高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十七）磁場的描述 磁場對電流的作用-人教版高三物理試題

課時跟蹤檢測（二十七）磁場的描述磁場對電流的作用對點(diǎn)訓(xùn)練：磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則1．[多選](2015·全國卷Ⅱ)指南針是我國古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說法正確的是()A．指南針可以僅具有一個磁極B．指南針能夠指向南北，說明地球具有磁場C．指南針的指向會受到附近鐵塊的干擾D．在指南針正上方附近沿指針方向放置一直導(dǎo)線，導(dǎo)線通電時指南針不偏轉(zhuǎn)解析：選BC指南針是一個小磁體，具有N、S兩個磁極，因?yàn)榈卮艌龅淖饔茫改厢樀腘極指向地理的北極，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確。因?yàn)橹改厢槺旧硎且粋€小磁體，所以會對附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時指南針也會受到反作用力，所以會受鐵塊干擾，選項(xiàng)C正確。在地磁場中，指南針南北指向，當(dāng)直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在指南針處是東西方向，所以會使指南針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯誤。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(qiáng)度大小Ba＜BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Ba＞BbC．一通電直導(dǎo)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(dǎo)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(qiáng)，故A正確，B錯誤；通電導(dǎo)線放在a、b兩處，但沒有說明導(dǎo)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(jī)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(xiàng)正確。4．[多選](2016·海南高考)如圖(a)所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖(b)表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場方向如圖中箭頭所示。在圖(b)中()A．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B．當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D．當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外解析：選BC將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個小段，每一小段看成直導(dǎo)線，則根據(jù)左手定則，當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，故選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯誤。5.(2018·張家港模擬)如圖所示，一根通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T的勻強(qiáng)磁場中，在以導(dǎo)線為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點(diǎn)，若a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，則下列說法中正確的是()A．直導(dǎo)線中電流方向是垂直紙面向里B．c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度也為0C．d點(diǎn)實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，方向斜向下，與B夾角為45°D．以上均不正確解析：選A由題意可知，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，說明通電導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即得到通電導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，根據(jù)安培定則判斷可知，直導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，故A正確。通電導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝1T，方向水平向右，與勻強(qiáng)磁場方向相同，則c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，方向與B的方向相同，故B錯誤。通電導(dǎo)線在d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，根據(jù)磁場的疊加原理可得d點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bd＝eq\r(2)B＝eq\r(2)T，方向與B的方向成45°斜向下，故C錯誤。由上分析可知D錯誤。對點(diǎn)訓(xùn)練：判定安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動6．(2018·江陰模擬)如圖中甲、乙所示，在勻強(qiáng)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。7．(2018·溫州調(diào)研)教師在課堂上做了兩個小實(shí)驗(yàn)，讓小明同學(xué)印象深刻。第一個實(shí)驗(yàn)叫做“旋轉(zhuǎn)的液體”，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，例如鹽水，如果把玻璃皿放在磁場中，液體就會旋轉(zhuǎn)起來，如圖甲所示。第二個實(shí)驗(yàn)叫做“振動的彈簧”，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，通電后，發(fā)現(xiàn)彈簧不斷上下振動，如圖乙所示。下列關(guān)于這兩個趣味實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A．圖甲中，如果改變磁場的方向，液體的旋轉(zhuǎn)方向不變B．圖甲中，如果改變電源的正負(fù)極，液體的旋轉(zhuǎn)方向不變C．圖乙中，如果改變電源的正負(fù)極，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動D．圖乙中，如果將水銀換成酒精，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動解析：選C圖甲中，僅僅調(diào)換N、S極位置或僅僅調(diào)換電源的正負(fù)極位置，安培力方向肯定改變，液體的旋轉(zhuǎn)方向要改變，故A、B均錯誤。圖乙中，當(dāng)有電流通過彈簧時，構(gòu)成彈簧的每一圈導(dǎo)線周圍都產(chǎn)生了磁場，根據(jù)安培定則知，各圈導(dǎo)線之間都產(chǎn)生了相互的吸引作用，彈簧就縮短了，當(dāng)彈簧的下端離開水銀后，電路斷開，彈簧中沒有了電流，各圈導(dǎo)線之間失去了相互吸引力，彈簧又恢復(fù)原長，使得彈簧下端又與水銀接觸，彈簧中又有了電流，開始重復(fù)上述過程，可以觀察到彈簧不斷上下振動；如果改變電源的正負(fù)極，依然可以觀察到彈簧不斷上下振動；但是如果將水銀換成酒精，酒精不導(dǎo)電，則彈簧將不再上下振動，故選項(xiàng)C正確，D錯誤。