高三物理人教版一輪復(fù)習(xí)第八單元恒定電流作業(yè)41

題組層級(jí)快練(四十一)一、選擇題1．(2017·陜西學(xué)業(yè)考試)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()A．由B＝eq\f(F,IL)可知，B與F成正比，與IL成反比B．由B＝eq\f(F,IL)可知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場(chǎng)力，說明此處一定無磁場(chǎng)C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處電流受力方向D．磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定答案D解析B＝eq\f(F,IL)是采用比值法定義的，B的大小與F、IL沒有正反比關(guān)系，與這些量無關(guān)，是由磁場(chǎng)本身決定的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．通電導(dǎo)體在某處不受磁場(chǎng)力，可能是因?yàn)榇艌?chǎng)為零，也可能是因?yàn)閷?dǎo)體與磁場(chǎng)平行，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，總是與該處電流受力方向垂直，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．2．(2017·上海學(xué)業(yè)考試)如圖，一導(dǎo)體棒ab靜止在U型鐵芯的兩臂之間．電鍵閉合后導(dǎo)體棒受到的安培力方向()A．向上 B．向下C．向左 D．向右答案D解析根據(jù)安培定則，線圈下面是N極，上面是S極，故導(dǎo)線ab位置的磁場(chǎng)方向向上；電流方向是a→b，根據(jù)左手定則，安培力向右，故A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．3．為了降低潛艇噪音，可用電磁推進(jìn)器替代螺旋槳．如圖為直線通道推進(jìn)器示意圖．推進(jìn)器前后表面導(dǎo)電，上下表面絕緣，規(guī)格為：a×b×c＝0.5m×0.4m×0.3m．空間內(nèi)存在著由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝10.0T、方向垂直向下，若推進(jìn)器前后方向通以電流I＝1.0×103A，方向如圖，則以下判斷正確的是()A．推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力，大小為4.0×103NB．推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力，大小為4.0×103NC．推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向左的驅(qū)動(dòng)力，大小為3.0×103ND．推進(jìn)器對(duì)潛艇提供向右的驅(qū)動(dòng)力，大小為3.0×103N答案A解析磁場(chǎng)方向向下，電流方向向里，依據(jù)左手定則，則安培力方向向左，根據(jù)安培力公式F＝BIL＝10×1.0×103×0.4N＝4.0×103N，故綜上所述，故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤．4．(2017·浙江模擬)如圖所示是實(shí)驗(yàn)室里用來測(cè)量磁場(chǎng)力的一種儀器－電流天平，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里，用電流天平測(cè)算通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，若他測(cè)得CD段導(dǎo)線長(zhǎng)度4×10－2m，天平(等臂)平衡時(shí)鉤碼重力4×10－5N，通過導(dǎo)線的電流I＝0.5A，由此測(cè)得通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為()A．2.0×10－3T方向水平向右 B．5.0×10－3T方向水平向右C．2.0×10－3T方向水平向左 D．5.0×10－3T方向水平向左答案A解析天平平衡時(shí)，CD段導(dǎo)線所受的安培力大小為：F＝mg由F＝BIL得：B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(mg,IL)＝eq\f(4×10－5,0.5×4×10－2)T＝2.0×10－3T；根據(jù)安培定則可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向右，所以A項(xiàng)正確、B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤，故選A項(xiàng)．5.(2017·荊門模擬)如圖，在xOy平面中有一通電直導(dǎo)線與Ox、Oy軸相交，導(dǎo)線中電流方向如圖所示．該區(qū)域有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向與Oz軸的正方向相同．該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可能是()A．沿x軸正方向B．沿y軸負(fù)方向C．沿z軸正方向D．沿z軸負(fù)方向答案B解析根據(jù)左手定則，安培力必須與電流和磁場(chǎng)構(gòu)成的平面垂直，故磁場(chǎng)的方向一定在xOy平面內(nèi)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)錯(cuò)誤；若磁場(chǎng)的方向沿y軸負(fù)方向，符合左手定則，故B項(xiàng)正確；若磁場(chǎng)的方向沿x軸正方向，不符合左手定則，故A項(xiàng)錯(cuò)誤．6.(多選)有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在如圖所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩導(dǎo)線連線的中垂線上兩點(diǎn)，與O點(diǎn)的距離相等，aM與MN夾角為θ.