2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 第1講 磁場的描述及磁場對電流的作用 新人教版.doc

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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 第1講 磁場的描述及磁場對電流的作用 新人教版 1．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法中正確的是(　　)． A．磁場中某點(diǎn)B的大小，與放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān) B．磁場中某點(diǎn)B的方向，與放在該點(diǎn)的試探電流元所受磁場力方向一致 C．在磁場中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場力作用時(shí)，該點(diǎn)B值大小為零 D．在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 解析　磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的屬性，在磁場中某處為一恒量，其大小可由B＝計(jì)算，但與試探電流元的F、I、L的情況無關(guān)；B的方向規(guī)定為小磁針N極所受磁場力的方向，與放在該處的電流元受力方向并不一致；當(dāng)試探電流元的方向與磁場方向平行時(shí)，雖磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，但電流元所受磁場力卻為零；在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大． 答案　D 2．如圖4所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的右邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過線圈的磁通量為(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　　 圖4 A. B. C．BL2 D．NBL2 解析　穿過線圈的磁通量Φ＝BS＝BL2，故A正確． 答案　A 3．某同學(xué)在做“探究通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場”實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在水平實(shí)驗(yàn)臺上放置一枚小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指北，然后他把一直導(dǎo)線沿南北方向置于小磁針正上方，并通入電流強(qiáng)度為I的恒定電流，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極指向?yàn)楸逼?0，他通過查閱資料知當(dāng)?shù)氐牡卮艌龃鸥袘?yīng)強(qiáng)度的水平分量為B，則通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在小磁針?biāo)谔幍拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度和通入的電流方向?yàn)?　　)． A．2B　由南向北 B.B　由南向北 C．2B　由北向南 D.B　由北向南 解析　由題意可知，導(dǎo)線在小磁針處產(chǎn)生的磁場方向指向正西，由矢量合成可得，電流在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，由安培定則可知電流方向由南向北，故B選項(xiàng)正確． 答案　B 4．三根平行的長直通電導(dǎo)線，分別通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直，如圖所示．現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則下列說法中正確的有(　　) 圖3 A．O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B B．O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B C．O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為90 D．O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為arctan 2 解析 先根據(jù)安培定則確定每根通電導(dǎo)線在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，再根據(jù)矢量合成法則求出結(jié)果．根據(jù)安培定則，I1與I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B3方向相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示，故O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0＝＝B，A錯(cuò)誤、B正確；由幾何關(guān)系可知O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與斜邊夾角為arctan 2，C錯(cuò)誤、D正確． 答案 BD 5．有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖6所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是(　　)． 圖6 A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零 D．在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 解析　兩根導(dǎo)線分別在M點(diǎn)和N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，所以M點(diǎn)、N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項(xiàng)B正確；線段MN中點(diǎn)O的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)D正確． 答案　BD 6．在勻強(qiáng)磁場中某處P放一個(gè)長度為L＝20 cm，通電電流I＝0.5 A的直導(dǎo)線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0 N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場中撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為 (　　)． A．零 B．10 T，方向豎直向上 C．0.1 T，方向豎直向上 D．10 T，方向肯定不是豎直向上 解析　由公式B＝可知，把數(shù)值代入可以得到B＝10 T，公式中L是與B垂直的，所以P處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向肯定不是豎直向上的． 答案　D 7．如圖7所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力(　　) 圖7 A．方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB B．方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB C．方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB D．方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB 解析 安培力的合力F＝BIad＝BI(abcos 45＋bc＋cdcos 45)＝(＋1)BIL，故A正確． 答案 A 8．如圖8所示，蹄形磁鐵用懸線懸于O點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動情況將是(　　)． 圖8 A．靜止不動 B．向紙外平動 C．N極向紙外、S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動 D．N極向紙內(nèi)、S極向紙外轉(zhuǎn)動 解析　畫出導(dǎo)線所在位置的磁感線分布情況，如圖所示，導(dǎo)線左邊與右邊的磁場方向不同，故把導(dǎo)線分為左右兩部分．由左手定則可知左邊的導(dǎo)線受到向紙內(nèi)的作用力，右邊的導(dǎo)線受到向紙外的作用力，所以導(dǎo)線左邊向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動，右邊向紙外轉(zhuǎn)動，若導(dǎo)線固定，蹄形磁鐵可以自由轉(zhuǎn)動，磁鐵的轉(zhuǎn)動方向與導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動方向相反，所以蹄形磁鐵的N極向紙外轉(zhuǎn)動，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動，C項(xiàng)正確． 答案　C 9．電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖9所示，利用這種裝置可以把質(zhì)量為m＝2.0 g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到6 km/s，若這種裝置的軌道寬為d＝2 m，長L＝100 m，電流I＝10 A，軌道摩擦不計(jì)且金屬桿EF與軌道始終接觸良好，則下列有關(guān)軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場力的最大功率結(jié)果正確的是 (　　)． 圖8 A．B＝18 T，Pm＝1.08108 W B．B＝0.6 T，Pm＝7.2104 W C．B＝0.6 T，Pm＝3.6106 W D．B＝18 T，Pm＝2.16106 W 解析　通電金屬桿在磁場中受安培力的作用而對彈體加速，由功能關(guān)系得BIdL＝mv，代入數(shù)值解得B＝18 T；當(dāng)速度最大時(shí)磁場力的功率也最大，即Pm＝BIdvm，代入數(shù)值得Pm＝2.16106 W，故D項(xiàng)正確． 答案　D圖8--1-20 9．電磁軌道炮工作原理如圖所示．待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸．電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回．軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強(qiáng)磁場)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比．通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出．現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是(　　) 圖10 A．只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍 B．只將電流I增加至原來的2倍 C．只將彈體質(zhì)量減至原來的一半 D．將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變 解析：設(shè)軌道長度為L，彈體質(zhì)量為m，電流為I，軌道寬度為d，發(fā)射速度為v，此時(shí)B＝kI，根據(jù)動能定理，kIIdL＝mv2.解得v＝I，由此可確定，B、D正確． 答案：BD 11．如圖1所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并 處于勻強(qiáng)磁場中．導(dǎo)線中通以沿x軸正方向的電流I，懸線與豎直方向的夾角為 θ，且導(dǎo)線保持靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小可能為(　　)． 圖11 A．z軸正向，tan θ B．y軸正向， C．z軸負(fù)向，tan θ D．沿懸線向上，sin θ 解析　當(dāng)勻強(qiáng)磁場的方向沿y軸正方向時(shí)，由左手定則判斷可知，安培力方向豎直向上，則BIL＝mg，解得B＝；當(dāng)勻強(qiáng)磁場的方向沿z軸負(fù)方向時(shí)，由左手定則判斷可知，安培力沿水平方向，逆著電流方向看，受力如圖所 示，其中安培力F安＝BIL，則BIL＝mgtan θ，解得B＝tan θ. 答案　BC 12．如圖2所示，在傾角為θ＝30的斜面上，固定一寬L＝0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動變阻器R.電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))．金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求： 圖12 (1)金屬棒所受到的安培力的大?。? (2)通過金屬棒的電流的大小． (3)滑動變阻器R接入電路中的阻值． 解析　(1)金屬棒靜止在金屬導(dǎo)軌上受力平衡，如圖所示 F安＝mgsin 30，代入數(shù)據(jù)得F安＝0.1 N. (2)由F安＝BIL得I＝＝0.5 A. (3)設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為R0，根據(jù)閉合電路歐姆定律得： E＝I(R0＋r) 解得R0＝－r＝23 Ω. 答案　(1)0.1 N　(2)0.5 A　(3)23 Ω