高考物理一輪復(fù)習 課時跟蹤檢測（二十六）磁場的描述 磁場對電流的作用（含解析）-人教版高三物理試題

磁場的描述磁場對電流的作用對點訓練：磁感應(yīng)強度、安培定則1．[多選](2019·揚州月考)中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”。進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說法正確的是()A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用解析：選ABD地理南、北極與地磁場的南、北極不重合，有磁偏角，選項A正確；地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近，選項B正確；只有在赤道附近，在地球表面的地磁場方向與地面平行，選項C錯誤；根據(jù)帶電粒子在磁場中會受到力的作用可知，地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用，選項D正確。2．[多選](2018·常熟模擬)磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，下列說法中正確的是()A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度大小Ba＜BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度大小Ba＞BbC．一通電直導線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小一定有Fa＜FbD．一通電直導線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小可能有Fa＞Fb解析：選AD磁感線越密，磁場越強，故A正確，B錯誤；通電導線放在a、b兩處，但沒有說明導線的方向與磁場的方向的關(guān)系，其所受安培力的大小關(guān)系不確定，故C錯誤，D正確。3.電視機顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如圖所示，某時刻電流方向如圖所示。則環(huán)心O處的磁場方向()A．向下B．向上C．垂直紙面向里D．垂直紙面向外解析：選A對于左右兩個螺線管，由安培定則可以判斷出上方均為磁場北極，下方均為磁場南極，所以環(huán)心O處的磁場方向向下，即A選項正確。4．[多選]如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L2，L1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，它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的合磁感應(yīng)強度大小分別為eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于紙面向外。則()A．流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(7,12)B0B．流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(1,12)B0C．流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(1,12)B0D．流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(7,12)B0解析：選ACL1在a、b兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，設(shè)為B1，方向都垂直于紙面向里，而L2在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小設(shè)為B2，方向向里，在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小也為B2，方向向外，規(guī)定向外為正，根據(jù)矢量疊加原理可知B0－B1－B2＝eq\f(1,3)B0，B2＋B0－B1＝eq\f(1,2)B0，可解得：B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，故A、C正確。5.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O為半圓弧的圓心，∠MOP＝90°。在M、P處各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有垂直紙面向里、大小相等的恒定電流，這時O點的磁感應(yīng)強度大小為B0。若將P處長直導線移開，則O點的磁感應(yīng)強度的大小為()A.eq\f(1,2)B0 B.eq\f(\r(2),2)B0C.eq\f(\r(3),2)B0 D．B0解析：選B根據(jù)安培定則可知，兩導線在O點形成的磁感應(yīng)強度如圖所示，合磁感應(yīng)強度大小為B0。則根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩導線單獨形成的磁感應(yīng)強度大小為eq\f(\r(2),2)B0，故B正確，A、C、D錯誤。對點訓練：判定安培力作用下導體的運動6.如圖所示，把輕質(zhì)導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心，且垂直于線圈平面，當線圈中通入如圖方向的電流后，線圈的運動情況是()A．線圈向左運動 B．線圈向右運動C．從上往下看順時針轉(zhuǎn)動 D．