2019-2020年高考物理一轮复习 8.1磁场及磁场对电流的作用课时强化作业.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 8.1磁场及磁场对电流的作用课时强化作业一、选择题1在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里如图所示，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()AB、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大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两点的磁感应强度方向与B0垂直，故B、D两点磁感应强度大小相等，A点的磁感应强度方向与B0同向，由磁场的叠加知A点的合磁感应强度最大，A项正确答案：A2如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上 B竖直向下C水平向里 D水平向外解析：由于带负电的圆盘顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里故C正确答案：C3.如右图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是()A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升解析：第一步：电流元受力分析法把直线电流等效为OA、OB两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反，如上图所示可见从上往下看时，导线将逆时针方向转动第二步：特殊位置分析法取导线逆时针转过90的特殊位置来分析，如上图所示根据左手定则判断安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动答案：C4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，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向左滑动解析：若a接正极，b接负极，根据安培定则，两磁极之间产生方向向上的磁场，e接正极，f接负极，用左手定则可判断L向左滑动，选项A错误，B正确；同理，若a接负极，b接正极，根据安培定则，两磁极之间产生方向向下的磁场，e接正极，f接负极，用左手定则可判断L向右滑动，选项C错误，D正确答案：BD5通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则()A螺线管的P端为N极，a接电源的正极B螺线管的P端为N极，a接电源的负极C螺线管的P端为S极，a接电源的正极D螺线管的P端为S极，a接电源的负极解析：由题意可知，小磁针静止时N极指向螺线管的P端，说明螺线管内部磁感线的方向是由Q指向P，由安培定则可知螺线管的P端为形成磁场的N极，所以a端接电源的负极，选项B正确答案：B6如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是()A在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B在最初的一个周期内，导线一直向左运动C在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小解析：由安培力的表达式FBIL结合图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，在前周期内，安培力F方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在周期到周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，至周期时速度减小到零，所以D项正确；而后在周期到周期内，MN反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A项正确答案：AD7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()A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的最大值为解析：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，选项A正确，选项B错误；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，选项C正确；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，故选项D错误答案：AC8电磁轨道炮工作原理如图所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是()A只将轨道长度L变为原来的2倍B只将电流I增加至原来的2倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变解析：通电的弹体在安培力作用下加速运动，F安BId，BkI，故F安I2，根据动能定理F安Lmv2得v I，故选项B、D正确，选项A、C错误或根据运动学公式v22aL，也可得出v I.答案：BD9如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L1 mPM间接有一个电动势为E6 V、内阻r1 的电源和一只滑动变阻器导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为0.5.已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10 m/s2.匀强磁场的磁感应强度B2 T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()A2 B4 C5 D6 解析：设滑动变阻器连入电路的阻值为R，导体棒受到的安培力大小为F安BILBL，方向水平向左，对导体棒受力分析并根据平衡条件可得MgfF安0，其中1 Nmgfmg1 N，可得2 NF安4 N，即2 NBL4 N，所以2 R5 ，选项D错误答案：D10质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60角，其截面图如图所示则下列关于导体棒中的电流的分析正确的是()A导体棒中电流垂直纸面向外，大小为IB导体棒中电流垂直纸面向外，大小为IC导体棒中电流垂直纸面向里，大小为ID导体棒中电流垂直纸面向里，大小为I解析：由题意可知导体棒在圆弧上处于静止状态，由平衡条件可知导体棒受到安培力只能是水平向右，据此可以判断导体棒中电流垂直纸面向里；对导体棒进行受力分析，并根据平衡条件可知F安mgtan60，又F安BIL.联立解得I，故选项C正确答案：C二、非选择题11.粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置，如图所示已知ab的质量为m10 g，长度L60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.4 T.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x1 mm，求该弹簧的劲度系数；(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧均被拉长多少？(取g9.6 m/s29.6 N/kg)解析：(1)只有当ab受到的安培力方向竖直向上且大小等于ab的重力时，两根弹簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab中的电流应由a到b，由二力平衡得mgILB，则I A0.4 A.(2)当导线中通过由a到b的电流时，受到竖直向上的安培力作用，被拉长的两根弹簧对ab有竖直向上的拉力，同时ab受竖直向下的重力，平衡时平衡方程为I1LB2kxmg.可得弹簧的劲度系数k N/m24 N/m.(3)当电流方向由b向a时，ab所受安培力竖直向下，这时的平衡方程为：2kxmgI2LB，由此式可求出两根弹簧均被拉伸的长度为x m0.003 m.答案：(1)由a到b0.4 A(2)24 N/m(3)0.003 m12如图所示为一电流表的原理示意图质量为m的匀质细金属棒MN的中点通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外与MN的右端N连接一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k2.0 N/m，0.20 m，0.050 m，B0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大到原来的2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为x，则有mgkx由式得：x.(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im，则有BImmgk(x)联立并代入数据得Im2.5 A(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B，则有2BImmgk(x)由式得：B代入数据得：B0.10 T.答案：(1)(2)M端(3)2.5 A(4)0.10 T