若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，單根導(dǎo)線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定相反B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0cosθC．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0sinθD．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零答案AB解析作出兩根導(dǎo)線在MN兩處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)平行四邊形定則求出合磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖，則A、B兩項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩根導(dǎo)線在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，合磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，則D項(xiàng)錯(cuò)誤．7．(2017·濮陽一模)如圖所示，有一段被彎成直角的導(dǎo)線abc，ab、bc長(zhǎng)度之比為3∶4，總長(zhǎng)為L(zhǎng)，導(dǎo)線中通一恒定電流I.放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并且磁場(chǎng)垂直導(dǎo)線面向里，則導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力為()A.eq\f(5,7)BIL，垂直于ac連線向上 B.eq\f(5,7)BIL，垂直于ac連線向下C.eq\f(12,35)BIL，垂直于ac連線向上 D.eq\f(12,35)BIL，垂直于ac連線向下答案A解析導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度等于ac間的距離，為eq\f(5,7)L，故安培力大小為：F＝BI·eq\f(5,7)L＝eq\f(5,7)BIL，根據(jù)左手定則，方向是垂直于ac連線向上；故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤．8.(2017·沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)均勻帶正電的薄圓盤的右側(cè)，用絕緣細(xì)線A、B懸掛一根水平通電直導(dǎo)線ab，電流方向由a到b，導(dǎo)線平行于圓盤平面．現(xiàn)圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)線仍然豎直，與圓盤靜止時(shí)相比，下列說法正確的是()A．細(xì)線上的張力變大B．細(xì)線上的張力變小C．細(xì)線上的張力不變D．若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向，細(xì)線上的張力變大答案A解析ABC項(xiàng)，圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生環(huán)形電流，在導(dǎo)體棒ab處會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，根據(jù)右手螺旋定則可知，磁場(chǎng)垂直于ab向外，根據(jù)左手定則可知，受到的安培力豎直向下，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知，細(xì)線所受到的彈力變大，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向，環(huán)形電流的方向相反，磁場(chǎng)方向相反，安培力變?yōu)橄蛏?，故?xì)線上的張力變小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．9．(2017·上海一模)如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向里的電流，圖中a點(diǎn)在導(dǎo)體棒正下方，b點(diǎn)與導(dǎo)體棒的連線與斜面垂直，c點(diǎn)在a點(diǎn)左側(cè)，d點(diǎn)在b點(diǎn)右側(cè)．現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列措施可行的是()A．在a處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒B．在b處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒C．在c處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒D．在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒答案D解析對(duì)直導(dǎo)體棒受力分析，除受到重力與支持力外，還要受到安培力才能平衡，根據(jù)重力與支持力的方向，若安培力在兩虛線范圍內(nèi)，則會(huì)處于平衡；再根據(jù)同向電流相互吸引，所以只有在d處放置一電流方向垂直紙面向里的直導(dǎo)體棒，才能保持導(dǎo)體棒靜止在斜面上，故D項(xiàng)正確，A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤．10．(2017·河北唐山調(diào)研)如圖所示，兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，一端與電源連接．