2022年高考物理一轮复习 课时提升练23 磁场及其对电流的作用

2022年高考物理一轮复习 课时提升练23 磁场及其对电流的作用题组一磁场的叠加1在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里如图8114所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()图8114Ac、d两点的磁感应强度大小相等Ba、b两点的磁感应强度大小相等Cc点的磁感应强度的值最小Db点的磁感应强度的值最大【解析】通电直导线在c点的磁感应强度方向与B0的方向相反，b、d两点的电流磁场与B0垂直，a点电流磁场与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小【答案】C2在等边三角形的三个顶点a、b，c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图8115所示过c点的导线所受安培力的方向()图8115A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边【解析】解法一根据直线电流的安培定则，a、b在c处所激发的磁场方向分别如图中Ba、Bb所示，应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示根据左手定则可知安培力F安的方向与a、b连线垂直，指向左边解法二根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥的特点，可判断导线a、b对导线c的安培力均为吸引力，再由平行四边形定则可知c导线所受合力的方向与ab边垂直，水平向左，C正确【答案】C题组二安培力的大小和方向3如图8116所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I的方向为从M到N，绳子的拉力均为F.为使F0，可能达到要求的方法是()图8116A加水平向右的磁场B加水平向左的磁场C加垂直纸面向里的磁场D加垂直纸面向外的磁场【解析】要使绳子的拉力均为0，根据平衡条件知导线所受安培力应竖直向上，由左手定则知，应加垂直纸面向里的磁场【答案】C4如图8117所示，一个边长为L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，若通以如图所示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流大小为I，则关于金属框所受安培力的情况，下列说法正确的是()图8117A金属框所受安培力大小为0B金属框所受安培力大小为BIL，方向垂直AC沿纸面向上C金属框所受安培力大小为BIL，方向垂直AC沿纸面向下D金属框所受安培力大小为2BIL，方向垂直AC沿纸面向上【解析】根据通电导线在磁场中受安培力的特点，可以把正三角形金属框的AB与BC两根导线所受的安培力等效为导线AC所受的安培力，则整个三角形金属框可以看做两根AC导线并联，且两根导线中的总电流等于I，由公式得到FBIL，另外根据左手定则，可知整个三角形金属框所受的安培力的方向垂直AC沿纸面向上，所以选项B正确【答案】B题组三安培力作用下的综合分析5(多选)如图8118所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成角，则导体棒受到的()图8118A安培力大小为BILB安培力大小为BILsin C摩擦力大小为BILsin D支持力大小为mgBILcos 【解析】根据安培力计算公式，FBIL，A正确，B错误；导体棒受力如图所示，根据平衡条件，FfBIL sin ，C正确；FNmgBILcos ，D错误【答案】AC6(湖北省咸宁市xx届摸底)如图8119所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤的读数为FN1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线，电流方向如图当加上电流后，台秤的示数为FN2，则下列说法正确的是()图8119AFN1FN2，弹簧长度将变长BFN1FN2，弹簧长度将变短CFN1FN2，弹簧长度将变长DFN10，I为电流强度，r为距导线的距离在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图8125所示开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0.当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1，当MN内电流强度为I2时，两细线内的张力均大于T0.图8125(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2)求MN分别通以强度为I1和I2的电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比【解析】(1)根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，且距离导线越近，相互作用力越大，可知，I1的方向向左，I2的方向向右(2)当MN中的电流强度为I时，线圈受到的安培力大小为FkIiL()式中r1、r2分别为ab、cd与MN的间距，i为线圈中的电流，L为ab、cd的长度【答案】(1)I1的方向向左，I2的方向向右(2)