X X -M14.【衡陽2019屆9月月考】（多選）如圖所示，質量是A.大小為Mg tan ,方向垂直斜面向上 ILB.大小為1Mg sin ,方向垂直紙面向里IL

3、C.大小為M-,方向水平向右ILD.大小為M-,方向沿斜面向下IL5 .【長郡中學2019屆月考】（多選）如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離為L,金屬導軌所在的平面與水平面夾角為日，垂直于導軌所在平面的勻強磁場的磁感應強度為B,金屬導軌的一端接有電動勢為E、內阻為r的直流電源?，F(xiàn)把一個質量為m的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒靜止且有沿導軌向上運動的趨勢。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻為R,金屬導軌電阻不計。 現(xiàn)讓磁場從圖示方向順時針緩慢轉為豎直向上的方向，該過程中金屬棒受的（）丁匕a.合力增大b ,安培力大小不變f)C.彈力增大D .摩擦力增大6 .【鄭州測

4、試】如圖所示，三根相互平行的固定長直導線Li、L2和L3垂直紙面如圖放置，與坐標原點分別位于邊長為a的正方形的四個點上，Li與L2中的電流均為I,方向均垂直于紙面向外，L3中的電流為2I ,方向垂直紙面向里已知電流為I的長直導線產(chǎn)生的磁場中，距導線 處的磁感應強度 B kL （其中k為常數(shù)）。某時 rO,速度大小為v,則質子此時所受磁場力刻有一質子（電量為e）正好沿與x軸正方向成45斜向上經(jīng)過原點 為（）A.方向垂直紙面向里，大小為 2 3klve aB.方向垂直紙面向外，大小為 3 2klve 2aC.方向垂直紙面向里，大小為 3 2klve aD.方向垂直紙面向外，大小為&ea7.【泰安2

5、019屆質量檢測】如圖所示， a、b、c為三根與紙面重直的固定長直導線，其 截面位于等邊三角形的三個頂點上，&亡沿水平方向，導線中均通有大小相等的電流，方向如圖所示，O點為三角形的中心（O到三個頂點的距離相等），則（）A. O點的磁感應強度為零B. O點的磁場方向垂直 Oc向下C.導線a受到的安培力方向豎直向上D.導線b受到的安培力方向沿 bc連線方向指向c8.12018浙江選考】在城市建設施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬管線的位置，如圖所示。有一種探測方法是,首先給金屬長直管線通上電流，再用可以測量磁場強弱、方向的儀器進行以下操作：用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應強度最強的某點，記為

6、a；在a點附近的地面上，找到與 a點磁感應強度相同的若干點，將這些點連成直線 EF;在地面上過a點垂直于EF的直線上，找到磁場方向與地面夾角為45。的b、c兩點，測得b、c兩點距離為L。由此可確定金屬管線（）A.平行于EF,深度為L地面2B.平行于EF,深度為LC.垂直于EF,深度為-2D.垂直于EF,深度為L、非選擇題9.【西安2019屆摸底考試】圖中虛線框內存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場，現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力， 來測量磁場的磁感應強度大小， 并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內的 U形金屬框，其底邊水平，兩側邊豎直且等長；E為直流電源；R為

7、電阻箱；A為電流表；S為開關。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線。(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖。(2)完成下列主要實驗步驟中的填空：按圖接線；保持開關S斷開，在托盤內加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細沙質量 m；閉合開關S,調節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內重新加入適量細沙，使 D；然后讀出，并用天平稱出用米尺測量(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B=。(4)判定磁感應強度方向的方法是：若,磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向 垂直紙面向里。10.【湖南2019屆聯(lián)考】如圖所示，電源電動勢為3 V,內阻不計，兩個不計電阻的金屬圓環(huán)

8、表面光滑，豎直懸掛在等長的細線上，金屬環(huán)面平行，相距 1 m,兩環(huán)分別與電源正負極相連?，F(xiàn)將一質量為0.06 kg、電阻為1.5 Q的導體棒輕放在環(huán)上，導體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應強度為0.4 T 的勻強磁場。當開關閉合后，導體棒上滑到某位置靜止不動。(1)在此位置上，棒對每一個環(huán)的壓力為多少？(2)若已知環(huán)半徑為0.5 m ,此位置與環(huán)底的高度差是多少?Q答案與解析1 .【解析】磁場對通電導線的作用力即安培力方向與磁場方向一定垂直，故A正確；有固定轉動軸的通電線框在磁場中不一定會轉動，當合力矩為零，通電線圈在磁場不會轉動，故B錯誤。帶電粒子只受洛倫茲力作用時，洛倫茲

9、力與速度方向始終垂直，對電荷不做功，動能不變，而速度方向發(fā)生變化，速度一直在變，故C錯誤；當電荷與磁場方向平行時，不受洛倫茲力，電荷在磁場中做勻速直線運動，故D錯誤?！敬鸢浮緼2 .【解析】當有電流通過彈簧時，構成彈簧的每一圈導線周圍都產(chǎn)生了磁場，根據(jù)安培定則知，各圈導線之 間都產(chǎn)生了相互的吸引作用，彈簧就縮短了，當彈簧的下端離開水銀后，電路斷開，彈簧中沒有了電流，各圈 導線之間失去了相互吸引力，彈簧又恢復原長，使得彈簧下端又與水銀接觸，彈簧中又有了電流，開始重復上 述過程，即出現(xiàn)上下跳動現(xiàn)象，A錯誤；將滑動變阻器的滑片向左移動時，電路電流增大，線圈之間的作用力變大，跳動明顯，B正確；將電源的

