2021屆高考物理專題十九磁場(chǎng)安培力精準(zhǔn)培優(yōu)專練

下載后可自行編輯修改, 頁腳下載后可刪除。下載后可自行編輯修改, 頁腳下載后可刪除。培優(yōu)點(diǎn)十九磁場(chǎng)安培力一一、考點(diǎn)分析本知識(shí)點(diǎn)每年必考，近幾年的考察重點(diǎn)，主要是在選擇題中考察磁場(chǎng)及磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力的方向和大小確實(shí)、安培力的綜合。注意要點(diǎn)：分析安培力時(shí)，要注意將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖。二二、考題再現(xiàn)典例1.（2021?全國(guó)II卷20）如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L「L2,1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外。a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為1B和1b，方向也垂直于紙面向外。那么（）TOC\o"1-5"\h\z30 20A.流經(jīng)L的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為7-b1 120bB.流經(jīng)L的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為工b 1120 1C.流經(jīng)L的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為-1B2 120D.流經(jīng)L的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為工b2 120【解析】］在&、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小相等設(shè)為耳，方向都垂直于紙面向里，而%在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)為B2，方向向里，在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度也為B2，方向向外，規(guī)定向外為正，根據(jù)矢量疊加原理可知B-B-B=1B，B+B.B=1b，可解得：b=2b，0 1 230 2 0 120 1 120B=xB，故A、C正確。2 120【答案】AC典例2.（2021?全國(guó)m卷?18）如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為80的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為1。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如果讓P中的電流反向、其他條件不變，那么a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（）【解析】如圖甲所示，P、Q中的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，設(shè)為B1,由幾何關(guān)系可知，B1=33Bo。如果讓P中的電流反向、其他條件不變時(shí)，如圖乙所示，由幾何關(guān)系可知，a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=JB邠=33B°，應(yīng)選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。【答案】C三三、對(duì)點(diǎn)速練.如下圖，a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小一樣的電流，方向如下圖。一帶正電的粒子從正方形中心。點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是（）/ 、工、A.向上 B.向下 ,冷C.向左 D.向右【答案】B.如圖，兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、。、b在M、N的連線上，。為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到。點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，以下說法正確的選項(xiàng)

是（）A.o點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 /仗）?._L_B.a、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 號(hào)\Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向一樣D.a、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同【答案】C（多項(xiàng)選擇）如下圖，同一平面內(nèi)有兩根平行的無限長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間且與兩導(dǎo)線的距離均為r,b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r。現(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B°,距一無限長(zhǎng)kI直導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=不，其中k為常量，1為無限長(zhǎng)直導(dǎo)線的電流大小，以下說法正確的選項(xiàng)是（）a1A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,B.假設(shè)去掉導(dǎo)線2,b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B06C.假設(shè)將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0D.假設(shè)去掉導(dǎo)線2,再將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為B0【答案】BD磁電式電流表的構(gòu)造如下圖,在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈,轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布,如下圖。當(dāng)電流通過線圈時(shí),線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，線圈停頓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滿足NBIS=k。，式中N為角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量。不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由題中的信息可知（）A.該電流表的刻度是均勻的B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的安培力的大小不變C.假設(shè)線圈中通以如下圖的電流時(shí)，線圈將沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)||\——^螺旋彈笠燒角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量。不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由題中的信息可知（）A.該電流表的刻度是均勻的B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的安培力的大小不變C.假設(shè)線圈中通以如下圖的電流時(shí)，線圈將沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)||\——^螺旋彈笠燒1哪1力-電流表附構(gòu)造D.更換k值更大的螺旋彈簧，可以增大電流表的靈敏度（靈敏度即三y）AZ【答案】AB【解析】磁場(chǎng)是均勻地輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，螺旋彈簧的彈力與轉(zhuǎn)動(dòng)角度成正比，故該電流表的刻度是均勻的，故A正確；磁場(chǎng)是均勻地輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中各個(gè)位置的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，故受到的安培力的大小不變，故B正確；假設(shè)線圈中通以如下圖的電流時(shí)，根據(jù)左手定那么，左側(cè)受安培力向上，右側(cè)受安培力向下，故時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；更換k值更大的螺旋彈簧，同樣的電流變化導(dǎo)致同樣的安培力變大，但轉(zhuǎn)動(dòng)角度變化減小了，故靈敏度減小了，故D錯(cuò)誤。利用如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。用絕緣輕質(zhì)絲線把底部長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“廣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；接力被隹感器入恒定電壓為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（）力被隹感器RF-F RF-FA- b=l e：-e： b b=l e；+e：C B=R F D B=R FC- BL E2-E1 D- BL E1+E2【答案】B【解析】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，那么F1=mg+B|L；接入恒 E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，那么F2=mg-B/L；……「RF-F ―聯(lián)立解得B=l52，選項(xiàng)B正確。1 26.（多項(xiàng)選擇）如圖甲所示，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，以下說法正確的選項(xiàng)是（）

