2019届高考物理一轮复习 第八章 磁场 课时作业24 磁场 磁场对电流的作用.doc

课时作业（二十四）磁场 磁场对电流的作用基础小题练1如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()【解析】通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，无穷远处磁感应强度为0，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是C.【答案】C2.3条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，电流方向如图所示a、b和c三点分别位于三角形的3个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3.下列说法正确的是() AB1B2B3BB1B2B3Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里【解析】本题要明确3条导线中的电流在a、b、c三点各自产生的磁场的分布情况，要充分利用对称性进行矢量合成对于a点，由右手螺旋定则可知，两倾斜导线在此处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，水平导线在此点产生的磁场方向向外；对于b点，斜向右上方的导线与水平导线在此点产生的磁感应强度大小相等、方向相反，斜向左上方的导线在此点产生的磁场方向向外；对于c点，水平导线在此点产生的磁场方向向里，斜向左上方和斜向右上方的导线在此点产生的磁场方向也向里，则c点合磁场方向向里，且有B3B1B2.综上可知A、C正确【答案】AC3.根据磁场对电流产生作用力的原理，人们研制出一种发射炮弹的装置电磁炮，如图所示，把待发炮弹放置在强磁场中的两平行光滑导轨上，给导轨通以很大的电流，使炮弹沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去，现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是() A增大电流I的值B增大磁感应强度B的值C增大炮弹的质量D改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹滑行方向平行【解析】要提高电磁炮的发射速度，需要增加安培力所做的功，由WFs可知，在加速距离不变的情况下可增大安培力，根据FBIL知，可以增加磁感应强度B, 增加电流I，故A、B选项正确，C选项错误；改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹滑行方向平行，安培力减为零，故D选项错误【答案】AB4如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是() ABIL，平行于OC向左B.，垂直于AC的连线指向左下方C.，平行于OC向右D2BIL，垂直于AC的连线指向左下方【解析】直导线折成半径为R的圆弧形状，在磁场中的有效长度为R，又因为L2R，则安培力FBIR.安培力的方向与有效长度的直线AC垂直，根据左手定则可知，安培力的方向垂直于AC的连线指向左下方，B正确【答案】B5.如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)，使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场(方向垂直于纸面向外)作用下加速则下列说法正确的是() A电源给电容器充电后，M板带正电B导体棒在安培力作用下向右运动C超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变D在电容器放电过程中，电容器电容不断减小【解析】电源给电容器充电后，M板与电源负极相连，带负电，选项A错误；放电时电流由F到E，由左手定则可知，导体棒所受安培力方向向右，导体棒在安培力作用下向右运动，选项B正确；超级电容器相当于电源，根据QCU可知，放电时两端电压减小，选项C错误；在电容器放电过程中，电容器电容保持不变，选项D错误【答案】B6如图所示，两平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a导线通有电流强度为I，b导线中通过电流方向相反且电流强度为2I的电流时，a导线受到的安培力为F1，b导线受到的安培力为F2，则a导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为() A. BC. D【解析】a、b中电流方向相反，两导线之间的安培力为斥力，设大小为F，对a有：F1FBIL，对b有：F2F2BIL，解两式得：F2F1F2，对于导线b，F2F1F2B2IL，解得B，C项正确【答案】C创新导向练7科学探究用磁传感器测量地磁场的磁感应强度在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0.将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1；现将条形磁铁以P点为轴心在水平面内旋转90，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南北极与地理北、南极重合)()AB1B0 BB1B0C. D【解析】根据题意，赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0，条形磁铁N极指向正北方向时，条形磁铁在P点产生的磁感应强度为BB1B0；条形磁铁N极指向正东方向时，其分磁感应强度指向正东方向，此时两个分矢量垂直，故P点的合磁感应强度为B，故选D.【答案】D8电学仪器磁电式电流表的结构及工作原理实验室经常使用的电流表是磁电式仪表，这种电流表的构造如图甲所示蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的，当线圈通以如图乙所示的电流时，下列说法正确的是()A无论线圈转到什么角度，它的平面始终和磁感线平行B线圈转动时，螺旋形弹簧被扭动，阻碍线圈转动C当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D当线圈转到图乙所示的位置时，安培力使线圈沿顺时针方向转动【解析】因为磁场是均匀辐向分布，所以磁感线始终与线圈平面平行，故A正确；当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作用，使其转动，螺旋形弹簧被扭动，则受到弹簧的阻力，从而阻碍线圈转动，故B正确；由左手定则可判定，当线圈转到题图乙所示的位置时，线圈b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，因此安培力使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确【答案】ABD9军事科技电磁轨道炮的工作原理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】设两轨道间距离为d，弹体出射速度为v时，对应的电流为I，弹体的质量为m，轨道长度为L.当出射速度为2v时，对应的电流为I，弹体的质量为m，轨道长度为L.依题意有BkI，FBIdkI2d，由动能定理得FLmv2，即kI2dLmv2，同理有kI2dLm(2v)2，两式相比可得，四个选项中只有B、D两个选项能使该式成立，故A、C错误，B、D正确【答案】BD10医学科技电磁泵的工作原理医生在做手术时，需从血库里取血，为避免感染，都是利用电磁泵从血库里向外抽如图为一个电磁泵的结构图，长方形导管的左右表面绝缘，上下表面为导体，管长为a，内壁高为b，宽为L，且内壁光滑将导管放在垂直左右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正负离子，将上下表面和电源接通，电路中会形成大小为I的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p，从而将血浆抽出其中v为血浆流动方向，若血浆的电阻率为，所加电源的电动势为E，内阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，则()A此装置中血浆的等效电阻为RB此装置中血浆受到的安培力大小为FBILC此装置中血浆受到的安培力大小为FBIbD前后两侧的压强差为p【解析】由电阻定律得，管中血浆的电阻为R，A正确；垂直于磁场方向的电流长度为b，因此电流受到的安培力为FBIb，B错误，C正确；血浆匀速流动，安培力等于两侧血浆压力差，即BIbpLb，得p，D正确【答案】ACD综合提升练11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(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度【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12如图所示，长度L25 cm、电阻R13 的金属滑杆ab的中点连着一劲度系数k50 N/m的轻质弹簧(弹簧另一端固定，与滑杆垂直且在同一水平面内)，垂直地放置在两根电阻不计、互相平行、宽度为25 cm的光滑导轨上，有一匀强磁场垂直导轨平面，磁场方向如图所示，电源的电动势E12 V，内阻r1 ，定值电阻R22 ，闭合开关S，稳定后弹簧伸长x4 cm，求：(1)稳定后滑杆ab所受安培力的大小F；(2)匀强磁场的磁感应强度的大小B.【解析】(1)稳定时弹簧弹力大小为F弹kx，由平衡条件有FF弹，解得F2 N.(2)由闭合电路欧姆定律有IA2 A，又FBIL，解得B T4 T.【答案】(1)2 N(2)4 T