2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練26 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用（含解析）.doc

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磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用 小題狂練 小題是基礎(chǔ)　練小題　提分快 1.[2019上海市黃埔模擬]關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．磁感線是實(shí)際存在于磁場(chǎng)中的線 B．磁感線是一條條不閉合的曲線 C．磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況 D．磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致 答案：D 解析：磁感線是為了描述磁場(chǎng)而引入的，它并不客觀存在，故A錯(cuò)誤．在磁體的內(nèi)部，磁感線從磁體的S極出發(fā)到N極；而外部則是從磁體的N極出發(fā)回到S極，構(gòu)成閉合曲線，故B錯(cuò)誤．若兩條磁感線可以相交，則交點(diǎn)處就可以作出兩磁感線的方向，即該點(diǎn)磁場(chǎng)方向就會(huì)有兩個(gè)，這與理論相矛盾，因此磁感線不能相交，故C錯(cuò)誤．磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，故D正確． 2．[2019湖北省葛洲壩中學(xué)摸底]下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是(　　) A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)線放在該處時(shí)所受的力的方向 B．小磁針N極的受力方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 C．把長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流為I的電流元放入磁場(chǎng)中的A點(diǎn)，電流元在A點(diǎn)受到的力為F，則A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝ D．由B＝可知，磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定與電流元所受的力F成正比 答案：B 解析：根據(jù)左手定則，某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受的力的方向垂直，故A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中某點(diǎn)的小磁針，靜止時(shí)N極的指向就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，故B正確；當(dāng)一長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流為I的電流元在磁場(chǎng)中某一位置所受的力為F，當(dāng)B與I垂直時(shí)可以利用公式B＝求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，若B與I不垂直時(shí)，則不能用此公式計(jì)算，故C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，是反應(yīng)磁場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，與定義式B＝里面的量F、I、L無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤． 3. [2019內(nèi)蒙古赤峰二中診斷]如圖所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過(guò)金屬框的磁通量變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2則(　　) A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．不能判斷 答案：C 解析：設(shè)在位置Ⅰ時(shí)磁通量大小為ΦⅠ，在位置Ⅱ時(shí)磁通量大小為ΦⅡ，第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿過(guò)金屬框的磁感線方向沒(méi)有改變，磁通量變化量大小ΔΦ1＝ΦⅠ－ΦⅡ；第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，穿過(guò)金屬框的磁感線的方向發(fā)生改變，磁通量變化量大小ΔΦ2＝ΦⅠ＋ΦⅡ，所以ΔΦ1<ΔΦ2，選項(xiàng)C正確． 4．[2019云南省玉溪一中考試]如圖所示，a、b是兩根垂直紙面的通有等值電流的直導(dǎo)線，兩導(dǎo)線外有一點(diǎn)P，P點(diǎn)到a、b距離相等，要使P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右，則a、b中電流的方向?yàn)?　　) A．都垂直紙面向外 B．都垂直紙面向里 C．a(chǎn)中電流方向垂直紙面向外，b中垂直紙面向里 D．a(chǎn)中電流方向垂直紙面向里，b中垂直紙面向外 答案：C 解析：若a、b中電流方向均垂直紙面向外，根據(jù)安培定則判斷可知：a在P處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于aP連線向上，b在P處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向垂直于bP連線向上，根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，故A錯(cuò)誤；若a、b中電流方向均垂直紙面向里，同理可知，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下，故B錯(cuò)誤；若a中電流方向垂直紙面向外，b中垂直紙面向里，同理可知，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右，故C正確；若a中電流方向垂直紙面向里，b中垂直紙面向外，同理可知，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，故D錯(cuò)誤． 5. [2019河北省五個(gè)一聯(lián)盟模擬](多選)已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周?chē)臻g中某點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝k，其中k為常量、I為直導(dǎo)線中的電流、r為該點(diǎn)到長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離．