【名師一號】2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 8-1 磁場的描述　磁場對電流的作用力課時(shí)檢測 新人教版

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1、第一講　磁場的描述　磁場對電流的作用力 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．無法確定 解析　由安培定則可知A在圓心處產(chǎn)生的場強(qiáng)垂直于紙面向里，B在圓心處產(chǎn)生的場強(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，長為1cm，

2、電流強(qiáng)度為5A，把它置于磁場中某點(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測定磁感應(yīng)強(qiáng)度．天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈．寬度為L，共N匝，線圈下端懸在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面．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)磁場中，abc平面與磁場方向垂直．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)生的磁場自上向下看為逆時(shí)針方向，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)于磁場和磁感線，下列說法中正確的是(　　) 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的強(qiáng)弱 C．磁場中某點(diǎn)磁場方向與可以自由轉(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的強(qiáng)弱，某點(diǎn)磁場方向?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，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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度必須滿足一定條件，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，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為T1，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T2，則以下說法正確的是(　　) A．彈簧長度將變長 B．彈簧長度將變短 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力斜向左上方，電流

8、對磁鐵的磁場力的豎直分量使條形磁鐵對臺(tái)秤壓力減小，故知T1＞T2，電流對磁鐵的磁場力的水平分量使磁鐵左移，故彈簧長度將變短，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，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝1T，位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長L＝1m，通過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B1對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B2對電流的作用力大小F

9、2與F1等值反向，當(dāng)磁場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E＝12V，內(nèi)阻不計(jì)．a(chǎn)b桿長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．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢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)通過導(dǎo)體棒的電流； (2)導(dǎo)體棒受到的安培力的大?。? (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