高考物理總復(fù)習(xí)磁場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)及磁吃電流的作用課時(shí)訓(xùn)練教科版20180723320

1、第1課時(shí)磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用1.(2019江蘇揚(yáng)州測(cè)試)下列關(guān)于磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量說法正確的是(A)A.小磁針N極在某點(diǎn)所受的磁場(chǎng)力方向跟該點(diǎn)的磁感線方向一致B.磁感線在空中能相交,并且是客觀存在的一系列曲線C.磁感線較密處,磁感應(yīng)強(qiáng)度較小;磁感線較疏處,磁感應(yīng)強(qiáng)度較大D.磁通量的單位是特斯拉解析:由磁場(chǎng)方向的規(guī)定可知,磁針北極在某點(diǎn)所受的磁場(chǎng)力方向跟該點(diǎn)的磁感線方向一致,選項(xiàng)A正確;磁體外部磁感線從磁體北極出來回到南極,任何兩條磁感線都不能相交,而且磁感線不是客觀存在的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng),越疏的地方,磁場(chǎng)越弱,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;磁通量的單位是

2、韋伯,符號(hào)為Wb,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.(2019上海普陀區(qū)調(diào)研)如圖,導(dǎo)線框垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V、內(nèi)阻r=1 ,定值電阻R=5 ,其余電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5 T,AB與CD相距d=20 cm,金屬棒MN與CD間的夾角=30,則棒MN所受的安培力大小為(A)A.0.6 NB.0.3 NC.0.26 ND.0.15 N解析:通過導(dǎo)體棒的電流為I= A=1 A,受到安培力為F=BI=1.51 N=0.6 N,選項(xiàng)A正確,B,C,D錯(cuò)誤.3.(2019廣西桂林段考)(多選)將一小段通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,能正確反映各量間關(guān)系的是(BC)解析:F與IL成正比,I

3、L增大,F也會(huì)增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;B由磁場(chǎng)本身決定,不受F和IL的影響,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤.4.如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置著一根長(zhǎng)直導(dǎo)線,電流方向垂直紙面向外,a,b,c,d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中(B)A.a,b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同B.b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大C.a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大D.c,d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同解析:根據(jù)安培定則,直線電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖,根據(jù)平行四邊形定則,c點(diǎn)與d點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向不同;a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度絕對(duì)值最小;b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度等于兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的代數(shù)和,最大,選項(xiàng)B正確.5.(2019江蘇泰州質(zhì)檢)在“研究影響通電導(dǎo)體棒

4、所受磁場(chǎng)力的因素”實(shí)驗(yàn)中,要使導(dǎo)體擺動(dòng)的幅度增大,以下操作中不可行的是(C)A.增加磁鐵的數(shù)量B.增大導(dǎo)體棒中的電流C.改變導(dǎo)體棒中的電流方向D.將磁鐵更換成磁性較強(qiáng)的解析:增大安培力即可使導(dǎo)體擺動(dòng)的幅度增大,根據(jù)安培力的公式F=ILB可知,增加磁鐵的數(shù)量,在磁場(chǎng)中有效長(zhǎng)度增加,安培力增加;增大導(dǎo)體棒中的電流,安培力增大;改變導(dǎo)體棒中的電流方向,只會(huì)改變安培力的方向,不會(huì)改變安培力的大小;將磁鐵更換成磁性較強(qiáng)的,磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),安培力增大,故選C.6.(2019山東菏澤期末)如圖所示,五根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)體棒分別過豎直平面內(nèi)的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)和中心,并和該正方形平面垂直,各導(dǎo)體棒中均通有大小相等的

5、電流,方向如圖所示,則中心處的導(dǎo)體棒受到其余四根導(dǎo)體棒的磁場(chǎng)力的合力方向是(B)A.水平向右B.水平向左C.豎直向下D.豎直向上解析:根據(jù)題意,由右手螺旋定則對(duì)角導(dǎo)線電流產(chǎn)生磁場(chǎng)正好相互疊加,如圖所示,由矢量的合成法則,則得磁場(chǎng)方向豎直向下,根據(jù)左手定則可知,中心處的導(dǎo)體棒受到其余四根導(dǎo)體棒的磁場(chǎng)力的合力方向是水平向左,選項(xiàng)B正確.7.(2019甘肅嘉峪關(guān)期末)兩條導(dǎo)線互相垂直,但相隔一小段距離,其中AB固定,電流方向由B到A,CD可自由運(yùn)動(dòng),電流方向由C到D.當(dāng)通以圖所示方向電流后,CD導(dǎo)線將(D)A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近ABB.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開ABC.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開A

6、BD.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近AB解析:根據(jù)右手螺旋定則可知,電流AB產(chǎn)生的磁場(chǎng)在右邊垂直紙面向里,在左邊垂直紙面向外,在CD左右兩邊各取一小段電流元,根據(jù)左手定則,左邊的電流元所受的安培力方向向下,右邊的電流元所受安培力方向向上,CD導(dǎo)線逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)CD導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90后,兩電流為同向電流,相互吸引,所以導(dǎo)線CD逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近導(dǎo)線AB,選項(xiàng)D正確,A,B,C錯(cuò)誤.8.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826185(2019山西懷仁模擬)長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)體棒放在傾角為的光滑斜面上,并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,當(dāng)B方向豎直向上,電流為I1時(shí)導(dǎo)體棒處于平衡狀態(tài);若B方向改為垂直斜面向上,則電