如圖所示，a、b兩通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在圓心為O的圓上同一直徑的兩端，兩直導(dǎo)線中的電流大小相等，a中電流方向垂直圓所在平面向里，b中電流方向垂直圓所在平面向外，此時(shí)圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于ab連線向上 B．若在圓心處放置一垂直于紙面向里的通電直導(dǎo)線c，則此時(shí)c受到的安培力方向平行于ab指向a C．若只將直導(dǎo)線b沿圓周繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)120，其他條件不變，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽 D．若只將直導(dǎo)線b沿圓周繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90，其他條件不變，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽 答案：BC 解析：兩直導(dǎo)線中電流大小相等，到圓心O的距離相等，由安培定則可知，兩直導(dǎo)線中電流在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，設(shè)其中一根直導(dǎo)線在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則B＝2B0，方向垂直于ab連線向下，故A錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則，通電直導(dǎo)線c受到的安培力方向平行于ab指向a，故B正確；將直導(dǎo)線b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120，且其他條件不變，由安培定則可知，a、b兩直導(dǎo)線中電流在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，夾角為120，合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1＝B0＝，故C正確；將直導(dǎo)線b沿圓周繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90，兩根直導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的兩個(gè)磁場(chǎng)的方向相互垂直，所以B2＝B0＝B，故D錯(cuò)誤． 6．[2019河北省承德二中檢測(cè)](多選)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向平行P與Q連線向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩長(zhǎng)直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B0.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．兩電流在a處產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3B0 B．P在a點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0 C．若在a點(diǎn)處垂直紙面放一長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流為I的導(dǎo)線，則該導(dǎo)線所受的安培力大小一定為B0IL D．若使P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0 答案：BD 解析：因a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B0，而外界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則P、Q在a處產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，故A錯(cuò)誤；由于兩電流在a處產(chǎn)生的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，如圖1所示，P在a點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與Q在a點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向夾角為60，設(shè)P、Q在a點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為BP、BQ，根據(jù)矢量的合成法則，則有：2BPcos30＝B0，解得：BP＝BQ＝＝B0，故B正確；若在a點(diǎn)處垂直紙面放一長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流為I的導(dǎo)線，則該導(dǎo)線所受的安培力大小為F＝BIL＝2B0IL，故C錯(cuò)誤； 若使P中的電流反向、其他條件不變，如圖2所示，則P、Q在a處的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向豎直向上，再依據(jù)矢量的合成法則，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝＝B0，故D正確． 7. [2019黑龍江省哈爾濱三中測(cè)試]如圖所示，由均勻的電阻絲組成的等邊三角形導(dǎo)體框，垂直磁場(chǎng)放置，將a、b兩點(diǎn)接入電源兩端，若電阻絲ab段受到的安培力大小為F，則此時(shí)三根電阻絲受到的安培力的合力大小為(　　) A．F B．1.5F C．2F D．3F 答案：B 解析：對(duì)ab受力分析：Fab＝BIL＝F；對(duì)acb受力分析：有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電流為ab電流的，則其受力為BIL＝F，方向豎直向上，則合力為1.5F，則B正確． 8. [2019北京昌平模擬]把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸，并使它組成如圖所示的電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后，將看到的現(xiàn)象是 (　　) A．彈簧向上收縮 B．彈簧被拉長(zhǎng) C．彈簧上下跳動(dòng) D．