《【名師一號(hào)】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 8-1 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力課時(shí)檢測(cè) 新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【名師一號(hào)】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 8-1 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力課時(shí)檢測(cè) 新人教版(10頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力
1.在下面所示的四幅圖中,正確標(biāo)明了通電導(dǎo)線所受安培力F方向的是( )
解析 由左手定則可知B選項(xiàng)正確.
答案 B
2.兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、B的圓心O重合、圓面相互垂直,通電電流相同,電流方向如圖所示,設(shè)每個(gè)圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( )
A.0 B.2B0
C.B0 D.無(wú)法確定
解析 由安培定則可知A在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)垂直于紙面向里,B在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)豎直向下,兩者垂直,所以合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B==B0,C選項(xiàng)正確.
答案 C
3.有一小段通電導(dǎo)線,長(zhǎng)為1cm,
2、電流強(qiáng)度為5A,把它置于磁場(chǎng)中某點(diǎn),受到的安培力為0.1N,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是( )
A.B=2T B.B≤2T
C.B≥2T D.以上情況均可能
解析 若電流方向與磁場(chǎng)垂直,此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,B=
=2T,C選項(xiàng)正確.
答案 C
4.如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度.天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈.寬度為L(zhǎng),共N匝,線圈下端懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面.當(dāng)線圈中通有電流I時(shí)(方向如圖),在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡,當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知( )
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直
3、紙面向里,大小為
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為
解析 當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí)右邊需再加質(zhì)量為m的砝碼后方可平衡,可得此時(shí)安培力的方向豎直向上,所以磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,由兩種情況的受力平衡可得m1g=m2g+m′g+NBIL,m1g=m2g+mg+m′g-NBIL,其中m′為線圈質(zhì)量,聯(lián)解可得.
答案 B
5.將長(zhǎng)1m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖中所示的形狀,放于B=0.08T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,abc平面與磁場(chǎng)方向垂直.若在導(dǎo)線abc中通入25 A的直流電,則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力的大小為(
4、)
A.2N B.1N
C.N D./2N
解析 ab段所受安培力F1=BI·=1N,bc段所受安培力F2=BI=1N,根據(jù)題意得F1與F2方向的夾角為60°,由幾何關(guān)系得其合力F=N.
答案 C
6.物理學(xué)家法拉第在研究電磁學(xué)時(shí),親手做過(guò)許多實(shí)驗(yàn).如圖所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),這種現(xiàn)象是:如果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一個(gè)極,磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn);反之,載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn).這一裝置實(shí)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī).圖中A是可動(dòng)磁鐵,B是固定導(dǎo)線,C是可動(dòng)導(dǎo)線,D是固定磁鐵.圖中黑色部分表示汞(磁鐵和導(dǎo)線的下半部分都浸沒(méi)在汞中),下部接在電源上.這時(shí)自上向下看
5、,A和C的轉(zhuǎn)動(dòng)方向分別是( )
A.A順時(shí)針,C逆時(shí)針 B.A逆時(shí)針,C順時(shí)針
C.A逆時(shí)針,C逆時(shí)針 D.A順時(shí)針,C順時(shí)針
解析 B導(dǎo)線電流向上,其產(chǎn)生的磁場(chǎng)自上向下看為逆時(shí)針?lè)较?,故磁鐵A將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);由左手定則可知C導(dǎo)線受力為順時(shí)針,故順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).
