新高考物理一輪練習專題71磁場對電流的作用

專題71磁場對電流的作用1．[2021·江西吉水中學月考](多選)超導電磁船是一種不需要螺旋槳推進的低噪音新型船，如圖是電磁船的簡化原理圖，MN和CD是與電源相連的兩個電極，MN與CD之間部分區(qū)域有垂直紙面向內的勻強磁場(磁場由超導線圈產生，其獨立電路部分未畫出)，通電的海水會受到安培力的作用，船體就在海水的反作用力推動下向前駛動．以下說法正確的是()A.電磁船將電能轉化為船的機械能，效率可高達100%B.僅改變電流的方向，就能控制船前進或者后退C.僅將磁場方向改變90°，就能控制船前進或者后退D.僅將磁場方向改變180°，就能控制船前進或者后退2．[2020·全國卷Ⅱ]管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接．焊機的原理如圖所示，圓管通過一個接有高頻交流電源的線圈，線圈所產生的交變磁場使圓管中產生交變電流，電流產生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接．焊接過程中所利用的電磁學規(guī)律的發(fā)現者為()A．庫侖B．霍爾C.洛倫茲D．法拉第3.[2021·廣東七校聯考]如圖，同一平面內有兩根互相平行的長直導線M和N，通有等大反向的電流，該平面內的a、b兩點關于導線N對稱，且a點到兩導線的距離相等．若a點的磁感應強度大小為B，則下列關于b點磁感應強度Bb的判斷正確的是()A.Bb＞2B，方向垂直該平面向里B.Bb＜eq\f(1,2)B，方向垂直該平面向外C.eq\f(1,2)B＜Bb＜B，方向垂直該平面向里D.B＜Bb＜2B，方向垂直該平面向外4．[2021·河北衡水中學聯考]如圖所示，abcd是一個用粗細均勻、同種材料的導線彎折成的長方形線框，導線框豎直放置，ab長度為L，bc長度為eq\f(L,2).勻強磁場的方向垂直于導線框平面向里，磁感應強度大小為B.若導線框a、b兩端與恒壓電源相連，電流方向如圖所示，若通過ab邊的電流大小為I，則導線框受到的安培力大小和方向分別為()A.eq\f(3,2)BIL，方向豎直向上B．2BIL，方向豎直向上C.eq\f(3,4)BIL，方向豎直向下D．3BIL，方向豎直向下5．(多選)如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導線，當導線中通以圖示方向的電流時()A.磁鐵對桌面的壓力增大B.磁鐵對桌面的壓力減小C.磁鐵受到向右的摩擦力作用D.磁鐵受到向左的摩擦力作用6．如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質量為m的直導體棒．當導體棒中的恒定電流I垂直于紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，可將導體棒置于勻強磁場中，當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向在紙面內由豎直向上逆時針轉至水平向左的過程中，關于B的大小的變化，正確的是()A.逐漸增大B．逐漸減小C.先增大后減小D．先減小后增大7.如圖甲所示，在豎直向下的勻強磁場中有兩根豎直放置的平行粗糙導軌CD、EF，導軌上放一金屬棒MN.現從t＝0時刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流且電流強度與時間成正比，即I＝kt，其中k為常量，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好．下列關于金屬棒的速度v、加速度a隨時間t變化的關系圖像，可能正確的是()8.[2021·銀川一中摸底]如圖所示，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零．如果讓P、Q中的電流都反向，其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為()A.0B．2B0C.eq\r(3)B0D．