彈簧仍靜止不動(dòng) 答案：C 解析：當(dāng)有電流通過(guò)彈簧時(shí)，構(gòu)成彈簧的每一圈導(dǎo)線周?chē)籍a(chǎn)生了磁場(chǎng)，根據(jù)安培定則知，各圈導(dǎo)線之間都產(chǎn)生了相互吸引的作用，彈簧就縮短了，當(dāng)彈簧的下端離開(kāi)水銀面后，電路斷開(kāi)，彈簧中沒(méi)有了電流，各圈導(dǎo)線之間失去了相互吸引力，彈簧又恢復(fù)原長(zhǎng)，使得彈簧下端又與水銀面接觸，彈簧中又有了電流，開(kāi)始重復(fù)上述過(guò)程，C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 9．[2019河南省豫南九校聯(lián)考]通有恒定電流的一定長(zhǎng)度的直導(dǎo)線分別水平放置在兩足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖甲、乙所示，若將導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180，關(guān)于甲、乙兩種情況導(dǎo)線受到的安培力大小和方向變化，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．甲、乙兩種情況導(dǎo)線受到的安培力大小不變，方向一直變化 B．甲、乙兩種情況導(dǎo)線受到的安培力大小一直在變，方向不變 C．圖甲中導(dǎo)線受到的安培力大小一直在變，方向變化一次，圖乙中導(dǎo)線受到的安培力大小一直不變，方向一直在變 D．圖甲中導(dǎo)線受到的安培力大小一直在變，方向不變，圖乙中導(dǎo)線受到的安培力大小一直不變，方向一直在變 答案：C 解析：對(duì)題圖甲分析有：開(kāi)始位置導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，由左手定則可以判斷出導(dǎo)線在紙面內(nèi)，從0轉(zhuǎn)到90的過(guò)程中安培力的方向始終為垂直紙面向外，當(dāng)導(dǎo)線在紙面內(nèi)從90轉(zhuǎn)到180的過(guò)程中安培力的方向改變，變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶?，甲種情況安培力方向變化一次，安培力的大小F＝BILsinθ，其中θ為導(dǎo)線與磁場(chǎng)的夾角，導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180的過(guò)程中，θ由90逐漸減小到0，再?gòu)?逐漸增大到90，因此安培力大小從最大值(BIL)先減小，直到減為0，再增大到BIL，故甲種情況安培力大小一直在變，方向變化一次．對(duì)題圖乙分析有：導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180的過(guò)程中，由左手定則可以判斷出安培力方向一直在變化，但轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程導(dǎo)線中電流I始終與磁場(chǎng)方向垂直，故安培力大小一直不變，始終為F1＝BIL，綜合上述分析，C正確． 10．[2019湖北省七市聯(lián)考](多選)圓心為O、半徑為R的半圓的直徑兩端，分別固定有一根垂直圓平面的長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b，兩導(dǎo)線中通有大小分別為2I0和I0且方向相同的電流．已知長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝k，其中k為常量、I為導(dǎo)線中電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離．則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由a指向b B．在直徑ab上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)與b點(diǎn)距離為 C．在半圓上一定存在“磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行于直徑ab”的位置 D．在半圓上一定存在“磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿半圓切線方向”的位置 答案：BD 解析：假設(shè)導(dǎo)線a、b中電流方向均垂直于圓平面向里，且a在水平直徑左端，根據(jù)右手定則可判斷a在O點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向豎直向下，b在O點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向豎直向上，由磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝k知，a在O處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b的大，故疊加后O點(diǎn)磁場(chǎng)方向豎直向下，故A錯(cuò)誤；設(shè)在直徑ab上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0的點(diǎn)與b點(diǎn)距離為r′，k＝k，解得r′＝，所以B正確；在半圓上任取一點(diǎn)P，a在P點(diǎn)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝k，b在P點(diǎn)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝k，設(shè)該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與aP的夾角為α，則tanα＝＝，設(shè)aP與ab的夾角為β，則tanβ＝，所以tanα＝2tanβ，故B的方向不可能與ab平行，且一定存在B的方向沿半圓切線方向的位置，所以C錯(cuò)誤，D正確． 11．[2019遼寧省阜新二中模擬](多選)如圖甲所示，兩根光滑、電阻可以忽略不計(jì)的平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，垂直于平行導(dǎo)軌放置一根電阻為r的勻質(zhì)金屬棒，從t＝0時(shí)刻起，釋放金屬棒且通入如圖乙所示的電流，圖甲中所示電流方向?yàn)殡娏髡较?，金屬棒在安培力作用下水平向右運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若僅將B變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則金屬棒在0～T內(nèi)的位移將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B．若僅將Im變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則在0～T內(nèi)金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱和安培力做的功都將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍 C．