答案 B
二、多項(xiàng)選擇題
7.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.磁感線總是從磁體N極出發(fā)到磁體S極終止
B.磁感線的疏密程度描述了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱
C.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)方向與可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針在該點(diǎn)靜止時(shí)N極所指的方向相同
D.磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通電導(dǎo)線在該處所受的安培力方向相同
解析
6、在磁體的內(nèi)部磁感線由S極出發(fā)到磁體N極終止,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;磁感線的疏密程度描述了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,某點(diǎn)磁場(chǎng)方向?yàn)樵擖c(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極的指向,B、C選項(xiàng)正確;磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通電導(dǎo)線在該處所受的安培力方向垂直,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案 BC
8.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的區(qū)域內(nèi)有一光滑傾斜金屬導(dǎo)軌,傾角為θ,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),在其上垂直導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)線,接以如圖所示的電源,電流強(qiáng)度為I,通電導(dǎo)線恰好靜止,則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度必須滿(mǎn)足一定條件,下述所給條件正確的是( )
A.B=,方向垂直斜面向上
B.B=,方向垂直斜面向下
C.B=,方向水平向左
D.B=,方向豎直向上
解
7、析 由左手定則結(jié)合物體的平衡條件可得A、C、D選項(xiàng)正確;B選項(xiàng)中安培力方向沿斜面向下,大小為mgcosθ,而重力的分力大小為mgsinθ,合力不為零,導(dǎo)線不會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài).
答案 ACD
9.如圖所示,臺(tái)秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來(lái),此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為T(mén)1,現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒中通以方向如圖所示的電流后,臺(tái)秤讀數(shù)為T(mén)2,則以下說(shuō)法正確的是( )
A.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) B.彈簧長(zhǎng)度將變短
C.T1>T2 D.T1<T2
解析 導(dǎo)體棒受到的安培力方向斜向右下方,由牛頓第三定律可知磁鐵受到的磁場(chǎng)力斜向左上方,電流
8、對(duì)磁鐵的磁場(chǎng)力的豎直分量使條形磁鐵對(duì)臺(tái)秤壓力減小,故知T1>T2,電流對(duì)磁鐵的磁場(chǎng)力的水平分量使磁鐵左移,故彈簧長(zhǎng)度將變短,B、C正確.
答案 BC
10.如圖所示,平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1T,位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線,長(zhǎng)L=1m,通過(guò)I=1 A的恒定電流.當(dāng)導(dǎo)線與B1成60°夾角時(shí),發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零,則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的可能值為( )
A.T B.T
C. 1T D.T
解析 由左手定則判斷知磁場(chǎng)B1對(duì)電流的作用力方向垂直于紙面向內(nèi),大小為F1=BILsin60°=N,則另一磁場(chǎng)B2對(duì)電流的作用力大小F
9、2與F1等值反向,當(dāng)磁場(chǎng)B2與電流垂直時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2取得最小值,等于T.
答案 BCD
11.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與水平面成θ=37°角的導(dǎo)電滑軌,滑軌上放置一個(gè)可自由移動(dòng)的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì).a(chǎn)b桿長(zhǎng)L=0.5m,質(zhì)量m=0.2kg,桿與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,滑軌與ab桿的電阻忽略不計(jì).求:要使ab桿在滑軌上保持靜止,滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化?(g取10m/s2,sin37°=0.6)
解析 分別畫(huà)出ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩種情況下的受力分析圖,如圖所示.
10、當(dāng)ab桿恰好不下滑時(shí),如圖①所示.由平衡條件得
沿斜面方向mgsinθ=μFN1+F安1cosθ, ①
垂直斜面方向FN1=mgcosθ+F安1sinθ, ②
而F安1=BL, ③
由①②③式得R1=5Ω.
當(dāng)ab桿恰好不上滑時(shí),如圖②所示.由平衡條件得
沿斜面方向mgsinθ+μFN2=F安2cosθ, ④
垂直斜面方向FN2=mgcosθ+F安2sinθ, ⑤
而F安2=BL, ⑥
11、由④⑤⑥三式得R2=3Ω.
所以,要使ab桿保持靜止,R的取值范圍是3Ω≤R≤5Ω.
答案 3Ω≤R≤5Ω
12.如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取10m/s2,已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:
(1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流;
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力的大小;
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.
解析 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律
I==1.5A.
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安=BIL=0.30N.
(3)導(dǎo)體棒受力如圖,將重力正交分解
F1=mgsin37°=0.24N
F1