A.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【答案】AD【解析】當(dāng)t=0時(shí)，由左手定那么可知，MN受到向右的作用力，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減速到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)，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。.如下圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,范圍足夠大的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，固定著傾角為0的絕緣斜面，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為一q的帶電小物塊以初速度v°沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為口。設(shè)滑動(dòng)時(shí)電荷量不變，在小物塊上滑過程中，其加速度大小a與時(shí)間t的關(guān)系圖象，可能正確的選項(xiàng)是（)【答案】C項(xiàng)是（)【答案】C【解析】物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中合力為F=mgsin6+f=mgsinO+^mgcoe+jl^vB,方向沿斜面向下,物體做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減小時(shí),合力減小,加速度減小,速度的變化越來越慢，即合力的變化先快后慢，又因合力大于等于mgsine+四mgcos9，所以加速度的變化應(yīng)為先減小的快后減小的慢，但大于等于某個(gè)值，不會(huì)逐漸減小到零，故C正確。.（多項(xiàng)選擇）在傾角0=30°的絕緣斜面上，固定一光滑金屬框，寬l=0.5m,接入電動(dòng)

勢(shì)E=6V、內(nèi)阻r=0.5Q的電池。垂直框面放置一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab,金屬棒接入電路的電阻區(qū)0的阻值為0.2Q,整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T方向垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值使金屬棒靜止在框架上如下圖。（框架的電阻與摩擦不計(jì)，框架與金屬棒接觸良好，g取10m/s2）那么以下說法正確的選項(xiàng)是（）TOC\o"1-5"\h\zA.金屬棒受到的安培力的大小為1N ,.通過金屬棒的電流I的大小為2A 'C.滑動(dòng)變阻器區(qū)接入電路的阻值為R=3Q ?' '：D.電源的輸出功率為P=10W .【答案】ABD【解析】由左手定那么可知安培力方向沿斜面向上，對(duì)ab棒進(jìn)展受力分析，由平衡條件得F=mgsin30°,解得F=1N,選項(xiàng)A正確；由F=BIl得，I=F#=2A,選項(xiàng)B正確；安 安 安 BlE由閉合電路的歐姆定律有1=由而,得口=2.30,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；路端電壓為U=E-Ir=5V,電源的輸出功率為P=UI=10W,選項(xiàng)D正確。.（多項(xiàng)選擇）絕緣光滑斜面與水平面成a角，質(zhì)量為m、帶電荷量為一q（q>0）的小球從斜面上的h高度處釋放，初速度為v°（Vo〉0）、方向與斜面底邊MN平行，如下圖，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)方向平行于斜面向上.如果斜面足夠大，且小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN。那么以下判斷正確的選項(xiàng)是（）小球到達(dá)底邊MN的時(shí)間2hgsin2小球到達(dá)底邊MN的時(shí)間2hgsin2aC.勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為C.勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為0WBW詈0. mgcos0D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍為0WBW-g有一q0【答案】BD【解析】小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),一定受到豎直向下的重力和垂直斜面向上的洛倫茲力,可能受到垂直斜面向上的彈力；小球能夠沿斜面到達(dá)底邊MN,說明垂直斜面方向的合力為