10、正、負極對調一下，通電后彈簧各個線圈之間仍有作用力，故仍會上下跳 動，C錯誤；若換一勁度系數(shù)更大的彈簧，受到相同的力，則形變量變小，故跳動變得不明顯，D錯誤。【答案】B3 .【解析】設開始計時物塊的速度為 Y0,物塊質量為mi磁感應弓雖度為B,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為,根據(jù)牛頓運動定律得： F(i(qvB+ mg = ma v=v0+at,聯(lián)立解得：F= m升mcg+qvoB+qBat,若 v。為 零，則F=m升mg+ wqBat,可知外力F隨時間呈線性關系，選項 D正確?！敬鸢浮緿4 .【解析】當B的大小為Mg sin ,方向垂直斜面向上時，安培力沿斜面向上大小為Mgan 0 ,而重力和

11、支IL持力的合力等于 Mcsin 0小于安培力，所以導線有沿斜面往上的運動趨勢，故A錯誤。當B的方向垂直紙面向里時，無所謂 B的大小，安培力均為 0,而繩的拉力、重力和支持力可以滿足平衡條件，故B正確。當B的 大小為震時，若方向水平向右，則安培力豎直向上，重力和安培力平衡，沒有支持力和拉力；若方向沿斜面向下，則安培力垂直斜面向上大小為Mg沿斜面方向分解重力，因為 Mg Mgcos e,所以導線有離開斜面的運動趨勢，故 C正確、D錯誤?！敬鸢浮緽C5 .【解析】由公式F安=81可知，由于磁場大小不變，所以安培力大小不變，故 B正確；重力與安培力的合 力與導體棒與斜面間正壓力等大反向， 磁場從圖示

12、方向順時針緩慢轉為豎直向上的方向過程中，重力與安培力合力的夾角減小，兩力大小不變，所以合力變大，即正壓力變大，所以最大靜摩擦力變大，所以導體棒受力仍平衡，所以合力仍為零即不變，故 A錯誤；磁場垂直斜面時，由平衡條件可得，彈力FNi=mqos 0 ,磁場為豎直向上時：由平衡條件可得，彈力Fn= mgpos 0 +F安sin 0 ,所以彈力變大，故 C正確；磁場垂直斜面時，由平衡條件可得，摩擦力 fi = F安一mgjin 0,當磁場從圖示方向順時針緩慢轉為豎直向上的方向時，安培力 大小不變，安培力沿斜面方向的分力減小，當減小到與重力沿斜面向下的分力相等時，摩擦力變?yōu)榱?，當安培力沿斜面方向的分力減

13、小到小于重力沿斜面向下的分力時，摩擦力增大，所以摩擦力先減小后增大，故D錯誤。【答案】BC6 .【解析】 根據(jù)安培定則，作出三根導線分別在O點的磁場方向，如圖甲，由題意知，Li在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小B1 kL,方向水平向左；L2在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小B2 2L,方向與x軸負向成45。角向a. 2a下；L3在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小B3 2k_,方向豎直向上。先將 8正交分解，則沿xa軸負方向的分量B2xLsin45 同理沿y軸負方向的分量B2yLcos45 2，2a2a2a2a故x軸方向的合磁感應強度Bx B1 B2x 竺，y軸方向的合磁感應強度 2aByB3 B2y 四，故最終的合磁

14、感應強度的大小y 2aB JB： B2緣，方向為方向與x軸負向成45角斜Q由左手定則可知,向上，如圖乙。故某時刻有一質子(電量為e)正好沿與x軸正方向成45斜向上經(jīng)過原點 洛倫茲力的方向為垂直紙面向外，大小為 F qvB 3M2kIve故b正確。2a【答案】B7 .【解析】根據(jù)右手螺旋定則，電流 a在O產(chǎn)生的磁場平行于 bc向左，b電流在O產(chǎn)生的磁場平行 ac指向右 下方，電流c在O產(chǎn)生的磁場平行ab指向左下方；由于三導線電流相同，到O點的距離相同，根據(jù)平行四邊形定則，則 O點合場強的方向垂直 Oc向下，故A錯誤，B正確；根據(jù)左手定則，結合矢量合成法則，導線 a 受到的安培力方向水平向左，而導

15、線b受到的安培力方向平行于 ac斜向左上方，故 C D錯誤。8 .【解析】 根據(jù)通電直導線產(chǎn)生的磁場特點，距離電流越近，產(chǎn)生的磁感應強度越大，則a點離管線最近，EF上的點均是離管線最近的點，管線在EF正下方且與EF平行，根據(jù)安培定則作出管線產(chǎn)生磁場的橫截面如圖所示，有幾何關系可以確定a到管線的距離為-,故A正確。2【答案】A二、非選擇題9 .【解析】(1)金屬線框和電流表電源等形成一條閉合回路，電路圖如圖所示。(2)本題是利用平衡原理來計算磁感應強度的，故當電路通電后，在托盤內重新加入適量細沙，使得D仍舊處于平衡狀態(tài)，讀出電流表的示數(shù)，用天平測出此時細沙的質量 m2,計算安培力需要用到導線的長度，故用米尺測量處的底邊長度l。(3)根據(jù)共點力平衡可得 BIl =(mm)g,解得b2 m1)g ；Ilm2m,則受到的安培力向下，根據(jù)左手定則可得磁感應強度方向垂直紙面向外；若 的安培力向上，根據(jù)左手定則可得磁感應強度方向垂直紙面向里。【答案】(1)見解析圖(2)重新處于平衡狀態(tài)電流表的示數(shù)I此時細沙的