2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練28 磁場及其對電流的作用 新人教版

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1、分層規(guī)范快練(二十八)　磁場及其對電流的作用 [雙基過關(guān)練] 1．(多選)一小段長為L的通電直導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強度為B的磁場中，當(dāng)通過它的電流為I時，所受安培力為F.以下關(guān)于磁感應(yīng)強度B的說法正確的是(　　) A．磁感應(yīng)強度B一定等于 B．磁感應(yīng)強度B可能大于或等于 C．磁場中通電直導(dǎo)線受力大的地方，磁感應(yīng)強度一定大 D．在磁場中通電直導(dǎo)線也可以不受力 解析：只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時，才有B＝，不垂直時B大于，故A錯誤，B正確；C項，在磁場中同一位置，導(dǎo)線的放置方向不同，導(dǎo)線受力不一樣，但磁感應(yīng)強度一樣．故C錯誤；D項，當(dāng)導(dǎo)線與磁場平行時，導(dǎo)線不受力．故D正確．故選BD. 答

2、案：BD 2．用兩根絕緣細線把兩個完全相同的圓形導(dǎo)線環(huán)懸掛起來，讓二者等高平行放置，如圖所示．當(dāng)兩導(dǎo)線環(huán)中通入方向相同的電流I1、I2時，則有(　　) A．兩導(dǎo)線環(huán)相互吸引　　　　　　 B．兩導(dǎo)線環(huán)相互排斥 C．兩導(dǎo)線環(huán)間無相互作用力 D．兩導(dǎo)線環(huán)先吸引后排斥 解析：通電的導(dǎo)線環(huán)周圍能夠產(chǎn)生磁場，磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用．由于導(dǎo)線環(huán)中通入的電流方向相同，二者同位置處的電流方向完全相同，據(jù)同向電流相互吸引的規(guī)律，判知兩導(dǎo)線環(huán)應(yīng)相互吸引，選項A正確．另解：將環(huán)形電流等效成條形磁鐵，異名磁極相互吸引，選項A正確． 答案：A 3. 如圖所示，厚度均勻

3、的木板放在水平地面上，木板上放置兩個相同的條形磁鐵，兩磁鐵N極正對．在兩磁鐵的豎直對稱軸上的C點固定一垂直于紙面的長直導(dǎo)線，并通有垂直于紙面向里的恒定電流，木板和磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)兩條形磁鐵和木板的總重力為G，則 (　　) A．導(dǎo)線受到的安培力豎直向上，木板對地面的壓力大于G B．導(dǎo)線受到的安培力豎直向下，木板對地面的壓力小于G C．導(dǎo)線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左 D．導(dǎo)線受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 解析：根據(jù)磁感應(yīng)強度的疊加可知，導(dǎo)線所在位置處的磁場方向豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力方向水平向右，根據(jù)牛頓第三定律

4、，兩磁鐵受到的導(dǎo)線的作用力方向水平向左，對木板、兩磁鐵整體進行受力分析，受豎直向下的總重力、導(dǎo)線施加的水平向左的磁場力、地面的支持力和地面的靜摩擦力，根據(jù)共點力平衡條件可知，靜摩擦力的方向水平向右，所以D正確． 答案：D 4．[2019·河南一模]如圖所示，有一段被彎成直角的導(dǎo)線abc，ab、bc長度之比為3：4，總長為L，導(dǎo)線中通一恒定電流I.放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，并且磁場垂直導(dǎo)線面向里，則導(dǎo)線受到的磁場力為(　　) A.BIL，垂直于ac連線向上 B.BIL，垂直于ac連線向下 C.BIL，垂直于ac連線向上 D.BIL，垂直于ac連線向下 解析：由ab、b

5、c長度之比為3：4，總長為L，可知ac長度為L，即導(dǎo)線的有效長度為L，所以安培力為F＝BI·L＝BIL，由左手定則可知安培力方向垂直于ac連線向上，故A正確． 答案：A 5. [2019·山東菏澤一模]如圖所示，在天花板下用細線懸掛一半徑為R的金屬圓環(huán)，圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，圓環(huán)一部分處在垂直于環(huán)面的磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中，環(huán)與磁場邊界交點A、B與圓心O連線的夾角為120°，此時懸線的張力為F.若圓環(huán)通電，使懸線的張力剛好為零，則環(huán)中電流大小和方向是(　　) A．電流大小為，電流方向沿順時針方向 B．電流大小為，電流方向沿逆時針方向 C．電流大小為，電流方向沿順時針方

6、向 D．電流大小為，電流方向沿逆時針方向 解析：要使懸線拉力為零，則圓環(huán)通電后受到的安培力方向豎直向上，根據(jù)左手定則可以判斷，電流方向應(yīng)沿順時針方向，根據(jù)力的平衡有F＝F安，而F安＝BI·R，求得I＝，A項正確． 答案：A 6．(多選)如圖所示，通電導(dǎo)體棒靜止于水平導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流大小為I且垂直紙面向外，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)軌平面成θ角，則導(dǎo)體棒受到的(　　) A．安培力大小為BIL B．安培力大小為BILsinθ C．摩擦力大小為BILsinθ D．支持力大小為mg－BILcosθ 解析：根據(jù)安培力計算公式，F(xiàn)安＝BIL，A正確、

