河北省张家口市高三物理 同步练习12.doc

同步练习（12）物理试卷一、选择题1.磁感应强度的单位T用基本单位可表示为（）A. kgAs2B. kgAsC. kgm2AD. kgm2As2【答案】A【解析】【分析】在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，根据物理学公式分析答题【详解】磁感应强度B=FIL，磁感应强度单位为T，则1T=NAm=kgm/s2Am=kgAs2 故A对；BCD错；故选A【点睛】本题考查了单位制的知识，熟练掌握物理学公式、知道各物理量的单位是正确解题的关键2.如图，在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同该磁场的磁感应强度的方向可能是（）A. 沿x轴正方向B. 沿y轴负方向C. 沿z轴正方向D. 沿z轴负方向【答案】B【解析】试题分析：根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面，故场的方向一定在xy平面内，故ACD错误；磁场的方向沿y轴负方向，符合左手定则，故B正确。考点：左手定则【名师点睛】考查左手定则，并让学生理解安培力、电流与磁场三方向的关系，同时安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直；注意：左手定则中，磁感线不一定垂直穿过手掌心。通电导线在磁场中受到安培力，根据左手定则可确定安培力的方向，由安培力方向与磁场和电流方向所构成的平面垂直，即可求解。3.如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（）A. 直导线中电流方向垂直纸面向里B. d点的磁感应强度为0C. a点的磁感应强度为2T，方向向右D. b点的磁感应强度为2T，方向斜向下，与B成135角【答案】C【解析】【分析】由题，c点的磁感应强度为0，说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，由安培定则判断出通电导线中电流方向；通电导线在abcd四点处产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形定则进行合成分析b、c、d三点的磁感应强度大小和方向；【详解】A、由题意可知，c点的磁感应强度为0，说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，故A错误；B、根据矢量合成规律可知，通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上，则d点感应强度为2T，方向与B的方向成45斜向上，故B错误；C、通电导线在a处的磁感应强度方向水平向右，则a点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同，故C正确；D、由上可知，通电导线在b点产生的磁感应强度大小为1T，由安培定则可知，通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，b点感应强度为2T，方向与B的方向成45斜向下，故D错误。【点睛】本题考查安培定则和平行四边形定则，注意在空间任意一点的磁感应强度都通电导线产生的磁场和匀强磁场的叠加。4.如图所示为一台非铁性物质制成的天平天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流（a端接电源正极，b端接电源负极），调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起当铁块A向上加速运动的过程中，下列判断正确的是（）A. 电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡B. 电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降C. 电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降D. 电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态【答案】C【解析】从图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，螺线管下端是N极，上端是S极，电磁铁通电后，铁块A被吸起，铁块A向上加速运动的过程中，会导致超重现象，因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉故选C.点睛：安培定则不但可以判断出螺线管的磁极，也能根据磁极判断出电流方向或绕圈的绕向，即电流方向、线圈的绕向及N极方向，知道其中两个便可求出另外一个导致天平失衡的因素是要是由于电磁铁与铁块之间的相互作用力，通过判断铁块的运动状态，可进一步推断出其整体压力与重力的关系5.粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有相同的电流，电流方向垂直纸面向里水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速v沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面下列说法正确的是（）A. 滑块可能做加速直线运动B. 