一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(\r(3),3)，在安培力的作用下，金屬棒以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，可使流過導(dǎo)體棒的電流最小，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為()A．37° B．30°C．45° D．60°答案B解析本題考查通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的平衡問題．由題意對(duì)棒受力分析，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向成θ角，則有BILcosθ＝μ(mg－BILsinθ)，整理得BIL＝eq\f(μmg,cosθ＋μsinθ)，電流有最小值，就相當(dāng)于安培力有最小值，最后由數(shù)學(xué)知識(shí)解得：θ＝30°，則A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．二、非選擇題11．(2016·課標(biāo)全國(guó)Ⅲ)某同學(xué)用圖中所給器材進(jìn)行與安培力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)．兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行，足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方，S極位于兩導(dǎo)軌的正下方，一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直．(1)在圖中畫出連線，完成實(shí)驗(yàn)電路．要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路，且在開關(guān)閉合后，金屬棒沿箭頭所示的方向移動(dòng)．(2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度，有人提出以下建議：A．適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離B．換一根更長(zhǎng)的金屬棒C．適當(dāng)增大金屬棒中的電流其中正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))．答案(1)連線如圖所示(2)AC解析(1)限流式接法要求滑動(dòng)變阻器接線時(shí)只能連接“一上一下”兩個(gè)接線柱；磁鐵N極位于上方，說明磁感線向下；開關(guān)閉合后，金屬棒往右運(yùn)動(dòng)，說明棒受到向右的安培力；由左手定則可知，電流應(yīng)垂直紙面向外(ab指向a1b1)；所以應(yīng)按“電源正極→開關(guān)→滑動(dòng)變阻器下接線柱→滑動(dòng)變阻器上接線柱→電流表→ab→a1b1→電源負(fù)極”的順序連接回路．(2)由動(dòng)能定理BIL·s＝eq\f(1,2)mv2－0可知，要增大金屬棒離開導(dǎo)軌時(shí)的速度v，可以增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B、增大電流I、增大兩導(dǎo)軌間的距離L或增大導(dǎo)軌的長(zhǎng)度s；但兩導(dǎo)軌間的距離不變而只是換一根更長(zhǎng)的金屬棒后，等效長(zhǎng)度L并不會(huì)發(fā)生改變，但金屬棒的質(zhì)量增大，故金屬棒離開導(dǎo)軌時(shí)的速度v減小．12．(2017·湖北模擬)如圖所示，一根質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的柔軟導(dǎo)線的兩端分別固定于A、D兩個(gè)立柱上，A、D等高且相距為d，空間中有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.當(dāng)導(dǎo)線中通以大小為I、方向由A到D的電流時(shí)，導(dǎo)線上A、D兩點(diǎn)的切線與水平方向的夾角均為θ，導(dǎo)線的最低點(diǎn)C到直線AD的距離為H，重力加速度為g.求(1)磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線左半部分的安培力大?。?2)導(dǎo)線發(fā)生拉伸形變時(shí)，導(dǎo)線內(nèi)部任一截面的兩側(cè)存在垂直于截面的大小相等、方向相反的拉力，該力叫做張力．求導(dǎo)線上A點(diǎn)張力的大?。鸢?1)BIeq\r(（\f(d,2)）2＋H2)(2)eq\f(BId＋mg,2sinθ)解析(1)以導(dǎo)線左半部分為研究對(duì)象，由安培力公式：F安＝BIL導(dǎo)線左半部分在磁場(chǎng)中的等效長(zhǎng)度：L＝eq\r(（\f(d,2)）2＋H2)聯(lián)立解得：F安＝BIL＝BIeq\r(（\f(d,2)）2＋H2)(2)以整段導(dǎo)線為研究對(duì)象，設(shè)其受到的安培力為F安′，立柱P對(duì)導(dǎo)線的拉力為T，由力的平衡條件：2Tsinθ＝F安′＋mg式中：F安′＝BId聯(lián)立解得：T＝eq\f(BId＋mg,2sinθ).13.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與水平面成θ＝37°角的導(dǎo)電滑軌，滑軌上放置一個(gè)可自由移動(dòng)的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻不計(jì)．a(chǎn)b桿長(zhǎng)L＝0.5m，質(zhì)量m＝0.2kg，桿與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計(jì)．求：要使ab桿在滑軌上保持靜止，滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案3Ω≤R≤5Ω解析分別畫出ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