7、B錯誤；導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)f＝BILsinθ，C正確；FN＝mg＋BILcosθ，D錯誤． 答案：AC 7．[2019·河南調(diào)研聯(lián)考] 如圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，金屬棒ab兩端由等長輕質(zhì)軟導(dǎo)線水平懸掛，平衡時兩懸線與水平面的夾角均為θ(θ<90°)，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置以改變通過棒中的電流I。則下列四幅圖象中，能正確反映θ與I的變化規(guī)律的是(　　) 解析：對ab棒受力分析如圖所示： 由平衡條件有tanθ＝，得I＝·，又知為常數(shù)，故A項正確，B、C、D項錯誤． 答案：A 8. 電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種

8、裝置可以把質(zhì)量為2.0 kg的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到6 km/s.若這種裝置的軌道寬2 m，長為100 m，通過的電流為10 A，求軌道間所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小和磁場力的最大功率．(軌道摩擦不計) 解析：電磁炮在安培力的作用下，沿軌道做勻加速運動. 因為通過100 m的位移加速至6 km/s，利用動能定理可得F安x＝ΔEk，即BILs＝mv2－0. 代入數(shù)據(jù)可得B＝1.8×104 T. 運動過程中，磁場力的最大功率為 P＝Fvm＝BILvm＝2.16×109 W. 答案：1.8×104 T　2.16×109 W[技能提升練] 9．如圖所示，兩平行光滑金

9、屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與水平直導(dǎo)體棒ab相連，彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直，直導(dǎo)體棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌上，空間存在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場．閉合開關(guān)S后導(dǎo)體棒中的電流為I，導(dǎo)體棒平衡時，彈簧伸長量為x1；調(diào)轉(zhuǎn)圖中電源極性，使導(dǎo)體棒中電流反向，導(dǎo)體棒中電流仍為I，導(dǎo)體棒平衡時彈簧伸長量為x2.忽略回路中電流產(chǎn)生的磁場，則勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為(　　) A.(x1＋x2) B.(x2－x1) C.(x2＋x1) D.(x2－x1) 解析：由平衡條件可得mgsinα＝kx1＋BIL；調(diào)轉(zhuǎn)圖中電源極性使導(dǎo)體棒中電流反向，由平衡

10、條件可得mgsinα＋BIL＝kx2，聯(lián)立解得B＝(x2－x1)．故D正確． 答案：D 10．如圖所示，三根長為L的通電導(dǎo)線在空間構(gòu)成以A為頂點的等腰直角三角形，A、B中電流的方向垂直于紙面向里，C中電流的方向垂直于紙面向外．其中B、C電流大小為I，在A處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小均為B0，導(dǎo)線A通過的電流大小為I，則導(dǎo)線A受到的安培力是(　　) A.B0IL，水平向左 B．2B0IL，豎直向上 C．2B0IL，水平向右 D．0 解析：B、C兩通電導(dǎo)線在A處產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)強度為B＝B0，方向水平向左，再由左手定則可知，導(dǎo)線A受到的安培力的方向豎直向上，大小為F＝B·I·

11、L＝2B0IL，B正確． 答案：B 11．[2019·深圳一模]如圖所示，折成不同形狀的四個導(dǎo)線框質(zhì)量相等、匝數(shù)相同，高度相同，MN邊長度相等，將它們用相同的細線懸掛在空中，四個導(dǎo)線框的下邊處在同一水平線上，且四個線框的下半部分都處在與線框平面垂直的同一勻強磁場中，磁場的上邊界水平(如圖中虛線所示)，四個導(dǎo)線框中都通有順時針方向、電流強度相同的電流，均處于平衡狀態(tài)．若使磁場緩慢變強，細線最不易拉斷的是(　　) 解析：導(dǎo)線框中都通有順時針方向的電流，即從N指向M，由左手定則可知，安培力的方向向下；所以繩子的拉力等于線框的重力與受到安培力的和，四個導(dǎo)線框質(zhì)量相等則重力相等，受到安培力大的

12、線框?qū)毦€的拉力大．設(shè)MN的長度為L，導(dǎo)線在各磁場內(nèi)有效長度不同，故各通電導(dǎo)線受到安培力大小不同．各線框在磁場中的有效長度：LA＝＝L；LB＝＝L；LC＝>L；LD＝>L；可知B圖中的有效長度最小．由公式：F＝BIL有效，可知B項圖中線框受到的安培力最?。畡tB項中，線框?qū)毦€的拉力最小，細線最不容易拉斷．故B項正確．A、C、D三項錯誤，故選B項． 答案：B 12．[2018·江蘇卷，13]如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ，間距為d.導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s，導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流．金屬棒被松開后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g.求下滑到底端的過程中，金屬棒 (1)末速度的大小v； (2)通過的電流大小I； (3)通過的電荷量Q. 解析：(1)勻加速直線運動v2＝2as 解得v＝ (2)安培力F安＝IdB 金屬棒所受合力F＝mgsinθ－F安 牛頓運動定律F＝ma 解得I＝ (3)運動時間t＝ 電荷量Q＝It 解得Q＝ 答案：(1)　(2) (3) 8