2019-2020年高考物理一輪復習 第八章 課時跟蹤檢測(二十六)磁場的描述 磁場對電流的作用.DOC
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2019-2020年高考物理一輪復習 第八章 課時跟蹤檢測(二十六)磁場的描述 磁場對電流的作用 對點訓練:磁感應強度、安培定則 1.(xx全國卷Ⅰ)關于通電直導線在勻強磁場中所受的安培力,下列說法正確的是 ( ) A.安培力的方向可以不垂直于直導線 B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向 C.安培力的大小與通電直導線和磁場方向的夾角無關 D.將直導線從中點折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话? 2.如圖1所示,為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況,以O點(圖中白點)為坐標原點,沿z軸正方向磁感應強度B大小的變化最有可能為( ) 圖1 圖2 3.(多選)有兩根長直導線a、b互相平行放置,如圖3所示為垂直于導線的截面圖。在圖中所示的平面內,O點為兩根導線連線的中點,M、N為兩根導線附近的兩點,它們在兩導線連線的中垂線上,且與O點的距離相等。若兩導線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,則關于線段MN上各點的磁感應強度的說法中正確的是( ) 圖3 A.M點和N點的磁感應強度大小相等,方向相同 B.M點和N點的磁感應強度大小相等,方向相反 C.在線段MN上各點的磁感應強度都不可能為零 D.在線段MN上只有一點的磁感應強度為零 4.(多選)如圖4所示,在xOy平面內有兩根平行于y軸水平放置的長直導線,通有沿y軸正方向、大小相同的電流I,兩導線關于y軸對稱,P為x軸上一點,Q為z 軸上一點,下列說法正確的是( ) 圖4 A.O點處的磁感應強度為零 B.P、Q兩點處的磁感應強度方向垂直 C.P、Q兩點處的磁感應強度方向平行 D.正電荷從O點沿z軸向上運動不受洛倫茲力作用 對點訓練:安培力作用下導體的運動 5.(xx廣東汕頭質檢)如圖5,兩個圓形線圈P和Q,懸掛在光滑絕緣桿上,通以方向相同的電流,若I1>I2,P、Q受到安培力大小分別為F1和F2,則P和Q( ) 圖5 A.相互吸引,F(xiàn)1>F2 B.相互排斥,F(xiàn)1>F2 C.相互排斥,F(xiàn)1=F2 D.相互吸引,F(xiàn)1=F2 6.(xx蘭州模擬)如圖6所示,均勻繞制的螺線管水平放置,在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導線A,A與螺線管垂直。A導線中的電流方向垂直紙面向里,開關S閉合,A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是( ) 圖6 A.水平向左 B.水平向右 C.豎直向下 D.豎直向上 7.(xx江門三調)如圖7所示,帶負電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉,在環(huán)左側軸線上的小磁針最后靜止時( ) 圖7 A.N極豎直向上 B.N極豎直向下 C.N極沿軸線向左 D.N極沿軸線向右 8.(xx汕頭模擬)如圖8是磁電式電流表的結構,蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布,線圈中a、b兩條導線長均為l,通以圖示方向的電流I,兩條導線所在處的磁感應強度大小均為B。則( ) 圖8 A.該磁場是勻強磁場 B.線圈平面總與磁場方向垂直 C.線圈將逆時針轉動 D.a、b導線受到的安培力大小總為BIl 9.(xx廣東深圳南山期末)指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當指南針靜止時,其N極指向如圖虛線(南北向)所示,若某一條件下該指南針靜止時N極指向如圖9實線(N極東偏北向)所示。則以下判斷正確的是( ) 圖9 A.可能在指南針上面有一導線東西放置,通有東向西的電流 B.可能在指南針上面有一導線東西放置,通有西向東的電流 C.可能在指南針上面有一導線南北放置,通有北向南的電流 D.可能在指南針上面有一導線南北放置,通有南向北的電流 10.(xx天津高考)如圖10所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛,處于豎直向上的勻強磁場中,棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ,如果僅改變下列某一個條件,θ角的相應變化情況是( ) 圖10 A.棒中的電流變大,θ角變大 B.兩懸線等長變短,θ角變小 C.金屬棒質量變大,θ角變大 D.磁感應強度變大,θ角變小 11.(多選)如圖11所示,兩根光滑金屬導軌平行放置,導軌所在平面與水平面間的夾角為θ。質量為m、長為L的金屬桿ab垂直導軌放置,整個裝置處于垂直ab方向的勻強磁場中,當金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時,金屬桿ab保持靜止。則磁感應強度的方向和大小可能為( ) 圖11 A.