2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练28 磁场、磁场对电流的作用.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练28 磁场、磁场对电流的作用一、选择题1(多选)(xx浙江省湖州市高三期末)如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端下列判断正确的是()AF为蓄电池正极B螺线管P端为S极C流过电阻R的电流方向向下D管内磁场方向由Q指向P解析：根据小磁针N极偏向螺线管Q端判断Q端为电磁铁的S极，P端为N极，选项B错根据右手螺旋定则，流过电阻R的电流方向向上，选项C错根据外电路电流从正极流向负极，F为蓄电池正极，选项A对螺线管外部磁场从N指向S，内部磁场从S指向N，所以管内磁场方向由Q指向P，选项D对答案：AD2(xx山东省潍坊市高三模拟)如图所示，两根长直导线m、n竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔P、Q中，O为P、Q连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称，导线中通有大小、方向均相同的电流I.下列说法正确的是()AO点的磁感应强度为零Ba、b两点磁感应强度的大小为BaBbCa、b两点的磁感应强度相同Dn中电流所受安培力方向由P指向Q解析：根据安培右手定则，m在O点产生的磁场方向垂直ab连线向里，n在O点产生的磁场方向垂直ab连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，磁场矢量和等于0，选项A对根据对称性，mn在ab两点产生的合磁场大小相等，但是方向不同，选项B、C错同向电流相吸引，n中电流所受安培力方向由Q指向P，选项D错答案：A3.(xx浙江省杭州市七校高三期中)如图所示，一个边长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图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流强度为I，则金属框受到的磁场力为()A0BILBCA1ILBD2ILB解析：设流过三角形ABC的电流是I1，AC边的电流是I2，就有I1I2I，由安培力公式FBILsin分析答题，其中L是通电导线的有效长度，是导线在磁场中两端点间的距离，三角形ABC的有效长度就是AC的长度L，它的安培力F1BI1L；AC边受到的安培力F2BI2L，所以金属框受到的磁场力FF1F2B(I1I2)LBIL，所以选B.答案：B4.(xx衡水中学高三二调考试)利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即UKF，式中K为比例系数用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源当线框中电流为零时，输出电压为U0；当线框中电流为I时，输出电压为U，则磁感应强度的大小为()AB BBCB DB解析：根据UKF得UKF，当线框中通入电流后，FBIL，U|UU0|，得B|UU0|/KIL，D正确答案：D5(多选)(xx湖北省武汉市高三调研)如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F、方向沿x轴正方向则匀强磁场的磁感应强度可能()A沿z轴正方向，大小为B在xOy平面内，大小为C在zOy平面内，大小为D在zOy平面内，大小为解析：安培力垂直于B和I决定的平面zOy，当B和I夹角为，则有BILsinF，则BF/ILsin，C、D正确答案：CD6(多选)(xx甘肃凉州区高三诊断)如图甲所示，质量为m、通有电流I的导体棒ab置于倾角为、宽度为d的光滑平行导轨上，图乙是从b向a方向观察时的平面视图欲使导体棒ab能静止在导轨上，可在导轨所在的空间加一个垂直于导体棒ab的匀强磁场，图乙中水平、竖直或平行导轨、垂直导轨的五个箭头分别表示磁场的可能方向关于该磁场的大小及方向，下列说法中正确的是()A磁场磁感应强度的最小值为B磁场磁感应强度的最小值为C磁场的方向不可能是方向D磁场的方向可能是方向解析：对导体棒进行受力分析，如图所示，由图知，当安培力与斜面平行时，安培力最小，磁感应强度也最小，根据物体的平衡可得BIdmgsin，故B，所以A错误；B正确；根据左手定则可判断，当磁场的方向是方向时，安培力竖直向下，不可能平衡；磁场的方向是方向时，安培力垂直向下，也不可能平衡；磁场的方向是方向时，安培力竖直向上，当Fmg时，导体棒是平衡的，所以C错误；磁场的方向是方向时，安培力水平向右，可能平衡；磁场的方向是方向时，安培力平行斜面向上，也可能平衡；所以D正确答案：BD7.(多选)(xx石家庄高中毕业班质检)如图所示，水平长直导线MN中通以M到N方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂在其正下方开始时线圈内不通电流，两细线内的张力均为T，当线圈中通过的电流为I时，两细线内的张力均减小为T.下列说法正确的是()A线圈中通过的电流方向为adcbaB线圈中通过的电流方向为abcdaC当线圈中电流变为I时，两细线内的张力均为零D当线圈中电流变为I时，两细线内的张力均为零解析：当线圈中不通电流时，两细线的张力就是线圈的重力，当线圈中通有电流后，细线上的张力变小了，说明线圈受到的安培力的合力方向是向上的，由于两边产生的安培力大小不同，ab边要大于cd边，所以由左手定则可以判断出，ab中通有由a到b的电流，故A不对，B是正确的；要想使细线上的张力为0，则ab与cd边受到的安培力的合力应该等于2T，由于当电流为I时，张力减小到T，故BaILBbIL2(TT)，则当张力变为0时，BaILBbIL2T，联立以上两式，消去磁场强度得II，故C是正确的，D是不对的答案：BC8(多选)(xx甘肃天水一中高三诊断)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：通电的弹体在轨道上受到安培力FBIl的作用，根据动能定理有FLmv2，而磁感应强度的大小与I成正比，所以BkI，可解得v.