8.(2018·泰州模擬)通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(O為L2的中心)，各自的電流方向如圖所示。下列哪種情況將會發(fā)生()A．因L2不受磁場力的作用，故L2不動B．因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡，故L2不動C．L2繞軸O按順時針方向轉(zhuǎn)動D．L2繞軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動解析：選D由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1上方的磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，且離導(dǎo)線L1越遠(yuǎn)的地方，磁場越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞固定轉(zhuǎn)軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動。故D正確。對點(diǎn)訓(xùn)練：安培力作用下的平衡和加速問題9.(2018·鎮(zhèn)江模擬)如圖所示，彈簧測力計(jì)下掛有一長為L、質(zhì)量為m的金屬棒，金屬棒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，棒上通有如圖所示方向的電流I，金屬棒處于水平靜止?fàn)顟B(tài)，若此時彈簧測力計(jì)示數(shù)大小為F，重力加速度為g，金屬棒以外部分的導(dǎo)線沒有處于磁場中且質(zhì)量不計(jì)，則下列說法正確的是()A．金屬棒所受的安培力方向豎直向上B．金屬棒所受的安培力大小為mg－FC．若將電流增大為原來的2倍，平衡時彈簧測力計(jì)示數(shù)會增大為2D．若將磁感應(yīng)強(qiáng)度和金屬棒質(zhì)量同時增大為原來的2倍，平衡時彈簧測力計(jì)示數(shù)會增大為2解析：選D由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向向下，選項(xiàng)A錯誤；由平衡知識可知：mg＋F安＝F，則金屬棒所受的安培力大小為F－mg，選項(xiàng)B錯誤；若將電流增大為原來的2倍，則安培力變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)F＝mg＋F安可知，平衡時彈簧測力計(jì)示數(shù)不會增大為2F，選項(xiàng)C錯誤；若將磁感應(yīng)強(qiáng)度和金屬棒質(zhì)量同時增大為原來的2倍，則安培力變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)F＝mg＋F安可知，平衡時彈簧測力計(jì)示數(shù)會增大為210.[多選]如圖所示，質(zhì)量為m、長度為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時懸線與豎直方向夾角為θ。磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為()A．z正向，eq\f(mg,IL)tanθ B．y正向，eq\f(mg,IL)C．z負(fù)向，eq\f(mg,IL)tanθ D．沿懸線向上，eq\f(mg,IL)sinθ解析：選BC本題要注意在受力分析時把立體圖變成側(cè)視平面圖，然后通過平衡狀態(tài)的受力分析來確定B的方向和大小。若B沿z正向，則從O向O′看，導(dǎo)線受到的安培力F＝ILB，方向水平向左，如圖甲所示，導(dǎo)線無法平衡，A錯誤。若B沿y正向，導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，如圖乙所示。當(dāng)FT＝0，且滿足ILB＝mg，即B＝eq\f(mg,IL)時，導(dǎo)線可以平衡，B正確。若B沿z負(fù)向，導(dǎo)線受到的安培力水平向右，如圖丙所示。若滿足FTsinθ＝ILB，F(xiàn)Tcosθ＝mg，即B＝eq\f(mgtanθ,IL)，導(dǎo)線可以平衡，C正確。若B沿懸線向上，導(dǎo)線受到的安培力垂直于導(dǎo)線指向左下方，如圖丁所示，導(dǎo)線無法平衡，D錯誤?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練11．(2018·蘇州模擬)一條形磁鐵放在光滑的斜面上，并用一質(zhì)量不計(jì)的彈簧連接在頂端的擋板上，磁鐵靜止時彈簧的伸長量為x0，將通有方向垂直紙面向外的直導(dǎo)線分別放在a、b、c位置時，彈簧的伸長量分別為xa、xb、xc，已知a、b、c三點(diǎn)的連線與斜面平行，且b點(diǎn)在條形磁鐵的正中央。則下列正確的是()A．x0＝xa＝xb＝xc B．x0＞xa＞xb＞xcC．xa＞x0＝xb＞xc D．xa＞xb＞xc＞x0解析：選C由于條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)到S極，所以可畫出磁鐵在a處的一條磁感線，其方向是斜向左下方的，如圖所示，由左手定則可判斷導(dǎo)線在a點(diǎn)受斜向右下方的安培力Fa，由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力Fa′的方向是斜向左上方，F(xiàn)a′有沿斜面向下的分力，該分力使得彈簧彈力增大，所以彈簧的伸長量增大；同理可知導(dǎo)線在b點(diǎn)時彈簧的伸長量不變；同理可知導(dǎo)線在c點(diǎn)時彈簧的伸長量減小，則xa＞x0＝xb＞xc，C正確。12．[多選](2018·南京四校聯(lián)考)一質(zhì)量為0.06kg、長為0.1m的金屬棒MN用兩根長度均為1m的絕緣細(xì)線懸掛于天花板的頂端，現(xiàn)在金屬棒所在的空間加一豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)在金屬棒中通有恒定的電流后，金屬棒能在豎直平面內(nèi)擺動，當(dāng)金屬棒擺到最高點(diǎn)時，細(xì)線與豎直方向的夾角為37°，已知一切阻力可忽略不計(jì)，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列正確的說法是()A．金屬棒在擺動到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能增加B．金屬棒在擺動到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能先增加后減少C．通入金屬棒中的電流為9AD．通入金屬棒中的電流為4A解析：選AD金屬棒的長度用l表示，細(xì)線的長度用R表示，則在金屬棒上升過程中，安培力做正功，機(jī)械能一直增加，A正確，B錯誤；由動能定理知W安－W重＝0，即BIlRsin37°＝mgR(1－cos37°)，代入數(shù)值得I＝4A，C錯誤，D正確。13.某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖所示。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，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的長度大于ab，當(dāng)MN中沒有電流通過且處于靜止時，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，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。(1)當(dāng)電流表的示數(shù)為零時，