2018屆高三物理二輪復(fù)習(xí)練習(xí)磁場 提能增分練含解析

1、AB，方向垂直紙面向外BB，方向水平向左CB，方向豎直向下DB，方向水平向左勻強(qiáng)磁場的方向水平向左，B時(shí)，則豎直向上的安培力與重力相平衡，導(dǎo)線處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤，D正確；若勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向下，B時(shí)，則水提能增分練(一)安培力作用下導(dǎo)體的平衡、運(yùn)動(dòng)和功能問題A級奪高分1.(多選)(2017牡丹江一中模擬)如圖，在勻強(qiáng)磁場B的區(qū)域中有一光滑斜面體，在斜面體上放了一根長為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)線，當(dāng)通以垂直紙面向里的電流I后，導(dǎo)線恰能保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須滿足()mgsinILmgcosILmgtanILmgIL解析：選CD若勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向外，此時(shí)電流的方向和磁場的方

2、向平行，此時(shí)不受安培力的作用，導(dǎo)線只受到支持力與重力，不可能處于平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；若mgILmgtanIL平向左的安培力與支持力、重力三力平衡，導(dǎo)線處于平衡狀態(tài)，故C正確。2(2017汕頭模擬)如圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為l，通以圖乙所示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則()A該磁場是勻強(qiáng)磁場B線圈平面總與磁場方向垂直C線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D導(dǎo)線a、b受到的安培力大小總為BIl解析：選D勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等，方向處處相同，由題圖乙可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在題圖乙所示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，

3、線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于磁場均勻輻向分布，故線圈平面總與磁場方向平行，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，選項(xiàng)D正確。3.如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為，如果僅改變下列某一個(gè)條件，角的相應(yīng)變化情況是()A棒中的電流變大，角變大B兩懸線等長變短，角變小C金屬棒質(zhì)量變大，角變大D磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，角變小解析：選A棒中電流變大，金屬棒所受安培力變大，角變大，選項(xiàng)A正確；兩懸線等長變短，角不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬棒質(zhì)量變大，角變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，

4、金屬棒所受安培力變大，角變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.(多選)(2017大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示，一根長為L的直導(dǎo)體棒中通以大小為I的電流，靜止放在導(dǎo)軌上，垂直于導(dǎo)體棒的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，B的方向與豎直方向成角。下列說法中正確的是()A導(dǎo)體棒受到磁場力大小為BLIsinB導(dǎo)體棒對導(dǎo)軌壓力大小為mgBILsinC導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌摩擦力為(mgBILsin)D導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌摩擦力為BLIcos解析：選BD根據(jù)左手定則對導(dǎo)體棒受力分析，如圖所示。導(dǎo)體棒受到磁場力大小為FBLI，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)共點(diǎn)力平衡規(guī)律得：BILsinFNmg，得導(dǎo)體棒對導(dǎo)軌的壓力大小為FNmgBILsin，選項(xiàng)B正確；導(dǎo)體棒受

5、到的是靜摩擦力，靜摩擦力大小要運(yùn)用力的平衡規(guī)律求解，即為FfBLIcos，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。5.(多選)(2017哈爾濱師大附中檢測)如圖兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為。質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與ab垂直。當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí)，金屬桿ab保持靜止。則磁場方向和大小可能為()A豎直向上，大小為B平行導(dǎo)軌向上，大小為C水平向右，大小為D水平向左，大小為mgtanILmgcosILmgILmgIL解析：選AD金屬導(dǎo)軌光滑，所以沒有摩擦力，則金屬桿只受重力、支持力和安培力，根據(jù)平衡條件，支持力和安培力

6、的合力應(yīng)與重力等大反向，根據(jù)矢量三角形合成法則作出三種情況的合成圖如圖：力水平向左，大小為時(shí)，合力為零，故A正確；當(dāng)磁場方向水平向右時(shí)，受到的安左時(shí)，受到的安培力豎直向上，大小為時(shí)，合力為零，D正確。F由圖可以看出當(dāng)安培力F與支持力FN垂直時(shí)有最小值：minmgsin，即BILmgsin，IL則Bminmgsin，cos不一定大于sin，故B錯(cuò)誤；當(dāng)磁場方向豎直向上時(shí)，受到的安培mgtanIL培力豎直向下，又重力豎直向下，金屬桿ab不可能保持靜止，C錯(cuò)誤；當(dāng)磁場方向水平向mgIL(6.電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為2.0g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加