eq\f(\r(3),3)B09.[2021·昆明市調研](多選)如圖所示，在一磁感應強度大小為B0、方向水平向右的勻強磁場中，有一通電直導線abc從中點折成夾角為120°的兩段(abc平面位于紙面內)，為使兩段通電導線ab、bc所受安培力大小相等，在紙面內abc所在區(qū)域再加上另一磁感應強度也為B0的勻強磁場，此時，合磁場的磁感應強度大小變?yōu)锽，則()A.B＝eq\r(3)B0B．B＝eq\f(2\r(3),3)B0C.B＝B0D．B＝eq\f(\r(3),3)B010.如圖，等邊三角形線框LMN由三根相同的導體棒連接而成，固定于勻強磁場中，線框平面與磁感應強度方向垂直，線框頂點M、N與直流電源兩端相接．已如導體棒MN受到的安培力大小為F，則線框LMN受到的安培力的大小為()A.2FB．1.5FFD．011．[2021·江西贛州市摸底]利用如圖所示的實驗裝置可以測量磁感應強度B的大?。媒^緣輕質絲線把底部長為L、電阻為R、質量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質導線連接線框與電源，導線的電阻忽略不計．當有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時，拉力顯示器可以直接顯示力敏傳感器所受的拉力．當線框接入恒定電壓為E1時，拉力顯示器的示數為F1；接入恒定電壓為E2時(電流方向與電壓為E1時相反)，拉力顯示器的示數為F2.已知F1＞F2，則磁感應強度B的大小為()A.B＝eq\f(R（F1－F2）,L（E1－E2）)B．B＝eq\f(R（F1－F2）,L（E1＋E2）)C.B＝eq\f(R（F1＋F2）,L（E1－E2）)D．B＝eq\f(R（F1＋F2）,L（E1＋E2）)12．[2021·武漢市調研](多選)磁電式電流表的構造如圖甲所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一個可以繞軸轉動的線圈，轉軸上裝有螺旋彈簧和指針．蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，如圖乙所示．當電流通過線圈時，線圈在安培力的作用下轉動，螺旋彈簧被扭動，線圈停止轉動時滿足NBIS＝kθ，式中N為線圈的匝數，S為線圈的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應強度，θ為線圈(指針)偏角，k是與螺旋彈簧有關的常量．不考慮電磁感應現象，由題中的信息可知()A.該電流表的刻度是均勻的B.線圈轉動過程中受到的安培力的大小不變C.若線圈中通以如圖乙所示的電流時，線圈將沿逆時針方向轉動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eq\f(Δθ,ΔI))13．(多選)如圖所示，在光滑的水平桌面上，a和b是兩條固定的平行長直導線，通過的電流強度相等.矩形線框位于兩條導線的正中間，通有順時針方向的電流，在a、b產生的磁場作用下靜止．則a、b的電流方向可能是()A.均向左B．均向右C.a的向左，b的向右D．a的向右，b的向左14.[2021·重慶市模擬]如圖所示，細金屬桿ab的質量為m、長度為L，用長為d的絕緣細線懸掛，金屬桿ab兩端恰好與寬度也為L的水平光滑金屬導軌良好接觸，金屬導軌處于方向豎直向下的勻強磁場中，磁場磁感應強度大小為B.閉合開關S后金屬桿ab向右擺起，懸線的最大偏角為θ.不計空氣阻力，重力加速度為g.求：(1)剛離開金屬導軌時，金屬桿ab的速度大小v；(2)從閉合開關S到金屬桿離開軌道的短時間內通過金屬桿ab的電荷量q.專題71磁場對電流的作用1．BD電磁船的工作原理是通電的海水受到向后的安培力作用，根據牛頓第三定律可知，船體同時受到相反方向的作用力，使船體向前運動，由于有一部分電能轉化為海水的動能，電磁船將電能轉化為船的機械能的效率不可能達到100%，A錯誤；僅改變電流的方向，或僅將磁場方向改變180°，根據左手定則，會改變海水的受力方向，即能改變船體的受力方向，故能控制船體的前進或后退，B、D正確；僅將磁場方向改變90°，根據左手定則，海水受到的安培力方向向上或向下，無法控制船前進或者后退，C錯誤．