（浙江选考）2021版新高考物理一轮复习 10 第八章 磁场 1 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用达标检测巩固提能

第1节磁场的描述磁场对电流的作用 随堂检测1(20194月浙江选考)在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是()答案：A2(201610月浙江选考)如图所示，把一根通电的硬直导线ab，用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是()A向上B向下C垂直纸面向外D垂直纸面向里解析：选D.根据右手定则可知，开关闭合后，螺线管的N极在右侧根据左手定则可知，a端受力垂直纸面向里，故D正确3(20164月浙江选考)法拉第电动机原理如图所示条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上一根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中从上往下看，金属杆()A向左摆动B向右摆动C顺时针转动D逆时针转动答案：D4(20184月浙江选考)处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO转动，当线框中通以电流I时，如图所示，此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是()解析：选D.根据左手定则可知D正确 课后达标一、选择题1.指南针是我国古代的四大发明之一当指南针静止时，其N极指向如图虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极北偏东向)所示则以下判断正确的是()A可能在指南针上面有一导线东西放置，通有东向西的电流B可能在指南针上面有一导线东西放置，通有西向东的电流C可能在指南针上面有一导线南北放置，通有北向南的电流D可能在指南针上面有一导线南北放置，通有南向北的电流答案：C2(20184月浙江选考)在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示有一种探测方法是，首先给金属长直管线通上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点，记为a；在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45的b、c两点，测得b、c两点距离为L.由此可确定金属管线()A平行于EF，深度为B平行于EF，深度为LC垂直于EF，深度为D垂直于EF，深度为L答案：A3.当接通电源后，小磁针A的指向如图所示，则()A小磁针B的N极向纸外转B小磁针B的N极向纸里转C小磁针B不转动D因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动答案：A4(2020浙江名校考前押宝)在如图所示的电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线()A相互吸引，FaFbB相互排斥，FaFbC相互吸引，FaFbD相互排斥，FaI2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是()Aa点Bb点Cc点Dd点解析：选C.根据安培定则可知I1和I2电流分别在a处产生的磁场方向为垂直ac连线向上和向下，由于I1I2，且I1电流与a点的距离比I2电流与a点距离要小，故B1aB2a，则a处磁感应强度不可能为零，A错；两电流在b处产生的磁场方向均垂直ac连线向下，故B错；I1和I2电流分别在c处产生的磁场方向为垂直ac连线向下和向上，且I1电流与c点的距离比I2电流与c点距离要大，故B1c与B2c有可能等大反向，C对；两电流在d处产生的磁场方向一定成某一夹角，且夹角一定不为180，D错8.(2020金华调研)如图是自动跳闸的闸刀开关，闸刀处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时，闸刀A端会向左弹开断开电路以下说法正确的是()A闸刀刀片中的电流方向为C至OB闸刀刀片中的电流方向为O至CC跳闸时闸刀所受安培力没有做功D增大匀强磁场的磁感应强度，可使自动跳闸的电流额定值增大解析：选B.MN通电后，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时闸刀开关会自动跳开，可知安培力应该向左，由左手定则判断，电流方向为OC，故A错误，B正确跳闸时闸刀受到安培力而运动断开，故跳闸时闸刀所受安培力做正功，故C错误跳闸的作用力是一定的，依据安培力FBIL可知，增大匀强磁场的磁感应强度，电流I变小，故D错误9如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a0.05m，电源的电动势为E3V，内阻r0.1，限流电阻R04.9，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R0.9，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V，则()A由上往下看，液体做顺时针旋转B液体所受的安培力大小为1.5104NC闭合开关10s，液体产生的热能是4.5JD闭合开关后，液体电热功率为0.081W解析：选D.