若在t＝時(shí)釋放金屬棒，則金屬棒將做往復(fù)運(yùn)動(dòng) D．若僅控制金屬棒的釋放時(shí)間，則可以改變安培力在一個(gè)周期內(nèi)做的功 答案：AC 解析：依題意有F＝BIL，F(xiàn)＝ma，故前半個(gè)周期內(nèi)金屬棒的位移為x1＝at2＝，后半個(gè)周期安培力反向，金屬棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，故一個(gè)周期內(nèi)金屬棒的位移為x＝2x1＝，若僅將B變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則位移也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，A正確；若僅將Im變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由Q熱＝I2rt可知，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，由于前半個(gè)周期安培力做正功，后半個(gè)周期安培力做負(fù)功，故一個(gè)周期內(nèi)安培力做的總功為零，B錯(cuò)誤；若在t＝時(shí)釋放金屬棒，則在一個(gè)周期內(nèi)由金屬棒的受力情況可知，金屬棒將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，C正確；無(wú)論金屬棒在何時(shí)釋放，在一個(gè)周期末金屬棒的速度均為零，由動(dòng)能定理可知，安培力做的功的代數(shù)和均為零，D錯(cuò)誤． 12．[2017全國(guó)卷Ⅰ](多選)如圖，三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直 B．L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直 C．L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1：1： D．L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為：：1 答案：BC 解析：由安培定則可判斷出L2在L1處產(chǎn)生的磁場(chǎng)(B21)方向垂直L1和L2的連線豎直向上，L3在L1處產(chǎn)生的磁場(chǎng)(B31)方向垂直L1和L3的連線指向右下方，根據(jù)磁場(chǎng)疊加原理，L3和L2在L1處產(chǎn)生的合磁場(chǎng)(B合1)方向如圖1所示，根據(jù)左手定則可判斷出L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2和L3的連線平行，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理，如圖2所示，可判斷出L3所受磁場(chǎng)(B合3)作用力的方向(豎直向上)與L1、L2所在的平面垂直，選項(xiàng)B正確；同理，如圖3所示，設(shè)一根長(zhǎng)直導(dǎo)線在另一根導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，根據(jù)幾何知識(shí)可知，B合1＝B，B合2＝B，B合3＝B，由安培力公式可知，L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小與該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比，所以L1、L2、L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為1：1：，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 13．[2017全國(guó)卷Ⅱ](多選)某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示．矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸．將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方．為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，該同學(xué)應(yīng)將(　　) A．左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉 B．左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉 C．左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 D．左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉 答案：AD 解析：如果將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，則線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，每轉(zhuǎn)一周安培力驅(qū)動(dòng)一次，可保證線圈不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，A項(xiàng)正確；如果左、右轉(zhuǎn)軸上下側(cè)的絕緣漆均刮掉，不能保證線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，B項(xiàng)錯(cuò)誤；如果僅左轉(zhuǎn)軸的上側(cè)絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸的下側(cè)絕緣漆刮掉，則線圈中不可能有電流，因此線圈不可能轉(zhuǎn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；如果左轉(zhuǎn)軸上下側(cè)的絕緣漆均刮掉，右轉(zhuǎn)軸僅下側(cè)的絕緣漆刮掉效果與A項(xiàng)相同，因此D項(xiàng)正確． 14．法拉第電動(dòng)機(jī)原理如圖所示，條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心，N極向上．一根金屬桿斜插在水銀中，桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連．電源負(fù)極與金屬桿上端相連，與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中．從上往下看，金屬桿(　　) A．向左擺動(dòng) B．向右擺動(dòng) C．