2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十六）磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用.DOC

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十六）磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則 1．(xx全國(guó)卷Ⅰ)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dǎo)線 B．安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向 C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無關(guān) D．將直導(dǎo)線從中點(diǎn)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(chǎng)的磁感線分布情況，以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為(　　) 圖1 圖2 3．(多選)有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖3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?cè)趦蓪?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3 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 4．(多選)如圖4所示，在xOy平面內(nèi)有兩根平行于y軸水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，通有沿y軸正方向、大小相同的電流I，兩導(dǎo)線關(guān)于y軸對(duì)稱，P為x軸上一點(diǎn)，Q為z 軸上一點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B．P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直 C．P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行 D．正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動(dòng)不受洛倫茲力作用 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng) 5．(xx廣東汕頭質(zhì)檢)如圖5，兩個(gè)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(dǎo)線A，A與螺線管垂直。A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，開關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場(chǎng)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(diào))如圖7所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時(shí)(　　) 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(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則(　　) 圖8 A．該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直 C．線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．a(chǎn)、b導(dǎo)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(guó)古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時(shí)，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(shí)N極指向如圖9實(shí)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ，如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)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(zhǎng)變短，θ角變小 C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，θ角變小 11．(多選)如圖11所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ。質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，整個(gè)裝置處于垂直ab方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí)，金屬桿ab保持靜止。則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小可能為(　　) 圖11 A．豎直向上，mgtan θ/(IL) B．平行導(dǎo)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(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)懸線與豎直方向夾角為θ。磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為(　　) 圖12 A．z正向，tan θ B．y正向， C．z負(fù)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(zhǎng)為0.4 m、質(zhì)量為610－2 kg的通電直導(dǎo)線，電流大小I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T、方向豎直向上的磁場(chǎng)中。設(shè)t＝0時(shí)，B＝0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間，斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2) 圖13 答 案 1.選B　根據(jù)左手定則可知：安培力的方向垂直于電流I和磁場(chǎng)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(cuò)誤，B正確；當(dāng)電流I的方向平行于磁場(chǎng)B的方向時(shí)，直導(dǎo)線受到的安培力為零，當(dāng)電流I的方向垂直于磁場(chǎng)B的方向時(shí)，直導(dǎo)線受到的安培力最大，可見，安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，C錯(cuò)誤；如圖所示，電流I和磁場(chǎng)B垂直，直導(dǎo)線受到的安培力F＝BIL，將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，分段研究導(dǎo)線受到的安培力，電流I和磁場(chǎng)B垂直，根據(jù)平行四邊形定則可得，導(dǎo)線受到的安培力的合力為F′＝BIL，D錯(cuò)誤。 2．選C　根據(jù)磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可知，以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為圖C。 3．選BD　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，方向如圖所示，分析得θ1＝θ2＝θ3＝θ4，矢量相加可知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。 4．選AB　根據(jù)右手螺旋定則可判斷兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，再利用矢量合成法則可判斷O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，P點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿z軸正方向，Q點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向，故A、B正確，C錯(cuò)誤。在z軸上，z＞0范圍內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均沿x軸負(fù)方向，正電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)受洛倫茲力作用，D錯(cuò)誤。 5．選D　由于P、Q通以同向電流，據(jù)“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(jù)安培定則判斷通電螺線管在A處的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃?，再根?jù)左手定則可判斷A受力的方向?yàn)樨Q直向上。 7．選C　帶負(fù)電的金屬環(huán)勻速旋轉(zhuǎn)，可等效為反向的電流，根據(jù)安培定則，在環(huán)內(nèi)形成水平向左的磁場(chǎng)，故小磁針靜止時(shí)N極沿軸線向左，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。 8．選D　勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，選項(xiàng)A錯(cuò)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；易知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，選項(xiàng)D正確。 9．選C　若某一條件下該指南針靜止時(shí)N極指向如題圖實(shí)線(N極東偏北向)所示，則有一指向東的磁場(chǎng)，由安培定則，可能在指南針上面有一導(dǎo)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(xiàng)A正確；兩懸線等長(zhǎng)變短，θ角不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 11．選AD　若磁場(chǎng)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(gè)力可以平衡，平衡時(shí)有BIL－mgtan θ＝0，解得B＝，A正確；磁場(chǎng)方向平行導(dǎo)軌向上時(shí)，安培力方向垂直導(dǎo)軌平面向下，它與重力和支持力不可能平衡，B錯(cuò)誤；當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向右時(shí)，安培力豎直向下，它與重力和支持力不可能平衡，C錯(cuò)誤；當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向左時(shí)，安培力方向豎直向上，當(dāng)它與重力相等時(shí)，支持力為零，金屬棒可以處于平衡狀態(tài)，此時(shí)有BIL－mg＝0，解得B＝，D正確。 12．選BC　本題要注意在受力分析時(shí)把立體圖變成側(cè)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(dǎo)線受到的安培力F＝ILB，方向水平向左，如圖甲所示，導(dǎo)線無法平衡，A錯(cuò)誤。 若B沿y正向，導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，如圖乙所示。當(dāng)FT＝0，且滿足ILB＝mg，即B＝時(shí)，導(dǎo)線可以平衡，B正確。 若B沿z負(fù)向，導(dǎo)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(dǎo)線可以平衡，C正確。 若B沿懸線向上，導(dǎo)線受到的安培力垂直于導(dǎo)線指向左下方，如圖丁所示，導(dǎo)線無法平衡，D錯(cuò)誤。 13．解析：斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)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(guān)系為B＝0.4t 代入數(shù)據(jù)得t＝5 s 答案：5 s