2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場 課時(shí)規(guī)范練28 磁場的描述 磁場對(duì)電流的作用 新人教版.doc

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課時(shí)規(guī)范練28　磁場的描述　磁場對(duì)電流的作用 基礎(chǔ)鞏固組 1.(安培定則的應(yīng)用)(2017黑龍江牡丹江一中期末)為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是(　　) 答案B 解析地磁場從地理的南極附近出來,進(jìn)入地理的北極附近,除兩極外,地表上空的磁場都具有向北的磁場分量。根據(jù)安培定則,環(huán)形電流外部磁場方向向北可知,B正確。A圖在地表上空產(chǎn)生的磁場方向向南,故A錯(cuò)誤。C、D兩圖在地表上空產(chǎn)生的磁場方向沿東西方向,故C、D錯(cuò)誤。 2. (安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加)(2017四川成都一診)右圖為水平放置的兩根等高固定長直導(dǎo)線的截面圖,O點(diǎn)是兩導(dǎo)線連線的中點(diǎn),a、b是過O點(diǎn)的豎直線上與O點(diǎn)距離相等的兩點(diǎn),兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的恒定電流。下列說法正確的是(　　) A.兩導(dǎo)線之間存在相互吸引的安培力 B.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 C.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下 D.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反 答案C 解析同向電流相互吸引,異向電流相互排斥,A錯(cuò)誤;兩個(gè)電流在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都是豎直向下,不為0,B錯(cuò)誤,C正確;a、b兩點(diǎn)磁感強(qiáng)度大小相等、方向相同,D錯(cuò)誤。 3. (安培定則的應(yīng)用和磁場的疊加)(2017海南文昌中學(xué)期中)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置一根長通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示,A、B、C、D是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中 (　　) A.B、D兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 B.A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C.C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大 D.B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大 答案A 解析根據(jù)安培定則可得通電直導(dǎo)線在A、B、C、D四點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,設(shè)為B1,而通電直導(dǎo)線在B點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗较蜃?在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗较蛴?則B、D兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=B12+B02,大小相等,選項(xiàng)A正確;通電直導(dǎo)線在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨Q直向上,則A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為BA=B1+B0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;通電直導(dǎo)線在C點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨Q直向下,則C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BC=|B1-B0|,C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由以上分析可知A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 4. (安培力作用下導(dǎo)體的平衡)(2017上海楊浦區(qū)模擬)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,磁場方向垂直 于框架平面向下(磁場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sin 37=0.6,cos 37=0.8,重力加速度大小g取10 m/s2,則磁場的磁感應(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=PU=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=Ur=4 A,通過導(dǎo)體棒的電流I2=I-I1=2 A,導(dǎo)體棒受力平衡,有BI2l=mgsin 37,得B=1.5 T,選項(xiàng)C正確。 5. (多選)(安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況)(2017湖北宜城市第一中學(xué)月考)如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時(shí)(　　) A.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 C.磁鐵受到向右的摩擦力作用 D.磁鐵受到向左的摩擦力作用 答案BC 解析根據(jù)條形磁體磁感線分布情況得到直線電流所在的位置磁場方向(切線方向),再根據(jù)左手定則判斷安培力方向,如圖甲 根據(jù)牛頓第三定律,電流對(duì)磁體的作用力向左上方,如圖乙;根據(jù)平衡條件,可知通電后支持力變小,靜摩擦力變大,故磁鐵對(duì)桌面的壓力變小,靜摩擦力向右。故選B、C。 6. (安培力作用下導(dǎo)體的平衡)(2017天津和平區(qū)期末)如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為l,質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可加平行于紙面的勻強(qiáng)磁場,下列有關(guān)磁場的描述中正確的是(　　) A.若磁場方向豎直向上,則B=mgtanαIl B.若磁場方向平行斜面向上,則B=mgsinαIl C.若磁場方向垂直斜面向下,則B=mgsinαIl D.若磁場方向垂直斜面向上,則B=mgcosαIl 答案A 解析 若磁場方向豎直向上,導(dǎo)體棒受力如圖,F=mgtan α,所以B=mgtanαIl,選項(xiàng)A正確;B、C項(xiàng)中導(dǎo)體棒不能靜止,選項(xiàng)B、選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若磁場垂直斜面向上,則B=mgsinαIl,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7. (多選)(安培定則的應(yīng)用)均勻帶電的薄圓盤的右側(cè),用拉力傳感器A、B水平懸掛一根通電導(dǎo)線ab,電流方向由a到b,導(dǎo)線平行于圓盤平面。圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),與圓盤靜止時(shí)相比,拉力傳感器的示數(shù)增大了,懸線仍然豎直,則下列說法正確的是(　　) A.圓盤帶正電荷 B.圓盤帶負(fù)電荷 C.若增大圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,則傳感器示數(shù)減小 D.