云南省2020届高三物理 《磁场及其对电流的作用》单元测试 新人教版

云南省新人教版物理2020届高三单元测试23 磁场及其对电流的作用(时间:90分钟 满分：100分)一 、选择题1一段直导线L1 m，其中通有I1 A的电流，受到垂直于纸面向外的大小为F1 N的磁场力作用，据此()A既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小，又可以确定磁感应强度的方向B仅能确定磁感应强度的大小，不能确定磁感应强度的方向C仅能确定磁感应强度的方向，不能确定磁感应强度的大小D磁感应强度的大小和方向均无法确定【答案】D【详解】考虑到I与B的方向不明确，无法用B确定磁感应强度的大小；仅知道F的方向，无法用左手定则判断磁感应强度的方向故选D.2将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图23所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁【答案】C【详解】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针，N极在内，S极在外，根据同极相互排斥，异极相互吸引，可得C项正确3如图所示，金属细棒质量为m，用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中，弹簧的劲度系数为k，棒ab中通有稳恒电流，棒处于平衡，并且弹簧的弹力恰好为零若电流大小不变而方向相反，则()A每根弹簧弹力的大小为mgB每根弹簧弹力的大小为2mgC弹簧形变量为mg/kD弹簧形变量为2mg/k【答案】AC【详解】弹簧的弹力恰好为零，说明安培力应向上与重力平衡，即F安mg，若电流大小不变而方向相反时，则安培力应向下，但大小不变，弹簧弹力与安培力和重力平衡，即2kxF安mg2mg，所以每根弹簧弹力的大小为mg，弹簧形变量为mg/k，选项A、C正确4如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于东、西方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B带电情况的说法中正确的是()A带同种电荷 B带异种电荷CB带正电 DA带正电【答案】BD【详解】云层间闪电必须发生在异种电荷之间，故B正确；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，所以此题是考查通电直导线的右手定则，由题意知，从西向东看，磁场是逆时针的，根据右手定则可以判断电流是从A流向B的，故可知A带正电，B带负电，所以D选项正确5 有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()AM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同BM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D在线段MN上只有一点的磁感应强度为零【答案】选BD.【详解】根据安培定则和磁场的叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项A错B对；在线段MN上只有在O点处，a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，选项C错D正确6 一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A如果B2 T，F一定是1 NB如果F0，B也一定为零C如果B4 T，F有可能是1 ND如果F有最大值时，通电导线一定与B平行【答案】选C.【详解】当导线与磁场方向垂直放置时，FBIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0FBIL，A、D不正确，C正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确7 如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B11 T位于纸面内的细直导线，长L1 m，通有I1 A的恒定电流当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为()A. TB. TC1 T D. T【答案】选BCD.【详解】导线受到的安培力为零，可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向，可求出磁感应强度B2的最小值，B2小B1sin60 T，故B、C、D均正确8 如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为 ，则下列说法正确的是()A回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanB回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosC现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了【答案】选C.【详解】回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故A、B错误；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误9 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是()ABmgtan/(IL)，方向垂直斜面向上BBmgsin/(IL)，方向垂直斜面向下CBmgtan/(IL)，方向竖直向上DBmg/(IL)，方向水平向右【答案】选B.【详解】B方向垂直斜面向上，由左手定则可知，安培力方向沿斜面向下，导线不可能静止，A错；同理可知C、D错；B方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向上，由平衡条件得：BILmgsin，解得B，故B项对10 如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60角，abbccdL，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()A0 B.C. D.【答案】选C.【详解】总电阻Rrr，总电流I，梯形框架受的安培力可等效为I通过ad边时受到的安培力，FBIBI2L，所以C选项正确二、非选择题11如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m，质量为6102 kg的通电直导线，电流强度I1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，方向竖直向上的磁场中，设t0时，B0，则需要几秒，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)【答案】5 s【详解】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示由平衡条件FTcos37FFTsin37mg由解得：F代入数值得：F0.8 N由FBIL得B T2 TB与t的变化关系为B0.4t解得t5 s12水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？【答案】(1)mg(2)Bmin水平向右从b向a看侧视图如图所示【详解】(1)水平方向：fF安sin 竖直方向：NF安cos mg又F安BILBL联立得：Nmgf(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，则受安培力竖直向上则有F安mg，Bmin，根据左手定则判定磁场方向水平向右