2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第9章 第1課時(shí) 磁場的描述 磁場對電流的作用課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、2022年高考物理總復(fù)習(xí) 第9章 第1課時(shí) 磁場的描述 磁場對電流的作用課時(shí)作業(yè)（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說法中正確的是(　　) A．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度定義B＝，磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比，與I成反比 B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B是標(biāo)量，沒有方向 C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，方向與F的方向相反 D．在確定的磁場中，同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是確定的，不同點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能不同，磁感線密集的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大些，磁感線稀疏的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B小些 【答案】D 【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的性質(zhì)，與放入磁場中的電流或受力大小F無關(guān)，A錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，其方向與

2、F總是垂直的，電流方向與F也總是垂直的，B、C錯(cuò)誤；在確定的磁場中，同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是確定的，由磁場本身決定，與其他外在的一切因素?zé)o關(guān)，用磁感線的疏密程度表示磁場的強(qiáng)弱，D正確． 2．(xx·潮州模擬)在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖1所示．過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向(　　) 圖1 A．與ab邊平行，豎直向上 B．與ab邊平行，豎直向下 C．與ab邊垂直，指向左邊 D．與ab邊垂直，指向右邊 【答案】C 【解析】a處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B1的方向垂直于ac連線向左下方，b處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B2的方

3、向垂直于bc連線向右下方．B1和B2的合磁場B的方向豎直向下．由左手定則可判斷出過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向與ab邊垂直，指向左邊．C正確． 3．(xx·惠州三模)如圖2所示，磁場方向豎直向下，通電直導(dǎo)線ab由水平位置1繞a點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)到位置2，通電導(dǎo)線所受安培力是(　　) 圖2 A．?dāng)?shù)值變大，方向不變 B．?dāng)?shù)值變小，方向不變 C．?dāng)?shù)值不變，方向改變 D．?dāng)?shù)值和方向均改變 【答案】B 4．(xx·長沙月考)通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(O為L2的中心)，各自的電流方向如圖3所示．下列哪種情況將會發(fā)生(　　)

4、 圖3 A．因L2不受磁場力的作用，故L2不動 B．因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡，故L2不動 C．L2繞軸O按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動 D．L2繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動 【答案】D 【解析】由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1的上方的磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓译x導(dǎo)線L1的距離越遠(yuǎn)的地方，磁場越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，D選項(xiàng)正確． 5.如圖4所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab＝bc＝cd＝L，長度為L的電阻絲電阻為r，框架與一電動勢為E，內(nèi)阻為r的

5、電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則框架受到的安培力的合力大小為(　　) 圖4 A．0 B． C. D． 【答案】C 【解析】總電阻R＝＋r＝r總電流I＝＝，梯形框架受到的安培力等效為I通過ad邊時(shí)受到的安培力，故F＝BI·＝BI·2L＝，所以C選項(xiàng)正確． 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5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，磁鐵就會圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)；反之，載流導(dǎo)線也會圍繞單獨(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機(jī)．圖中A是可動磁鐵，B是固定導(dǎo)線，C是可動導(dǎo)線，D是固定磁鐵．圖中黑色部

6、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，A和C的轉(zhuǎn)動方向分別是(　　) 圖5 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 【答案】B 【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；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． 二、雙項(xiàng)選擇題 7.某專家設(shè)計(jì)了一種新型電磁船，它不需螺旋槳推進(jìn)器，航行時(shí)平穩(wěn)而無聲，時(shí)速可達(dá)100英里．這種船的船體上安裝一組強(qiáng)大的超導(dǎo)線圈，在兩側(cè)船舷裝上一對電池，導(dǎo)電的海水在磁場力作用下即會推動船舶前進(jìn)．如圖6所

7、示是超導(dǎo)電磁船的簡化原理圖，AB和CD是與電池相連的導(dǎo)體，磁場由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生．以下說法正確的是(　　) 圖6 A．船體向左運(yùn)動 B．船體向右運(yùn)動 C．無法斷定船體向哪個(gè)方向運(yùn)動 D．這種新型電磁船會由于良好的動力性能而提高船速 【答案】BD 【解析】導(dǎo)電的海水的電流方向垂直AB方向從CD板流向AB板，海水所受的安培力方向水平向左，故船體上的超導(dǎo)線圈所受的作用力向右，故推動船體向右運(yùn)動，B、D正確． 8．如圖7所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場中，以導(dǎo)線為中心，半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，已知c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，則(　　) 圖7

