2019-2020年高考物理总复习 课时跟踪检测（二十四）磁场的描述 磁场对电流的作用.doc

2019-2020年高考物理总复习 课时跟踪检测（二十四）磁场的描述 磁场对电流的作用一、单项选择题1. (xx深圳期末)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1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()图1A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2. (xx宿迁模拟)如图2所示，无限长导线，均通以恒定电流I。直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则图3中O处磁感应强度和图2中O处磁感应强度相同的是()图2图33. (xx济宁模拟)如图4，M、N、P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60。在M、N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，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为()图4A12B21C.1 D.24(xx全国卷)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半5(xx上海二模)如图5所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，长度关系为c最长，b最短，将c弯成一直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为()图5AFaFbFc BFaFbFcCFbFaFc DFaFbFc6(xx上海高考)如图6，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴OO转动，磁场方向与线框平面垂直。在线框中通以电流强度为I的稳恒电流，并使线框与竖直平面成角，此时bc边受到相对OO轴的安培力力矩大小为()图6AISBsin BISBcos C D二、多项选择题7(xx海南高考)如图7，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是()图7Aa处的磁感应强度大小比c处的大Bb、c两处的磁感应强度大小相等Ca、c两处的磁感应强度方向相同Db处的磁感应强度为零8. (xx江西省重点中学联考)如图8所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角(环面轴线为竖直方向)。若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是()图8A导电圆环有收缩的趋势B导电圆环所受安培力方向竖直向上C导电圆环所受安培力的大小为2BIRD导电圆环所受安培力的大小为2BIRsin 9(xx海南高考)图9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()图9A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向左滑动10.如图10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的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是()图10A此过程中磁感应强度B逐渐增大B此过程中磁感应强度B先减小后增大C此过程中磁感应强度B的最小值为D此过程中磁感应强度B的最大值为三、非选择题11.如图11所示，MN是一根长为l10 cm，质量m50 g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B T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。图1112.水平放置的光滑金属导轨宽L0.2 m，接有电源电动势E3 V，电源内阻及导轨电阻不计。匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B1 T。导体棒ab的电阻R6 ，质量m10 g，垂直放在导轨上并接触良好，求合上开关的瞬间。图12(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度。答 案1选C若某一条件下该指南针静止时N极指向题图实线(N极北偏东向)所示，则有一指向东方的磁场，由安培定则，可能在指南针上面有一导线南北放置，通有北向南的电流，选项C正确。2选A由题意可知，题图2中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；对A项，根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；同理，对B项，四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直向里，故B错误；由上分析可知，对C项，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场也为零，故C错误；与C选项分析相同，对D项，四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误。3选D依题意，每根导线在O点产生的磁感应强度为，方向竖直向下，则当M移至P点时，O点合磁感应强度大小为：B22cos 30B1，则B2与B1之比为2。4选B根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力FBIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为FBIL，D错误。5选D设a、b两棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d。由于导体棒都与匀强磁场垂直，则：a、b三棒所受的安培力大小分别为：FaBILa；FbBILbBId；c棒所受的安培力与长度为直径的直棒所受的安培力大小相等，则有：FcBId；因为Lad，则有：FaFbFc。6选A根据左手定则，可知通电导线受到的安培力沿竖直方向向上，大小为FBILbc，此力到转轴的力臂为Labsin ；力矩为：MFLabsin SBIsin ，A项正确。7选AD根据通电直导线的磁场，利用右手螺旋定则，可知b处磁感应强度为零，两导线分别在a处产生的磁感应强度大于在c处产生的磁感应强度，a、c两处的磁感应强度叠加都是同向叠加，选项A、D正确。8选ABD若导线环上载有如图所示的恒定电流I，由左手定则可得导线环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2BIRsin ，选项A、B、D正确，C错误。9选BD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，C错误，D正确。10选AC导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，导体棒受力的动态变化如图所示，则由图知安培力逐渐增大，即此过程中磁感应强度B逐渐增大，A对、B错；刚开始安培力F最小，有sin ，所以此过程中磁感应强度B的最小值为，C对；最后安培力最大，有Fmg，即此过程中磁感应强度B的最大值为，D错。11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WFFlsin BIl2sin ，WGmgl(1cos )金属棒中的电流为I解得：I5 A。答案：5 A12解析：(1)闭合电键的瞬间，回路中的电流I A0.5 Aab棒所受安培力F安BIL0.1 N由左手定则知方向水平向右。(2)由牛顿第二定律知a10 m/s2方向水平向右。答案：(1)0.1 N水平向右(2)10 m/s2方向水平向右