2020屆高三物理一輪復習 第九章 第1講 磁場的描述 磁場對電流的作用課時作業(yè)（含解析）

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1、磁場的描述 磁場對電流的作用 1．(2017·高考上海卷)如圖，一導體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間．電鍵閉合后導體棒受到的安培力方向(　　) A．向上　　　　 B．向下 C．向左 D．向右 解析：根據(jù)圖中的電流方向，由安培定則知U形鐵芯下端為N極，上端為S極，ab中的電流方向由a→b，由左手定則可知導體棒受到的安培力方向向右，選項D正確． 答案：D 2．(2019·湖南師大附中月考)如圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導線a和b，放置在與導線所在平面垂直的勻強磁場中．當a導線通有電流大小為I、b導線通有電流大小為2I，且電流方向相反時，a導線受到的磁場力大小為F1

2、，b導線受到的磁場力大小為F2，則a通電導線的電流在b導線處產(chǎn)生的磁感應強度大小為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 解析：a、b導線中電流方向相反，兩導線之間的磁場力為斥力，設大小為F，對a有F1＝F＋BIL，對b有F2＝F＋2BIL，解得F＝2F1－F2，對于導線b，F(xiàn)＝2F1－F2＝B′·2IL，解得B′＝，故C正確． 答案：C 3．(2019·河南六市聯(lián)考)如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導軌，相距L＝1 m．P、M間接有一個電動勢為E＝6 V、內(nèi)阻不計的電源和一只滑動變阻器，導體棒ab跨放在導軌上并與導軌接觸良好，棒的質(zhì)量為m＝0.2 kg，棒

3、的中點用細繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量M＝0.4 kg.棒與導軌的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計，g取10 m/s2)，勻強磁場的磁感應強度B＝2 T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是(　　) A．2 Ω B.2.5 Ω C．3 Ω D．4 Ω 解析：對棒受力分析可知，其必受繩的拉力FT＝Mg和安培力F安＝BIL＝.若摩擦力向左，且滿足＋μmg＝Mg，代入數(shù)據(jù)解得R1＝4 Ω；若摩擦力向右，且滿足－μmg＝Mg，代入數(shù)據(jù)解得R2＝2.4 Ω，所以R的取值范圍為2.4 Ω≤R≤4 Ω，則選A.

4、答案：A 4．通有電流的導線L1、L2、L3、L4處在同一平面(紙面)內(nèi)，放置方式及電流方向如圖甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可繞垂直紙面的中心軸O轉動，則下列描述正確的是(　　) A．L2繞軸O按順時針轉動 B．L2繞軸O按逆時針轉動 C．L4繞軸O按順時針轉動 D．L4繞軸O按逆時針轉動 解析：題圖甲中由右手螺旋定則可知，導線L1上方磁場垂直紙面向外，且離導線L1的距離越近，磁場越強，導線L2上每一小部分受到的安培力方向水平向右，但軸O下方導線所受安培力較大，所以L2繞軸O按逆時針轉動，A錯，B對；題圖乙中軸O上方導線L4所受安培力向右，軸O下方導線L4所受

5、安培力向左，即L4繞軸O按順時針轉動，C對，D錯． 答案：BC 5．(多選)如圖所示，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細導體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x.當兩細棒中均通以電流為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度的說法正確的是(　　) A．方向豎直向上 B．大小為 C．要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應強度，可使b上移 D．若使b下移，a將不能保持靜止 解析：由安培定則可知b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度方向應豎直向上，A正確．

6、a的受力如圖甲所示． tan 45°＝＝，所以B＝，B錯誤．b無論上移還是下移，b在a處的磁感應強度均減小，若上移，a的受力如圖乙所示．上移過程中FN逐漸減小，F(xiàn)安先減小后增大，兩個力的合力等于mg，可見b適當上移，a仍能保持靜止，故C正確．若使b下移，導體棒中的安培力減小，根據(jù)受力平衡條件，當a受的安培力方向順時針轉動時，只有變大才能保持平衡，故a將不能保持靜止，D正確． 答案：ACD 6．(多選)(2017·高考全國卷Ⅰ)如圖，三根相互平行的固定長直導線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．下列說法正確的是(　　) A．L1所

7、受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直 B．L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直 C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶ D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為∶∶1 解析：由安培定則可判斷出L2在L1處產(chǎn)生的磁場(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(B31)方向垂直L1和L3的連線指向右下方，根據(jù)磁場疊加原理，L3和L2在L1處產(chǎn)生的合磁場(B合1)方向如圖a所示，根據(jù)左手定則可判斷出L1所受磁場作用力的方向與L2和L3的連線平行，選項A錯誤；同理，如圖b所示，可判斷出L3所受磁場(B合3)作用力的

8、方向(豎直向上)與L1、L2所在的平面垂直，選項B正確；同理，L2處的磁場方向如圖c所示．設一根長直導線在另一根導線處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B，根據(jù)幾何知識可知，B合1＝B，B合2＝B，B合3＝B，由安培力公式可知，L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小與該處的磁感應強度大小成正比，所以L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1∶1∶，選項C正確，D錯誤． 答案：BC 7．(多選)(2019·山西太原模擬)一金屬條放置在相距為d的兩金屬軌道上，如圖所示．現(xiàn)讓金屬條以v0的初速度從AA′進入水平軌道，再由CC′進入半徑為r的豎直圓軌道，金屬條到達豎直圓軌道最高點的速

9、度大小為v，完成圓周運動后，再回到水平軌道上，整個軌道除圓軌道光滑外，其余均粗糙，運動過程中金屬條始終與軌道垂直且接觸良好．已知由外電路控制流過金屬條的電流大小始終為I，方向如圖中所示，整個軌道處于水平向右的勻強磁場中，磁感應強度為B，A、C間的距離為L，金屬條恰好能完成豎直面內(nèi)的圓周運動．重力加速度為g，則由題中信息可以求出(　　) A．金屬條的質(zhì)量 B．金屬條在磁場中運動時所受的安培力的大小和方向 C．金屬條運動到DD′時的瞬時速度 D．金屬條與水平粗糙軌道間的動摩擦因數(shù) 解析：在圓軌道最高點，由牛頓第二定律，有BId＋mg＝m，所以選項A正確；由題中信息可求出金屬條在磁場

10、中運動時所受的安培力的大小和方向，選項B正確；由于不知道CD間距，故不能求出金屬條運動到DD′時的瞬時速度，所以選項C錯誤；由動能定理得－(mg＋BId)·2r－μ(mg＋BId)·L＝mv2－mv02，所以選項D正確． 答案：ABD 8．如圖所示，兩平行導軌ab、cd豎直放置在勻強磁場中，勻強磁場方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導軌上，使其水平且始終與導軌保持良好接觸．現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I，同時釋放金屬棒PQ使其運動．已知電流I隨時間變化的關系為I＝kt(k為常數(shù)，k>0)，金屬棒PQ與導軌間的動摩擦因數(shù)一定．以豎直向下為正方向，則下面關于金屬棒PQ的速度v、加速度a隨時間變化的關系圖象中，可能正確的是(　　) 解析：因為開始時金屬棒PQ加速度方向向下，與速度方向相同，做加速運動，加速度逐漸減小，即做加速度逐漸減小的變加速運動，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動，故A錯誤，B正確；根據(jù)牛頓第二定律得，金屬棒PQ的加速度a＝，F(xiàn)f＝μFN＝μFA＝μBIL＝μBLkt，聯(lián)立解得加速度a＝g－，與時間成線性關系，故C錯誤；t＝0時刻無電流，無安培力，只有重力，加速度豎直向下，為正值，故D錯誤． 答案：B 6