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 答案：D 解析：有斜向上的電流通過(guò)金屬桿，金屬桿受到安培力作用，根據(jù)左手定則判斷可知，安培力方向與金屬桿垂直，且向里，使金屬桿以磁鐵棒為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B、C錯(cuò)誤，D正確． 15. (多選)根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生作用力的原理，人們研制出一種發(fā)射炮彈的裝置——電磁炮，如圖所示，把待發(fā)炮彈放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩平行光滑導(dǎo)軌上，給導(dǎo)軌通以很大的電流，使炮彈沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng)，并以某一速度發(fā)射出去，現(xiàn)要提高電磁炮的發(fā)射速度，你認(rèn)為下列方案在理論上可行的是(　　) A．增大電流I的值 B．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值 C．增大炮彈的質(zhì)量 D．改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，使之與炮彈滑行方向平行 答案：AB 解析：由題可知，炮彈在安培力作用下沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌長(zhǎng)度為x，炮彈質(zhì)量為m，由牛頓第二定律有BIL＝ma，a＝，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v2＝2ax，則可知電磁炮的發(fā)射速度為v＝，可見(jiàn)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值、增大電流I的值，都可以提高電磁炮的發(fā)射速度，而增大炮彈質(zhì)量反而會(huì)降低炮彈的發(fā)射速度，故A、B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與炮彈前進(jìn)方向平行時(shí)，由左手定則可知，炮彈受垂直導(dǎo)軌方向的安培力，不會(huì)使炮彈加速，D錯(cuò)誤． 16．一質(zhì)量為0.06 kg、長(zhǎng)為0.1 m的金屬棒MN用兩根長(zhǎng)度均為1 m的絕緣細(xì)線懸掛于天花板的頂端，現(xiàn)在金屬棒所在的空間加一豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)在金屬棒中通有恒定的電流后，金屬棒從最低點(diǎn)向右擺動(dòng)，當(dāng)金屬棒擺到最高點(diǎn)時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為37，已知一切阻力可忽略不計(jì)，g＝10 m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.下列正確的說(shuō)法是(　　) A．金屬棒在擺動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒 B．金屬棒在擺動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能先增加后減少 C．通入金屬棒中的電流為9 A D．通入金屬棒中的電流為4 A 答案：D 解析：金屬棒的長(zhǎng)度用l表示，細(xì)線的長(zhǎng)度用R表示，則在金屬棒上升過(guò)程中，安培力做正功，機(jī)械能一直增加，A、B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知W安－W重＝0，即BIlRsin37＝mgR(1－cos37)，代入數(shù)值得I＝4 A，C錯(cuò)誤，D正確． 課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力　課時(shí)練　贏高分 一、選擇題 1．[2019浙江名校協(xié)作體聯(lián)考]如圖所示是實(shí)驗(yàn)室里用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)力的一種儀器——電流天平，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里，用電流天平測(cè)算通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，若他測(cè)得CD段導(dǎo)線長(zhǎng)度為410－2 m，天平(等臂)平衡時(shí)鉤碼重力為410－5 N，通過(guò)導(dǎo)線的電流I＝0.5 A．由此，測(cè)得通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為(　　) A．2.010－3 T方向水平向右 B．5.010－3 T方向水平向右 C．2.010－3 T方向水平向左 D．5.010－3 T方向水平向左 答案：A 解析：由安培定則知通電螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向右．由于天平平衡，則BIL＝G，B＝＝210－3 T，故A正確． 2．兩根相同的直導(dǎo)線中通有大小相同的電流，當(dāng)兩導(dǎo)線相隔一定距離垂直放置(如圖甲所示)時(shí)，兩導(dǎo)線間距的中點(diǎn)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；當(dāng)兩導(dǎo)線平行放置(如圖乙所示)時(shí)，間距與垂直放置時(shí)相同，電流方向相反，則兩導(dǎo)線間距的中點(diǎn)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　) A.B B．2B C．B D.B 答案：A 解析：當(dāng)兩導(dǎo)線垂直放置時(shí)，兩導(dǎo)線在間距中點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，設(shè)每根導(dǎo)線在間距中點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則有B＝B0，當(dāng)兩導(dǎo)線平行放置且電流方向相反時(shí)，兩導(dǎo)線在間距中點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相同，則兩導(dǎo)線間距中點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1＝2B0＝B，A正確． 3．[2019廣西南寧二中等三校聯(lián)考]磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(　　) A．同一通電導(dǎo)線放在a處受到的磁場(chǎng)力一定比放在b處受到的磁場(chǎng)力大 B．