由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A错误；电压表的示数为1.5V，由闭合电路的欧姆定律得EUIR0Ir，所以电路中的电流值IA0.3A，液体所受的安培力大小为FBILBIa0.10.30.05N1.5103N，故B错误；液体的等效电阻为R0.9，10s内液体产生的热能QI2Rt0.320.910J0.81J，故C错误；玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R0.9，则液体热功率为P热I2R0.320.9W0.081W，故D正确10.(2020绍兴高二期中)如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里当线圈中通有电流I(方向如图)时，发现天平的右端低左端高，下列调节方案可以使天平水平平衡的是()A仅减小电流大小B仅增大线框的宽度lC仅减轻左盘砝码的质量D仅增加线圈的匝数解析：选A.天平左端高右端低，说明左端轻右端重，要使天平平衡，可以增加左盘砝码质量，也可以减小右盘砝码质量，选项C错误；根据左手定则判断可知线圈在磁场中受到竖直向下的安培力FNBIl，故也可以减小安培力，等效于减小右盘砝码质量，减小安培力可以采取减小电流大小，减小线框的宽度l或者减少线圈的匝数，选项A正确，B、D错误11.(2020温州联考选考科目)图中装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b和导轨两端e、f分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向右滑动解析：选B.若a接正极，b接负极，则电磁铁产生的磁场方向向上，若e接正极，f接负极，由左手定则可判断金属杆所受安培力方向向左，故向左滑动；若e接负极，f接正极，则L向右滑动，A错误，B正确若a接负极，b接正极，则电磁铁产生的磁场方向向下，若e接正极，f接负极，则L向右滑动；若e接负极，f接正极，则L向左滑动，C、D错误12.(201811月浙江选考)磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d，宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极，若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为，忽略边缘效应，下列判断正确的是()A上板为正极，电流IB上板为负极，电流IC下板为正极，电流ID下板为负极，电流I解析：选C.根据左手定则可知，带正电的粒子在磁场中受到的洛伦兹力向下，故下板为正极，两板间的电势差为U，则稳定时qqvB，得UBdv，电流I，选项C正确13.如图所示，某学习兴趣小组制作了一简易电动机，此装置中的铜线框能在竖直平面内在磁场作用下从静止开始以虚线OO为中心轴转动起来，那么()A若磁铁上方为N极，从上往下看，铜线框将顺时针旋转B若磁铁上方为S极，从上往下看，铜线框将顺时针旋转C不管磁铁上方为N级还是S极，从上往下看，铜线框都将逆时针旋转D线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能答案：A二、非选择题14.如图所示，MN是一根长为l10cm，质量m50g的金属棒，用两根长度也为l的细软导线将导体棒MN水平吊起，使导体棒处在BT的竖直向上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角37，求金属棒中恒定电流的大小解析：金属棒向外偏转的过程中，受重力mg、导线拉力FT、安培力F共三个力的作用，其中导线的拉力不做功，由动能定理得：WFWG0其中WFFlsinBIl2sin，WGmgl(1cos)金属棒中的电流为I解得：I5A.答案：5A15.(2020舟山质检)如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力(1)求ab开始运动时的加速度a；(2)分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况；(3)分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短解析：(1)ab开始运动时，ab棒所受的安培力FABIL根据牛顿第二定律得，ab棒的加速度agsin.(2)ab棒向上运动的过程中，加速度方向与速度方向相反，速度减小，加速度减小，做加速度减小的减速运动；向下运动的过程中，加速度方向与速度方向相同，加速度agsin，速度增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，最终加速度为零，做匀速运动(3)在整个过程中，安培力一直做负功，在上升和下降过程中的同一位置，上升时的速度大于下降时的速度，可知上升时的平均速度大于下降时的平均速度，可知上滑的时间小于下滑的时间答案：见解析16.(2020温州高二月考)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机如图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率解析：(1)由安培力表达式FBIL可知，线圈所受的安培力FnBIL，由左手定则可判断安培力方向水平向右(2)由功率公式PFv可知，安培力的功率PnBILv.答案：(1)nBIL方向水平向右(2)nBILv8