豎直向上,mgtan θ/(IL) B.平行導軌向上,mgcos θ/(IL) C.水平向右,mg/(IL) D.水平向左,mg/(IL) 12.(多選)(xx廣東廣州三模)如圖12所示,質量為m、長度為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O′,并處于勻強磁場中,當導線中通以沿x正方向的電流I,且導線保持靜止時懸線與豎直方向夾角為θ。磁感應強度方向和大小可能為( ) 圖12 A.z正向,tan θ B.y正向, C.z負向,tan θ D.沿懸線向上,sin θ 13.(xx江蘇泰州模擬)如圖13所示,在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4 m、質量為610-2 kg的通電直導線,電流大小I=1 A,方向垂直于紙面向外,導線用平行于斜面的輕繩拴住不動,整個裝置放在磁感應強度每秒增加0.4 T、方向豎直向上的磁場中。設t=0時,B=0,則需要多長時間,斜面對導線的支持力為零?(g取10 m/s2) 圖13 答 案 1.選B 根據左手定則可知:安培力的方向垂直于電流I和磁場B確定的平面,即安培力的方向既垂直于B又垂直于I,A錯誤,B正確;當電流I的方向平行于磁場B的方向時,直導線受到的安培力為零,當電流I的方向垂直于磁場B的方向時,直導線受到的安培力最大,可見,安培力的大小與通電直導線和磁場方向的夾角有關,C錯誤;如圖所示,電流I和磁場B垂直,直導線受到的安培力F=BIL,將直導線從中點折成直角,分段研究導線受到的安培力,電流I和磁場B垂直,根據平行四邊形定則可得,導線受到的安培力的合力為F′=BIL,D錯誤。 2.選C 根據磁感線的疏密表示磁感應強度的大小可知,以O點(圖中白點)為坐標原點,沿z軸正方向磁感應強度B大小的變化最有可能為圖C。 3.選BD 兩根導線分別在M點和N點產生的磁感應強度大小相等,方向如圖所示,分析得θ1=θ2=θ3=θ4,矢量相加可知M點、N點的磁感應強度大小相等,方向相反,選項B正確;線段MN中點O的磁感應強度為零,選項D正確。 4.選AB 根據右手螺旋定則可判斷兩導線所產生的磁場方向,再利用矢量合成法則可判斷O點處磁感應強度為零,P點處磁感應強度方向沿z軸正方向,Q點處磁感應強度方向沿x軸負方向,故A、B正確,C錯誤。在z軸上,z>0范圍內各點磁感應強度方向均沿x軸負方向,正電荷運動時受洛倫茲力作用,D錯誤。 5.選D 由于P、Q通以同向電流,據“同向電流相吸,異向電流相斥”可知,P、Q是相互吸引的,P、Q之間的相互吸引力遵循牛頓第三定律,總是等大、反向。 6.選D 先根據安培定則判斷通電螺線管在A處的磁場方向為水平向左,再根據左手定則可判斷A受力的方向為豎直向上。 7.選C 帶負電的金屬環(huán)勻速旋轉,可等效為反向的電流,根據安培定則,在環(huán)內形成水平向左的磁場,故小磁針靜止時N極沿軸線向左,選項C正確,選項A、B、D錯誤。 8.選D 勻強磁場的磁感應強度應大小處處相等,方向處處相同,由圖可知,選項A錯誤;在圖示的位置,a受向上的安培力,b受向下的安培力,線圈順時針轉動,選項C錯誤;易知選項B錯誤;由于磁感應強度大小不變,電流大小不變,則安培力大小始終為BIl,選項D正確。 9.選C 若某一條件下該指南針靜止時N極指向如題圖實線(N極東偏北向)所示,則有一指向東的磁場,由安培定則,可能在指南針上面有一導線南北放置,通有北向南的電流,C正確。 10.選A 棒中電流變大,金屬棒所受安培力變大,θ角變大,選項A正確;兩懸線等長變短,θ角不變,選項B錯誤;金屬棒質量變大,θ角變小,選項C錯誤;磁感應強度變大,金屬棒所受安培力變大,θ角變大,選項D錯誤。 11.選AD 若磁場方向豎直向上,則金屬桿受重力、支持力和水平向右的安培力,這三個力可以平衡,平衡時有BIL-mgtan θ=0,解得B=,A正確;磁場方向平行導軌向上時,安培力方向垂直導軌平面向下,它與重力和支持力不可能平衡,B錯誤;當磁場方向水平向右時,安培力豎直向下,它與重力和支持力不可能平衡,C錯誤;當磁場方向水平向左時,安培力方向豎直向上,當它與重力相等時,支持力為零,金屬棒可以處于平衡狀態(tài),此時有BIL-mg=0,解得B=,D正確。 12.選BC 本題要注意在受力分析時把立體圖變成側視平面圖,然后通過平衡狀態(tài)的受力分析來確定B的方向和大小。若B沿z正向,則從O向O′看,導線受到的安培力F=ILB,方向水平向左,如圖甲所示,導線無法平衡,A錯誤。 若B沿y正向,導線受到的安培力豎直向上,如圖乙所示。當FT=0,且滿足ILB=mg,即B=時,導線可以平衡,B正確。 若B沿z負向,導線受到的安培力水平向右,如圖丙所示。若滿足FTsin θ=ILB,F(xiàn)Tcos θ=mg,即B=,導線可以平衡,C正確。 若B沿懸線向上,導線受到的安培力垂直于導線指向左下方,如圖丁所示,導線無法平衡,D錯誤。 13.解析:斜面對導線的支持力為零時導線的受力如圖所示。 由平衡條件得 FTcos 37=F FTsin 37=mg 兩式聯(lián)立解得F==0.8 N 由F=BIL得B==2 T 由題意知,B與t的變化關系為B=0.4t 代入數據得t=5 s 答案:5 s- 配套講稿:
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