2．D焊接過程中利用電磁感應產生的渦流將材料熔化，發(fā)現電磁感應規(guī)律的是法拉第，故D選項正確．3．B設M在a點產生的磁感應強度大小為B0，根據安培定則和磁場疊加原理可得B＝2B0.N在b點產生的磁感應強度大小為B0，方向垂直平面向外，由于b點距離M較遠，則M在b點產生的磁感應強度大小一定小于B0，方向垂直該平面向里，所以b點的磁感應強度Bb＜eq\f(1,2)B，方向垂直該平面向外，B正確，ACD錯誤．4．A由題意可知，邊ab(cd)的長度是邊ad(bc)長度的2倍，所以邊ab(cd)的電阻是邊ad(bc)電阻的2倍，由并聯關系可知，通過adcb支路的電流為eq\f(I,2)，所以邊dc所受安培力大小為Fdc＝eq\f(1,2)BIL，方向豎直向上，邊ab所受安培力大小為Fab＝BIL，方向豎直向上，邊ad和邊bc所受安培力的合力為零，所以導線框所受安培力大小為F＝eq\f(3,2)BIL，方向豎直向上，A正確，B、C、D錯誤．5．BC6.D7.D8.B9．AC磁場B0水平向右垂直ab，要使ab受到的安培力與bc受到的安培力相等，另加磁場的大小仍為B0方向需垂直bc，若垂直bc斜向上，兩磁場方向夾角為60°，其合磁場B＝eq\r(3)B0，若垂直bc斜向下，兩磁場方向夾角為120°，其合磁場B＝B0，AC正確，BD錯誤．10．B本題考查安培力及考生應用數學知識解決物理問題的能力，體現了核心素養(yǎng)中的模型建構要素．設三根相同的導體棒的電阻均為R，長度均為l，其中ML和LN為串聯關系，總電阻為2R.由并聯電路特點可知，通過MN的電流為通過ML和LN中的電流的兩倍，若MN受到的安培力F＝BIl，則ML和LN受到的安培力的合力F1＝eq\f(BIl,2)，MN受到的安培力與ML和LN受到的安培力的合力的方向相同，故線框受到的安培力為F合＝F＋F1＝1.5F，故選B.11．B因為F1＞F2，所以拉力顯示器的示數為F1時線框受的安培力豎直向下，拉力顯示器的示數為F2時線框受的安培力豎直向上，由平衡條件得F1＝mg＋BI1L，F2＋BI2L＝mg，由閉合電路歐姆定律得I1＝eq\f(E1,R)，I2＝eq\f(E2,R)，由以上四式解得，B＝eq\f(R（F1－F2）,L（E1＋E2）)，B正確，ACD錯誤．12．AB由NBIS＝kθ可知，電流與指針的偏轉角成正比，故電流表的刻度是均勻的，A正確；蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，電流與磁場方向始終垂直，故線圈轉動過程中受到的安培力的大小不變，B正確；由左手定則知，線圈左邊受的安培力方向向上，右邊受的安培力方向向下，線圈將沿順時針方向轉動，C錯誤；由NBIS＝kθ可知，電流相同時，k值越大，指針偏轉的角度越小，電流表的靈敏度低，D錯誤．13．CD本題考查安培定則、磁場的疊加、左手定則和安培力等知識點，意在考查考生的理解能力和推理能力，考查的核心素養(yǎng)是科學思維．若a，b的電流方向均向左，根據安培定則和磁場的疊加可知．a直導線到a、b直導線正中間部分的磁場方向垂直紙面向外，而b直導線到a、b直導線正中間部分的磁場方向垂直紙面向里，再根據左手定則可知，矩形線框受到的安培力的合力不為零，與題中線框在磁場作用下靜止不符；同理，若a、b的電流方向均向右，可知矩形線框受到的安培力的合力不為零，與題中線框在磁場作用下靜止也不符．選項A、B均錯誤．若a的電流方向向左、b的電流方向向右，根據安培定則和磁場的疊加可知，a、b直導線在a、b直導線中間所有空間產生的磁場方向均垂直紙面向外，根據左手定則可知，矩形線框受到的安培力的合力為零，與題中線框在磁場作用下靜止相符；同理，a的電流方向向右、b的電流方向向左，根據安培定則和磁場的疊加可知，a、b直導線在a、b直導線中間所有空間產生的磁場方向均垂直紙面向里，根據左手定則可知，矩形線框受到的安培力的合力也為零，與題中線框在磁場作用下靜止相符，選