7、流為I2時(shí)導(dǎo)體棒處于平衡狀態(tài),電流比值I1I2應(yīng)為(B)A.cos B.C.sin D.解析:若磁場(chǎng)方向豎直向上,則安培力水平方向,受力如圖.由平衡條件可得mgtan =I1LB;若磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上,則安培力沿斜面向上.由平衡條件可得mgsin =I2LB,則I1I2=1cos ,選項(xiàng)B 正確.9.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826186如圖所示,銅棒ab長(zhǎng)l0=0.1 m,質(zhì)量為m=0.06 kg,兩端與長(zhǎng)為l=1 m 的輕銅線相連,靜止于豎直平面內(nèi),整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,現(xiàn)接通電源,使銅棒中保持有恒定電流通過,銅棒發(fā)生擺動(dòng),已知最大偏轉(zhuǎn)角為37,則在向上擺動(dòng)過程

8、中(不計(jì)空氣阻力,g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)則(D)A.銅棒的機(jī)械能守恒B.銅棒的機(jī)械能先增大后減小C.銅棒中通電電流大小為9 AD.銅棒中通電電流大小為4 A解析:銅棒在上升過程中,安培力做正功,機(jī)械能一直增大,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理知W安-W重=0,即BIl0lsin 37=mgl(1-cos 37),代入數(shù)值得I=4 A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.10.老師在課堂上做了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn):裝置如圖所示,在容器的中心放一個(gè)圓柱形電極B,沿容器邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極A,把A和B分別與電源的兩極相連,然后在容器內(nèi)放入液體,將該容器放在磁場(chǎng)中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來.某

9、同學(xué)回去后重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)步驟,但液體并沒有旋轉(zhuǎn)起來.造成這種現(xiàn)象的原因可能是,該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中(C)A.將磁鐵的磁極接反了B.將直流電源的正負(fù)極接反了C.使用的電源為50 Hz的交流電源D.使用的液體為飽和食鹽溶液解析:容器中磁場(chǎng)方向向下,在電場(chǎng)作用下,液體中的正、負(fù)離子分別向電極附近運(yùn)動(dòng),同時(shí)由于磁場(chǎng)的作用,根據(jù)左手定則知正、負(fù)離子做圓周運(yùn)動(dòng),故液體旋轉(zhuǎn)起來的原因是液體在磁場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A,B,D都不影響液體旋轉(zhuǎn),選項(xiàng)C使用50 Hz的交流電源,電極電性發(fā)生周期性變化,且時(shí)間僅為0.02 s,故液體中正、負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)幅度較小,液體無法形成旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),故選項(xiàng)C正確.11.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588

10、26187(2019吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)五模)如圖所示,在傾角為的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里,欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可施加一個(gè)平行于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向由豎直向上沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,下列關(guān)于B的大小變化的說法中,正確的是(C)A.逐漸增大B逐漸減小C.先減小后增大D先增大后減小解析:對(duì)導(dǎo)體棒受力分析,受重力G、支持力N和安培力FA,三力平衡,合力為零,將支持力N和安培力FA合成,合力與重力相平衡,如圖所示.從圖中可以看出,安培力FA先變小后變大,由于FA=ILB,其中電流I和導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度L均不變

11、,故磁感應(yīng)強(qiáng)度先變小后變大,故選項(xiàng)C正確.12.(2019河北邯鄲期中)(多選)如圖所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒電阻為R,初始時(shí)靜止于光滑的水平軌道上,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì);勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其方向與軌道平面成角斜向上方,開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng),則(BD)A.導(dǎo)體棒向左運(yùn)動(dòng)B.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為C.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為D.開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為解析:開關(guān)閉合,由左手定則可知,拇指指向?yàn)榇怪贝鸥芯€向右,從而導(dǎo)致導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)開關(guān)閉合后,根據(jù)安培力公式F=ILB,與I=可得F=,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)開關(guān)閉合后,安培力的方向與

12、導(dǎo)軌成90-的夾角,由牛頓第二定律與安培力的大小可知,加速度a=,選項(xiàng)D正確.13.據(jù)報(bào)道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示.炮彈(可視為長(zhǎng)方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間,并與軌道壁接觸良好,開始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端,通以電流后炮彈會(huì)被磁力加速,最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出.設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d=0.10 m,導(dǎo)軌長(zhǎng)L=5.0 m,炮彈質(zhì)量m=0.30 kg.導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示.可以認(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),它所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B=2.0 T,方向垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v=2.0103 m/s,求通過導(dǎo)軌的電流I的大小.忽略摩擦

13、力與重力的 影響.解析:在導(dǎo)軌通有電流I時(shí),炮彈作為導(dǎo)體受到磁場(chǎng)施加的安培力為F=IdB根據(jù)動(dòng)能定理有FL=mv2聯(lián)立解得I=代入題給數(shù)據(jù)得I=6.0105 A.答案:6.0105 A14.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826188(2019北京海淀區(qū)期末)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L=0.50 m.一根質(zhì)量m=0.20 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)E=36 V、內(nèi)阻r=1.6 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),

14、sin 37=0.60,cos 37=0.80,重力加速度g=10 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R1=2.0 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)度的大小;如果磁場(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B=0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)電阻箱接入電路中的電阻值R2=3.4 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f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I1=設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,由安培定則可知金屬桿ab受安培力沿水平方向,金屬桿ab受力如圖(1).對(duì)金屬桿ab,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有I1LB1=mgtan 解得B1=0.30 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(2)所示.設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為B2,對(duì)