8、 A．直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里 B．d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0 C．a(chǎn)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T，方向向右 D．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，方向斜向右下方 【答案】CD 【解析】c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，說明通電直導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 T，方向與勻強(qiáng)磁場方向相反．根據(jù)右手螺旋定則可判斷知：通電直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外．以通電導(dǎo)線為圓心的圓周上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等．故a點(diǎn)處兩個(gè)分磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為1 T，方向都水平向右，故a點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2 T，方向水平向右．同理可得，b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 T，方向與勻強(qiáng)磁場成45°角斜向右下方；d點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 T，方向與勻強(qiáng)磁場成45

9、°角斜向右上方，故選CD. 9.兩根長直導(dǎo)線a、b平行放置，如圖8所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖，圖中O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線ab的中點(diǎn)，M、N為ab的中垂線上的兩點(diǎn)且與a、b等距，兩導(dǎo)線中通有等大、同向的恒定電流，已知直線電流在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小跟該點(diǎn)到通電導(dǎo)線的距離r成反比，則下列說法中正確的是(　　) 圖8 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．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 D．若在N點(diǎn)放一小磁針，靜止時(shí)其北極沿ON指向O點(diǎn) 【答案】BC 【解析】由安培定則、通電直導(dǎo)線周圍磁場特點(diǎn)及矢量的合成知BM垂直MN向下，B

10、N垂直MN向上，且BM＝BN；而O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BO＝0，B、C對，A錯(cuò)；若在N點(diǎn)放一小磁針，靜止時(shí)其北極垂直MN向上． 10．質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為L，桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，有電流通過桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上．如下列選項(xiàng)所示(截面圖)，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是(　　) 【答案】CD 【解析】對通電細(xì)桿進(jìn)行受力分析如下： 根據(jù)平衡條件可以判斷出C和D中細(xì)桿一定受到摩擦力的作用，C、D正確． 三、非選擇題 11.在傾角θ＝30°的斜面上，固定一金屬框架，寬L＝0.25 m，接入電動勢E＝12 V、內(nèi)阻不計(jì)的電源．在框架上放有一根水平的

11、、質(zhì)量m＝0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動摩擦因數(shù)為μ＝，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T的垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場中(如圖9所示)．當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，框架與棒的電阻不計(jì)，g＝10 m/s2) 圖9 【答案】1.6 Ω≤R≤4.8 Ω 【解析】金屬棒靜止在框架上時(shí)，摩擦力的方向可能沿框面向上，也可能沿框面向下，須分兩種情況考慮． 當(dāng)滑動變阻器R取值較大時(shí)，I較小，安培力F較小，在金屬棒的重力分力mgsin θ作用下，棒有沿框架下滑趨勢，框架對金屬棒的摩擦力沿框面向上(如圖甲所示)．金屬棒剛好不下滑

12、時(shí)滿足平衡條件 BL＋μmgcos θ－mgsin θ＝0 得R＝＝ Ω＝4.8 Ω 當(dāng)滑動變阻器R取值較小時(shí)，I較大，安培力F較大，會使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑的趨勢．因此，框架對金屬棒的摩擦力沿框面向下(如圖乙所示)．金屬棒剛好不上滑時(shí)滿足平衡條件 BL－μmgcos θ－mgsin θ＝0 甲　　　　　　　乙 得R＝＝1.6 Ω 所以滑動變阻器R的取值范圍應(yīng)為 1．6 Ω≤R≤4.8 Ω. 12．如圖10所示，PQ和EF為水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，間距為L＝1.0 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m＝20 g，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M＝

13、30 g．在垂直導(dǎo)軌平面方向存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T的勻強(qiáng)磁場，磁場方向豎直向上，重力加速度g取10 m/s2.若導(dǎo)軌是粗糙的，且導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為導(dǎo)體棒ab重力的0.5倍，若要保持物體c靜止不動，應(yīng)該在棒中通入多大的電流？電流的方向如何？ 圖10 【答案】1.0 A≤I≤2.0 A　方向由a到b 【解析】因?qū)к壌植?，設(shè)棒和導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力為fm.若BIL>Mg，則靜摩擦力的方向與細(xì)繩的拉力方向相同，設(shè)此時(shí)電流為I1，則有 BI1L－Mg≤fm＝0.5mg， 解得I1≤＝2.0 A 若BIL