（江蘇專版）2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)第八章磁場(chǎng)微專題61磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用備考精煉

PAGEPAGE161磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用[方法點(diǎn)撥](1)判斷安培力的方向時(shí)，充分利用F安⊥B、F安⊥I；(2)受力分析時(shí)，要注意將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖．1．(2022·徐州市考前模擬)如圖1，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根平行固定放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b通有大小相等、方向相反的電流，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與兩根導(dǎo)線所在平面平行且垂直于兩根導(dǎo)線，此時(shí)a受到的安培力大小為F1.假設(shè)撤去b，保存勻強(qiáng)磁場(chǎng)，那么a受到的安培力大小為F2；假設(shè)撤去勻強(qiáng)磁場(chǎng)，保存b，那么a受到的安培力大小為()圖1A．F1－F2 B．F1＋F2C.eq\r(F\o\al(12)－F\o\al(22)) D.eq\r(F\o\al(12)＋F\o\al(22))2．(多項(xiàng)選擇)如圖2所示，紙面內(nèi)AB兩點(diǎn)之間連接有四段導(dǎo)線：ACB、ADB、AEB、AFB，四段導(dǎo)線的粗細(xì)相同、材料相同；勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向內(nèi)，現(xiàn)給AB兩端加上恒定電壓，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖2A．四段導(dǎo)線受到的安培力的方向相同B．四段導(dǎo)線受到的安培力的大小相等C．ADB段受到的安培力最大D．AEB段受到的安培力最小3．(2022·如皋市調(diào)研)如圖3所示，A、B、C是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O是A、B連線的中點(diǎn)．以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標(biāo)系．過(guò)A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流．那么過(guò)C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向?yàn)?)圖3A．沿y軸正方向 B．沿y軸負(fù)方向C．沿x軸正方向 D．沿x軸負(fù)方向4．(多項(xiàng)選擇)長(zhǎng)L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，被兩輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，靜置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；當(dāng)ab中通過(guò)如圖4所示的恒定電流I時(shí)，ab棒擺離原豎直面，在細(xì)線與豎直方向成θ角的位置再次處于靜止?fàn)顟B(tài)；ab棒始終與磁場(chǎng)方向垂直，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能是()圖4A.eq\f(mgtanθ,IL) B.eq\f(mgsinθ,IL)C.eq\f(mgsinθ,2IL) D.eq\f(2mgsinθ,3IL)5．(多項(xiàng)選擇)(2022·銅山中學(xué)模擬)某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖5所示，質(zhì)量為m的均勻細(xì)金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標(biāo)尺上的刻度．MN的長(zhǎng)度大于ab，當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于靜止時(shí)，MN與矩形區(qū)域的ab邊重合，且指針指在標(biāo)尺的零刻度；當(dāng)MN中有電流時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度．MN始終在紙面內(nèi)且保持水平，重力加速度為g.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖5A．當(dāng)電流表的示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為Δx＝eq\f(mg,k)B．為使電流表正常工作，金屬桿中電流的方向應(yīng)從N指向MC．勁度系數(shù)k減小，此電流表量程會(huì)更小D．磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，此電流表量程會(huì)更小6．(多項(xiàng)選擇)如圖6所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、EF，導(dǎo)軌上放有一金屬棒MN.現(xiàn)從t＝0時(shí)刻起，給棒通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即I＝kt，其中k為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好．以下關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象，可能正確的選項(xiàng)是()圖67．(多項(xiàng)選擇)(2022·儀征中學(xué)5月熱身)如圖7甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場(chǎng)，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t＝0時(shí)導(dǎo)線恰好靜止，假設(shè)B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖7A．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)B．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動(dòng)C．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先增大后減小D．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小8．(多項(xiàng)選擇)如圖8所示為實(shí)驗(yàn)室電磁炮的模型圖，在傾角θ＝37°的絕緣斜面上固定兩條不計(jì)電阻、寬d＝1m的平行金屬導(dǎo)軌．導(dǎo)軌處在垂直斜面向下B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．導(dǎo)軌下端接有電動(dòng)勢(shì)E＝24V、內(nèi)阻r＝1Ω的電源，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為0～10Ω，允許通過(guò)的最大電流為5A．導(dǎo)軌上放置一(連同金屬桿PQ)質(zhì)量m＝1kg的電磁炮，金屬桿PQ垂直兩金屬導(dǎo)軌放置，金屬桿電阻R0＝2Ω，與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．閉合開(kāi)關(guān)S使電磁炮在斜面上靜止，那么變阻器連入電路的阻值可能是(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6)()圖8A．2ΩB．4ΩC．6ΩD．8Ω9．(2022·暨陽(yáng)地區(qū)聯(lián)考)利用如圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。媒^緣輕質(zhì)絲線把底部長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“U〞形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源，導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)．當(dāng)有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí)，拉力顯示器可以直接顯示力敏傳感器所受的拉力．當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時(shí)，拉力顯示器的示數(shù)為F1；接入恒定電壓為E2時(shí)(電流方向與電壓為E1時(shí)相反)，拉力顯示器的示數(shù)為F2.F1>F2，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()圖9A．B＝eq\f(RF1－F2,LE1－E2) B．B＝eq\f(RF1－F2,LE1＋E2)C．B＝eq\f(RF1＋F2,LE2－E1) D．B＝eq\f(RF1＋F2,LE1＋E2)

答案精析1．C2．AC[導(dǎo)線的粗細(xì)相同、材料相同，由電阻定律R＝eq\f(ρL,S)可知：導(dǎo)線越長(zhǎng)，電阻越大，由I＝eq\f(U,R)可知：ACB導(dǎo)線中電流最小，而ADB導(dǎo)線中電流最大，四段導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度都相同，由F＝BIL可知，ADB段導(dǎo)線受到的安培力最大，而ACB段導(dǎo)線受到的安培力最小，由左手定那么可知，四段導(dǎo)線受到的安培力的方向均相同，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．]3．B[由安培定那么可得：A、B處的通電導(dǎo)線在C處的合磁場(chǎng)水平向右，O處的通電導(dǎo)線在C處的磁場(chǎng)也是水平向右，故A、B、O處的三條通電導(dǎo)線在C處的合磁場(chǎng)方向水平向右．再由左手定那么可得：C點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向豎直向下，沿著y軸的負(fù)方向，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．]4．AB5.AC6.BD7．AD[當(dāng)t＝0時(shí)，由左手定那么可知，MN受到向右的安培力，根據(jù)F安＝BLI，由于B最大，故此時(shí)的安培力最大，那么MN的加速度最大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，故加速度減小，而MN的速度在增大，當(dāng)B＝0時(shí)，加速度為0，速度最大，當(dāng)B反向時(shí)，安培力也會(huì)反向，那么加速度也反向，MN做減速運(yùn)動(dòng)，到半個(gè)周期時(shí)，MN速度減小到0，此時(shí)的加速度反向最大，然后MN再反向運(yùn)動(dòng)，到一個(gè)周期時(shí)MN又回到原出發(fā)的位置，故在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先減小后反向增大，而其速度那么是先增大后減小，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．]8．BC[電磁炮靜止在導(dǎo)軌上時(shí)受重力、支持力、安培力和摩擦力，其中摩擦力可能沿導(dǎo)軌向上，也可能沿導(dǎo)軌向下，由平衡條件可知：mgsinθ±Ff＝IdB，又Ff＝μmgcosθ，代入數(shù)據(jù)并依據(jù)題意可得2.2A≤I≤3.8A，由閉合電路歐姆定律可知I＝eq\f(E,R0＋r＋R)，解得eq\f(63,19)Ω≤R