從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動解析：選A將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵，根據(jù)異名磁極相互吸引知，線圈將向左運動，選項A正確。也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，反向電流相排斥”，可判斷出線圈向左運動。7．(2018·江陰模擬)如圖中甲、乙所示，在勻強磁場中，有兩個通電線圈處于如圖所示的位置，則()A．從上往下俯視，甲中的線圈順時針轉(zhuǎn)動B．從上往下俯視，甲中的線圈逆時針轉(zhuǎn)動C．從上往下俯視，乙中的線圈順時針轉(zhuǎn)動D．從上往下俯視，乙中的線圈逆時針轉(zhuǎn)動解析：選D根據(jù)題圖甲所示，由左手定則可知，線圈各邊所受安培力都在線圈所在平面內(nèi)，線圈不會繞OO′軸轉(zhuǎn)動，故A、B錯誤；根據(jù)題圖乙所示，由左手定則可知，線圈左、右兩邊所受安培力分別垂直于紙面向外和向里，線圈會繞OO′軸轉(zhuǎn)動，從上往下俯視，乙中的線圈逆時針轉(zhuǎn)動。故C錯誤，D正確。8．(2019·南京沖刺練習)劉老師在課堂上做了一個演示實驗：裝置如圖所示，在容器的中心放一個圓柱形電極B，沿容器邊緣內(nèi)壁放一個圓環(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，將該容器放在磁場中，液體就會旋轉(zhuǎn)起來。王同學回去后重復(fù)劉老師的實驗步驟，但液體并沒有旋轉(zhuǎn)起來。造成這種現(xiàn)象的原因可能是：該同學在實驗過程中()A．將磁鐵的磁極放反了B．將直流電源的正負極接反了C．使用的電源為50Hz的交流電源D．使用的液體為食鹽溶液解析：選C老師將該容器放在磁場中，能使液體旋轉(zhuǎn)起來，是在安培力作用下導致的，因此要強調(diào)溶液能導電，且電流方向確定，并有磁場。與磁鐵的磁極是否接反、直流電源正負是否接反都沒有關(guān)系。而該同學實驗中的液體不能旋轉(zhuǎn)可能是因為使用了交流電源。對點訓練：安培力作用下的平衡和加速問題9.如圖，一導體棒ab靜止在U型鐵芯的兩板之間，導體棒在開關(guān)閉合后仍在原位置保持靜止狀態(tài)。則按圖示視角()A．鐵芯上板為N極B．導體棒對下板的壓力變大C．導體棒受到垂直棒向左的安培力D．導體棒對下板有垂直棒向右的靜摩擦力解析：選D由題圖中線圈的繞向，根據(jù)安培定則，可知線圈下面是N極，上面是S極，故導體棒ab位置的磁場方向向上；電流方向是a→b，根據(jù)左手定則，安培力向右；根據(jù)平衡條件，導體棒對下板的壓力不變，但受到向左的靜摩擦力；根據(jù)牛頓第三定律可知，導體棒對下板有垂直棒向右的靜摩擦力。故D正確，A、B、C錯誤。10．[多選](2019·沭陽月考)在同一光滑斜面上放同一導體棒，如圖所示是兩種情況的剖面圖。它們所在空間有磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次豎直向上，兩次導體棒分別通有電流I1和I2，都處于靜止狀態(tài)。已知斜面的傾角為θ，則()A．I1∶I2＝cosθ∶1B．I1∶I2＝1∶1C．導體棒所受安培力大小之比F1∶F2＝sinθ∶cosθD．斜面對導體棒的彈力大小之比N1∶N2＝cos2θ∶1解析：選AD導體棒受力如圖，根據(jù)共點力平衡得：F1＝mgsinθ，N1＝mgcosθ；F2＝mgtanθ，N2＝eq\f(mg,cosθ)。所以導體棒所受的安培力之比為：F1∶F2＝sinθ∶tanθ＝cosθ∶1。斜面對導體棒的彈力大小之比為：N1∶N2＝cos2θ∶1。因為F＝BIL，所以I1∶I2＝F1∶F2＝cosθ∶1。故A、D正確，B、C錯誤?？键c綜合訓練11．(2018·江蘇高考)如圖所示，兩條平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面的夾角為θ，間距為d。導軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向與導軌平面垂直。質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導軌上，距底端的距離為s，導軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流。金屬棒被松開后，以加速度a沿導軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g。求下滑到底端的過程中，金屬棒(1)末速度的大小v；(2)通過的電流大小I；(3)通過的電荷量Q。解析：(1)金屬棒做勻加速直線運動，根據(jù)運動學公式有v2＝2as解得v＝eq\r(2as)。(2)金屬棒所受安培力F安＝IdB金屬棒所受合力F＝mgsinθ－F安根據(jù)牛頓第二定律有F＝ma解得I＝eq\f(mgsinθ－a,dB)。(3)金屬棒的運動時間t＝eq\f(v,a)，通過的電荷量Q＝It解得Q＝eq\f(mgsinθ－a\r(2as),dBa)。答案：(1)eq\r(2as)(2)eq\f(mgsinθ－a,dB)(3)eq\f(mgsinθ－a\r(2as),dBa)12.如圖所示，質(zhì)量為m的金屬棒長為L1，棒兩端與長為L2的細軟金屬線相連，吊在磁感應(yīng)強度為B、豎直向上的勻強磁場中。當金屬棒中通過穩(wěn)恒電流I后，金屬棒向紙外擺動，擺動過程中的最大偏角θ＝60°。求：(1)金屬棒中電流大小和方向；(2)金屬棒在擺動過程中動能的最大值。解析：(1)金屬棒向紙外擺動，所受的安培力向外，根據(jù)左手定則判斷得知，金屬棒中電流方向水平向右；金屬棒上擺的過程，根據(jù)動能定理得：FBL2sin60°－mgL2(1－cos60°)＝0又安培力為：FB＝BIL1聯(lián)立解得：I＝eq\f(\r(3)mg,3BL1)。(2)由題意，金屬棒向上擺動的最大偏角θ＝60°，根據(jù)對稱性可知，偏角為30°時是其平衡位置，金屬棒受力如圖所示：則有：G＝FBcot30°當金屬