若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向,則傳感器示數(shù)減小 答案AD 解析與圓盤靜止時(shí)相比,拉力傳感器的示數(shù)增大,懸線豎直,說明導(dǎo)線所受安培力豎直向下,由左手定則可判斷,導(dǎo)線所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右;由安培定則可以判斷,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)形成的等效電流與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,故圓盤帶正電荷,A選項(xiàng)對(duì),B選項(xiàng)錯(cuò);若增大圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,則等效電流增大,方向不變,產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,傳感器示數(shù)增大,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向,則導(dǎo)線所在位置的磁場方向水平向左,導(dǎo)線所受安培力方向向上,傳感器示數(shù)減小,D選項(xiàng)正確。 8.(多選)(安培力)如圖甲所示,揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中,當(dāng)音頻電流信號(hào)通過線圈時(shí),線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng),發(fā)出聲音。圖乙表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)的俯視圖,磁場方向如圖中箭頭所示,在圖乙中(　　) A.當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 B.當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里 D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí),線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外 答案BC 解析將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個(gè)小段,每一小段看成直導(dǎo)線,則根據(jù)左手定則,當(dāng)電流順時(shí)針時(shí),導(dǎo)線的安培力垂直紙面向外,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;當(dāng)電流逆時(shí)針時(shí),根據(jù)左手定則可以知道安培力垂直紙面向里,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400464? 能力提升組 9. (多選)(2017江西新余二模)如圖所示,兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場方向豎直向上,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?，F(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)間的變化關(guān)系為I=kt(k為常數(shù),k>0),金屬棒與導(dǎo)軌間存在摩擦。則下面關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象中,可能正確的有(　　) 答案AD 解析金屬棒受豎直向下的重力mg、垂直于導(dǎo)軌向里的安培力BIl、垂直于導(dǎo)軌向外的彈力FN、豎直向上的摩擦力Ff。 FN=BIl=Blkt ① mg-Ff=ma ② Ff=μFN③ 把①③代入②得mg-μBlkt=ma,加速度先向下減小,當(dāng)mg=Ff時(shí),加速度為零,速度最大,然后加速度反向逐漸增大,速度逐漸減小最后速度為零,金屬棒靜止。所以A、D正確。 10. (多選)(2017河南洛陽期末統(tǒng)考)如圖所示,水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌,左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連,右端與半徑為20 cm的光滑圓弧導(dǎo)軌相接,導(dǎo)軌寬度為20 cm,電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T。一根導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量m=60 g、電阻R=1 Ω,用長也為20 cm的絕緣細(xì)線懸掛,導(dǎo)體棒恰好與導(dǎo)軌接觸。當(dāng)閉合開關(guān)S后,導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng),擺動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線處于張緊狀態(tài)。導(dǎo)體棒ab速度最大時(shí),細(xì)線與豎直方向的夾角θ=53(sin 53=0.8,g取10 m/s2),則(　　) A.磁場方向一定豎直向上 B.電源的電動(dòng)勢(shì)E=8.0 V C.導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F=8 N D.導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中的最大動(dòng)能為0.08 J 答案BD 解析導(dǎo)體棒ab所受安培力向右,由左手定則可知磁場方向豎直向下,A錯(cuò)誤;細(xì)線與豎直方向的夾角為53時(shí),重力和安培力的合力沿半徑方向,此時(shí)tan 53=BIlmg,解得I=mgtan53Bl=8 A,由歐姆定律得E=IR=8 V,B正確;安培力F=BIl=mgtan 53=0.8 N,C錯(cuò)誤;從初位置到轉(zhuǎn)過53的過程應(yīng)用動(dòng)能定理:Flsin 53-mgl(1-cos 53)=Ekm-0,解得最大動(dòng)能Ekm=0.08 J,D正確。 11. (多選)(2017江西九江市二模)如圖所示,在豎直向下的恒定勻強(qiáng)磁場中有一光滑絕緣的14圓軌道,一重力為G的金屬導(dǎo)體MN垂直于軌道橫截面水平放置,在導(dǎo)體中通入電流I,使導(dǎo)體在安培力的作用下以恒定的速率v從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),設(shè)導(dǎo)體所在位置的軌道半徑與豎直方向的夾角為θ,安培力的瞬時(shí)功率為P,則從A到C的過程中,下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.電流方向從M指向N B.I∝cot θ C.P∝cos θ D.P∝sin θ 答案AD 解析由于安培力方向始終水平向左,根據(jù)左手定則知電流方向從M指向N,A正確;因?yàn)閷?dǎo)體棒做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以有Gsin θ=F安cos θ=IlBcos θ,故I=GBltan θ,則I∝tan θ,B錯(cuò)誤;又P=F安vcos θ=Gvsin θ,所以P∝sin θ,C錯(cuò)誤,D正確。?導(dǎo)學(xué)號(hào)06400465? 12.(2017江蘇泰州模擬)如圖所示,在傾角為37的光滑斜面上有一根長為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中。設(shè)t=0時(shí),B=0,則需要多長時(shí)間,斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零?(g取10 m/s2) 答案5 s 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=mgtan37=0.8 N 由F=BIl得B=FIl=2 T 由題意知,B與t的變化關(guān)系為B=0.4t(T) 代入數(shù)據(jù)得t=5 s。