滑块可能做匀速直线运动C. 滑块可能做曲线运动D. 滑块一定做减速运动【答案】D【解析】试题分析：根据安培定则，知两导线连线上的垂直平分线上：上方的磁场方向水平向右，而下方的磁场方向水平向左，根据左手定则，可知，滑块受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向外或向里，滑块所受的支持力减小或增大，滑块所受的滑动摩擦力与速度反向，滑块一定做减速直线运动，故ABC错误，D正确故选D考点：安培定则；左手定则【名师点睛】考查右手螺旋定则与矢量的合成法则，理解左手定则的内容，掌握洛伦兹力大小与速度的关系，根据受力情况来判断运动情况。6.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（）A. 向右飞行的正离子束B. 向左飞行的负离子束C. 向右飞行的电子束D. 向左飞行的电子束【答案】C【解析】【详解】A、向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故A正确。B、D、向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向外，S极转向里，故B、D正确。C、向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在上方产生的磁场方向向外，则N极转向里，S极转向外，故C错误。本题选择错误的故选C。【点睛】小磁针N极受力方向与磁场方向相同电流方向与正电荷定向移动方向相同，与负电荷定向移动方向相反根据安培定则，将选项逐一代入检查，选择符合题意的选项7.如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁正上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是（）A. 弹簧长度将变长B. 弹簧长度将变短C. N1N2D. N1N2【答案】C【解析】【分析】先以通电导线为研究对象，由左手定则判断出导线受到安培力的方向；然后由牛顿第三定律求出磁铁受到磁场力的方向，最后判断磁铁对桌面的压力如何变化【详解】在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向里，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力磁铁没有运动趋势，则弹簧的弹力却不变，所以选项ABD错误，C正确故选：C【点睛】本题应先选导线为研究对象，然后由牛顿第三定律判断磁铁的受力情况，巧妙地选取研究对象，及导体棒在磁铁的正上方是正确解题的关键8.如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，某物理研究某物理研究性学习小组为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A. 如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极B. 如果台秤的示数减小，说明磁铁左端是北极C. 无论如何台秤的示数都不可能变化D. 如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极【答案】D【解析】【分析】先由台秤示数的变化得到电流对磁铁的作用力方向，然后根据牛顿第三定律得到磁体对电流的安培力方向，再根据左手定则判断磁场方向，最后得到磁极分布情况【详解】A、如果台秤的示数增大，说明电流对磁铁的作用力向下，根据牛顿第三定律得到磁体对电流的安培力向上，根据左手定则，电流所在位置磁场向右，故磁铁左侧为N极，右侧为S极，故A错误，D正确；B、如果台秤的示数减小，说明电流对磁铁的作用力向上，根据牛顿第三定律得到磁体对电流的安培力向下，根据左手定则，电流所在位置磁场向左，故磁铁右侧为N极，左侧为S极，故B错误；C、由A分析，结合F=BIL可得，随电流的增大，安培力也增大，但由于磁极不知，所以台秤示数可能增大，也可能减小，故C错误；故选：D【点睛】判断磁体以电流间作用力可以先以电流为研究对象，然后结合左手定则分析，注意牛顿第三定律的应用9.如图所示，条形磁铁始终静止在桌面上，一条通电的直导线由S极的上端平移到N极的上端，在此过程中，导线保持与磁铁始终垂直，导线的通电方向如图所示则在此过程中，下列有关磁铁受力情况的说法正确的是（）A. 摩擦力的方向由向右变为向左B. 摩擦力的方向保持不变C. 地面支持力始终等于重力D. 地面支持力始终大于重力【答案】D【解析】【分析】由左手定则判断出导线所受安培力的方向，根据牛顿第三定律判断磁铁所受磁场力的方向，然后判断磁铁受到的摩擦力方向和如何变化【详解】如图所示，导线在S极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；同理当导线在N极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，正上方时为零，故摩擦力先减小后增大磁铁受到的磁场力始终有向下的分力，所以支持力始终大于重力故ABC错误，D 正确；故选：D【点睛】首先根据左手定则确定出通电导线所受安培力方向，然后根据牛顿第三定律确定出条形磁铁所受安培力的方向，最后根据共点力的平衡确定出静摩擦力的方向和变化规律，是此类题目的解答思路10.