7、速到6km/s。若這種裝置的軌道寬2m，長為100m，通過的電流為10A，求軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁場力的最大功率。軌道摩擦不計(jì))即BILsmv20。解析：電磁炮在安培力的作用下，沿軌道做勻加速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橥ㄟ^100m的位移加速至6km/s，利用動(dòng)能定理可得F安sEk，12代入數(shù)據(jù)可得B18T。運(yùn)動(dòng)過程中，磁場力的最大功率為PF安vmBILvm2.16106W。答案：18T2.16106W7.(2017寧夏石嘴山第三中學(xué)模擬)如圖所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4m，質(zhì)量為6102kg的通電直導(dǎo)線，電流I1A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在

8、磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4T，方向豎直向上的磁場中。設(shè)t0時(shí)，B0，則需要多長時(shí)間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？解析：斜面對導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示。IL10.4由平衡條件FTcos37FFTsin37mg代入數(shù)值解得：F0.8NF0.8由FBIL得：BT2TB與t的變化關(guān)系為B0.4t，所以t5s。答案：5sB級沖滿分8(2015江蘇高考)如圖所示，用天平測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方。線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)。若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是()解析：選A磁場發(fā)生微小變化時(shí)，因各選項(xiàng)中

9、載流線圈在磁場中的面積不同，由法拉BS第電磁感應(yīng)定律Entnt知，載流線圈在磁場中的面積越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，感應(yīng)電流越大，載流線圈中的電流變化越大，所受的安培力變化越大，天平越容易失去平衡，由題圖可知，選項(xiàng)A符合題意。9.(2014重慶高考)某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應(yīng)。一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C、D與外電路連接。當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對

10、應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量。已知線圈匝數(shù)為n，線圈電阻為R，重力加速度為g。問：由FAmg和FA2nBIL，得mI。由mI和PI2R得m0gPR(1)線圈向下運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出？(2)供電電流I是從C端還是從D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系。(3)若線圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？解析：(1)感應(yīng)電流從C端流出。(2)外加電流從D端流入。設(shè)線圈受到的安培力為FA2nBLg(3)設(shè)能稱量的最大質(zhì)量為m02nBLg2nBL。答案：見解析10為了降低潛艇噪音，提高其前進(jìn)速度，可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳。潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器，每組由6個(gè)相

11、同的、用絕緣材料制成的直線通道推進(jìn)器構(gòu)成，其原理示意圖如圖所示。在直線通道內(nèi)充滿電阻率0.2m的海水，通道中abc0.3m0.4m0.3m的空間內(nèi)，存在由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B6.4T、方向垂直通道側(cè)面向外。磁場區(qū)域上、下方各有ab0.3m0.4m的金屬板M、N，當(dāng)其與推進(jìn)器專用直流電源相連后，在兩板之間的海水中產(chǎn)生了從N到M、大小恒為I1.0103A的電流，設(shè)該電流只存在于磁場區(qū)域。不計(jì)電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻，海水密度m1.0103kg/m3。對單個(gè)直線推進(jìn)器，根據(jù)電阻定律：R代入數(shù)據(jù)得：R0.20.5(1)求一個(gè)直線通道推進(jìn)器內(nèi)磁場對通電海水的作用力大小，并判斷其方向；(2)在

12、不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下，簡述潛艇如何轉(zhuǎn)彎；如何“倒車”；(3)當(dāng)潛艇以恒定速度v030m/s前進(jìn)時(shí)，海水在出口處相對于推進(jìn)器的速度v34m/s，思考專用直流電源所提供的電功率如何分配，求出相應(yīng)功率的大小。解析：(1)將通電海水看成導(dǎo)線，所受磁場力FIBL，代入數(shù)據(jù)得：FIBc1.01036.40.3N1.92103N用左手定則判斷可知，磁場對海水作用力方向向右(或與海水出口方向相同)。(2)考慮到潛艇下方有左、右兩組推進(jìn)器，可以通過開啟或關(guān)閉不同個(gè)數(shù)的左、右兩側(cè)的直線通道推進(jìn)器，實(shí)施轉(zhuǎn)彎。改變電流方向，或者磁場方向，可以改變海水所受磁場力的方向，根據(jù)牛頓第三定律，使?jié)撏А暗管嚒薄?3)電源提供的電功率中的第一部分：牽引功率P1F牽v0根據(jù)牛頓第三定律：F牽12IBL當(dāng)v030m/s時(shí)，代入數(shù)據(jù)得：P1F牽v0121.9210330W6.9105W第二部分：海水的電熱功率LSc0.3ab