同一通電導(dǎo)線放在a處受到的磁場(chǎng)力一定比放在b處受到的磁場(chǎng)力小 C．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＜Bb D．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＞Bb 答案：C 解析：a處的磁感線比b處稀疏，則a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的小，所以Baxa>xb>xc C．xa>x0＝xb>xc D．xa>xb>xc>x0 答案：C 解析： 由于條形磁鐵外部的磁感線是從N極出發(fā)到S極，所以可畫(huà)出磁鐵在a處的一條磁感線，其方向是斜向左下方的，如圖所示，由左手定則可判斷導(dǎo)線在a點(diǎn)受斜向右下方的安培力Fa，由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力Fa′的方向是斜向左上方，F(xiàn)a′有沿斜面向下的分力，該分力使得彈簧彈力增大，所以彈簧的伸長(zhǎng)量增大；同理可知導(dǎo)線在b點(diǎn)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量不變；同理可知導(dǎo)線在c點(diǎn)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量減小，則xa>x0＝xb>xc，C正確． 9. 如圖所示，質(zhì)量m＝0.5 kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37、寬度L＝1 m的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi))．右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝8 V、內(nèi)阻r＝1 Ω，額定功率為8 W、額定電壓為4 V的電動(dòng)機(jī)M正常工作．取sin37＝0.6，cos37＝0.8，重力加速度大小g＝10 m/s2，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　) A．2 T B．1.73 T C．1.5 T D．1 T 答案：C 解析：電動(dòng)機(jī)M正常工作時(shí)的電流I1＝＝2 A，電源內(nèi)阻上的電壓U′＝E－U＝8 V－4 V＝4 V，根據(jù)歐姆定律得干路中的電流I＝＝4 A，通過(guò)導(dǎo)體棒的電流I2＝I－I1＝2 A，導(dǎo)體棒受力平衡，有BI2L＝mgsin37，得B＝1.5 T，只有選項(xiàng)C正確． 10. 如圖所示，兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上，使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I，同時(shí)釋放金屬棒PQ使其運(yùn)動(dòng)．已知電流I隨時(shí)間變化的關(guān)系為I＝kt(k為常數(shù)，k＞0)，金屬棒PQ與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定．以豎直向下為正方向，則下面關(guān)于金屬棒PQ的速度v、加速度a隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象中，可能正確的是(　　) 答案：B 解析：因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)金屬棒PQ加速度方向向下，與速度方向相同，做加速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，即做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，然后加速度方向向上，加速度逐漸增大，做加速度逐漸增大的變減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤、B正確；根據(jù)牛頓第二定律得，金屬棒PQ的加速度a＝，f＝μN(yùn)＝μFA＝μBIL＝μBLkt，聯(lián)立解得加速度a＝g－，與時(shí)間成線性關(guān)系，故C錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻無(wú)電流，無(wú)安培力，只有重力，加速度豎直向下，為正值，故D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 11．[2019山東日照模擬]如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌ab、cd相距L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡．整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN從圖示位置由靜止開(kāi)始釋放，金屬棒下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光．求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小． 答案： 解析：設(shè)小燈泡的額定電流為I0，有P＝IR. 由題意可知，金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的某時(shí)刻后小燈泡正常發(fā)光，則流經(jīng)金屬棒MN的電流I＝2I0， 此時(shí)金屬棒MN的重力沿著導(dǎo)軌向下的分力與安培力和摩擦力平衡，速度達(dá)到最大，則 mgsinθ＝μmgcosθ＋BIL， 聯(lián)立以上各式解得B＝. 12．[2019山東濟(jì)南聯(lián)考]如圖所示，長(zhǎng)度L＝25 cm、電阻R1＝3 Ω的金屬滑桿ab的中點(diǎn)連著一勁度系數(shù)k＝50 N/m的輕質(zhì)彈簧(彈簧另一端固定，與滑桿垂直且在同一水平面內(nèi))，垂直地放置在兩根電阻不計(jì)、互相平行、寬度為25 cm的光滑導(dǎo)軌上，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面，磁場(chǎng)方向如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，定值電阻R2＝2 Ω，閉合開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)定后彈簧伸長(zhǎng)Δx＝4 cm，求： (1)穩(wěn)定后滑桿ab所受安培力的大小F； (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B. 答案：(1)2 N　(2)4 T 解析：(1)穩(wěn)定時(shí)彈簧彈力大小為 F彈＝kΔx， 由平衡條件有F＝F彈， 解得F＝2 N. (2)由閉合電路歐姆定律有I＝＝ A＝2A， 又F＝BIL， 解得B＝＝ T＝4 T.