把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在的区域的磁感线呈弧线，导线中的电流方向由a到b，如图所示导线可以在空中自由移动和转动，俯视看，导线在安培力的作用下先逆时针转动，转过一个小角度后，接着转动边向下移动虚线框内有产生以上弧形的场源下列符合要求的是（）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】试题分析：因为导线在安培力的作用下先逆时针转动，所以可以判断出磁感线沿弧线由左向右，故A是可能的，它产生的磁感线方向就是由左向右，A正确，B错误；C产生的磁感线也是由左向右的，故C也符合要求，C正确；由右手定则判断出D中螺线管的右端为N极，它产生的磁场沿弧线是由右向左的，故D错误。考点：左手定则，右手螺旋定则的应用。11.如图所示，绝缘水平桌面上放置一长直导线a，导线a的正上方某处放置另一长直导线b，导线a中电流垂直纸面向里，导线b中电流垂直纸面向外，导线中均为恒定电流，现将导线b水平向右平移一小段距离后，导线a始终保持静止，则（）A. 导线b受到的安培力方向始终竖直向下B. 导线b受到的安培力增大C. 导线a对桌面的压力增大D. 导线a对桌面的摩擦力方向水平向左【答案】D【解析】【分析】导线b从最高点过程向右移动的过程中，ab导线在彼此产生的磁感应强度大小减小，且方向发生变化，根据力的合成与分解即可判断【详解】A、a与b的电流的方向相反，根据电流与电流之间的相互作用力的特点可知，a与b之间的力为排斥力；当b水平向右平移时，导线a产生的磁场方向在b点为向右下方，根据左手定则可知，导向b受到的安培力方向不在竖直方向上，故A错误；B、由于ab间的距离增大，故a在b处产生的磁场强度大小减小，根据安培力F=BIL可知，受到的安培力逐渐减小，故B错误；C、当b水平向右平移时，ab间的距离增大，b在a处产生的磁场强度大小减小，a受到的安培力减小且方向仍然的两根导线连线的方向上，根据力的合成可知，导线对桌面的压力减小，且受到的摩擦力向右，故导线a对桌面的摩擦力向左，故C错误，D正确故选：D【点睛】本题关键是解决通电指导线产生的磁场大小和方向，根据左手定则判断出磁场力的大小和方向，运用受力分析和力的分解即可判断12.如图所示，由不同材料制成的直径AOB和半圆ACB组成的半圆形金属线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，半圆的半径为R，线框平面与磁场方向（垂直于纸面向外）垂直，直径AOB沿水平方向若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力（）A. 方向沿纸面向上，大小为0B. 方向沿纸面向上，大小为2BIRC. 向沿纸面向下，大小为BIRD. 方向沿纸面向下，大小为2BIR【答案】B【解析】【分析】首先找出圆弧ACB的有效长度，在设出分别通过圆弧ACB的电流和直径AOB的电流，分别求出其所受的安培力，在进行合成，即可得知安培力的大小，利用左手的可判知安培力的方向【详解】圆弧ACB的有效长度为2R，设通过ACB的电流为I1，则该部分导线受到的安培力为：F1=BI12R=2BI1R，有左手定则可知方向竖直向上通过直径AOB的电流为：I2=II1，则该部分导线受到的安培力为：F2=BI22R=2BI2R，有左手定则可知方向竖直向上合力为：F=F1+F2=2BI1R+2BI2R=2BIR所以选项B正确，ACD错误故选：B【点睛】对于该题首先要求学生要熟练地掌握左手定则，能准确的判断安培力的方向，再者就是对于安培力的大小的计算，整体要分为两种情况：一是直导线，二是导线是弯曲的1、对于直导线要分为三种情况：、导线与磁场平行时，不受安培力作用、当与磁场垂直时，安培力的大小为F=BIL当与磁场有一定的夹角时，安培力为F=BILsin2、当导线为曲线时，就像该题，要首先求出导线两端连线的长度，再看连线与磁场之间的关系，结合上种情况进行解答二、计算题13.如图，一根粗细均匀的电阻丝质量为m，将其三等分弯折成闭合的三角形线框ABC，线框每边长均为a，每边电阻均为r轻绳跨过在同一水平线上的两光滑定滑轮，一端悬挂A点，另一端连接质量为m的小球，线框处在垂直于线框平面向里的匀强磁场中；在B、C两点用导线连接电动势为E、内阻为r3的直流电源，闭合S的同时，使小球在水平面内做匀速圆周运动，此时线框保持静止，连接球的绳与竖直方向的夹角为45，重力加速度为g，求：（1）S闭合后，通过BC边的电流（2）匀强磁场的磁感应强度【答案】（1） 2E3r （2） (21)mgrEa 【解析】（1）设线框连入电路的总电阻为R,由闭合电路的欧姆定律：I=ER+r3 BC与BAC并联，则1R=1r+12r 设通过BC边的电流为I1，通过BAC的电流为I2，I1I2=2rr I1+I2=I解得：I1=2E3r （2）对小球，受力分析如图； 绳的拉力F=mgcos45 对线框，由平衡知识：mg+FBC+FBAC=F FBC=BI1a FBAC=BI2a ；解得：B=(21)mgrEa 14.如图所示，长为L=0.5m 的导体棒静止于光滑的水平轨道上且与轨道垂直，开关闭合后回路中的电流I=2A，匀强磁场的磁感应强度B=0.02T，方向与轨道平面成=45角斜向上方，求开关闭合后导体棒所受安培力的大小和方向【答案】002N；方向与水平方向成45º角斜向右下方【解析】试题分析：安培力大小:F=ILBsin90 =205002sin90N=002N安培力方向：与水平方向成45角斜向右下方考点：安培力【名师点睛】导体棒与磁场方向垂直，安培力大小FA=BIl，根据左手定则判断安培力方向。