若只将轨道长度L变为原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的倍，A错误；只将电流I增加至原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的2倍，B正确；只将弹体质量减至原来的一半，弹体的出射速度增加至原来的倍，故C错误；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，弹体的出射速度增加至原来的2倍，D正确答案：BD9.(xx福建省龙岩市高三质检)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙金属导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流I的大小与时间t成正比，即Ikt，其中k为常量，不考虑电流对匀强磁场的影响，金属棒与导轨始终垂直且接触良好下列关于金属棒的加速度a、速度v随时间t变化的关系图象，可能正确的是()解析：当t时刻，电流Ikt，安培力FBIL，设最大静摩擦力为fm，则加速度at，所以at图象是一条倾斜的直线，且不过原点，与纵轴的交点为，选项A、B错导体棒速度vatt2t是一条开口向上的曲线，选项C错D对答案：D10(多选)(xx浙江省五校高三第一次联考)一电流表的原理图如图所示质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，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连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.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大小下列说法正确的是()A若要电流表正常工作，电流由MNB若将量程扩大2倍，只需将磁感应强度变为原来的倍C若将量程扩大2倍，可换一根劲度系数为原来倍的轻弹簧D若将量程扩大2倍，需要将磁感应强度和弹簧劲度系数均增大为原来的2倍解析：若要电流表正常工作，则MN需要受到向下的安培力，根据左手定则可得，电流方向MN，A正确；设满量程时通过MN的电流强度为Im，标尺上最大刻度处距0刻度处长度为xm，则BImLkxm，Im，可得，xm不变的情况下，B变为原来的，k变为原来的2倍均可使Im变成原来的2倍，故B正确C、D错误答案：AB二、非选择题11(xx重庆卷改编)某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问(1)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系(2)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？解析：(1)要通过供电使线圈恢复到未放重物时的位置，必须在线圈中产生向上的安培力与物体重力平衡根据左手定则，判断电流方向应当从D端流入由FAmg，FA2nBIL得mI(2)设称量最大质量为mP.由mI，PI2R得mP答案：(1)从D端流入mI(2)12.有一长为l0.50 m、质量为m10 g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如右图所示z轴垂直纸面向外，g10 m/s2.求：(1)当磁感应强度B11.0 T，方向与x轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，则cd中通入的电流I1的大小和方向？(2)当cd中通入方向由c到d大小为I20.40 A的电流，这时磁感应强度B21.0 T，方向与x轴正方向相同，当cd静止时悬线中的张力是多大？(3)当cd中通入方向由c到d、大小为I30.10 A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30，与x轴正方向夹角为60，磁感应强度B32.0 T，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？解析：(1)要使悬线的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，有mgB1I1l所以I1mg/lB1 A0.20 A由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d.(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力当cd静止时，有mgB2lI22T.所以T N0.15 N.(3)根据题意，作出导线cd所受重力、安培力如图所示这时cd受到的安培力大小F3B3I3l所以F32.00.100.50 N0.10 Nmg又因F3的方向与B3的方向垂直，因此F合的方向与mg的方向夹角为30.所以2TF合2mgcos30Tmgcos300.09 N即此时每根悬线中的张力大小为0.09 N，悬线与y轴负方向的夹角为30，即导线cd受安培力作用后使悬线向x轴负方向偏转30角答案：(1)0.20 A由c到d(2)0.15 N(3)0.09 N