高考物理總復習 第8章 磁場（第1課時）磁場的描述 磁場對電流的作用試題1

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第1課時　磁場的描述　磁場對電流的作用 [學 考 題 組]) 1.下列說法中正確的是(　　) A.磁感線可以表示磁場的方向和強弱 B.磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極 C.磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流不能產(chǎn)生磁場 D.放入通電螺線管內(nèi)的小磁針，根據(jù)異名磁極相吸的原則，小磁針的N極一定指向通電螺線管的S極 解析　磁感線能夠用來表示磁場的強弱和方向，A正確；磁感線是閉合的曲線，不是終止于S極，B錯誤；磁鐵和電流均能產(chǎn)生磁場，C錯誤；小磁針的N極指向應(yīng)根據(jù)磁感線的切線方向進行判斷，小磁針的N極在螺線管內(nèi)部應(yīng)指向通電螺線管的N極，D錯誤。 答案　A 2.關(guān)于通電直導線周圍磁場的磁感線分布，下列示意圖中正確的是(　　) 解析　運用安培定則判斷可知，直導線周圍的磁感線應(yīng)該是一系列的同心圓，選項A正確。 答案　A 3.如圖所示，通電螺線管周圍放置能自由轉(zhuǎn)動的小磁針a、b、c、d均已處于靜止，則小磁針a、b、c、d指向正確的是(　　) A.小磁針a B.小磁針b C.小磁針c D.小磁針d 解析　根據(jù)安培定則，判斷出通電螺線管左邊為N極，右邊為S極，則靜止時小磁針N極指向磁場方向，所以圖中正確的只有小磁針c。 答案　C 4.在勻強磁場中某處P放一個長度為L＝20 cm，通電電流I＝1 A的直導線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0 N，現(xiàn)將該通電導線從磁場中撤走，則P處磁感應(yīng)強度為(　　) A.0 B.0.2 T C.0.05 T D.5 T 解析　當L與B垂直時，導線所受安培力最大，由公式B＝可得B＝5 T，注意單位的換算。 答案　D 5.如圖所示的四個圖中，分別標明了通電導線在磁場中的電流方向、磁場方向以及通電導線所受磁場力的方向，其中正確的是(　　) 解析　根據(jù)左手定則可以判斷，A中導線受力向下，B中，磁場與電流方向平行，導線不受力，C中導線受力方向向下，D中導線受力方向垂直于導線向下，故選項C正確。 答案　C 6.在磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(　　) A.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，且Ba＞Bb B.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小相等 C.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大 D.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小 解析　磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的大小，安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強度的大小、I、L和導線放置的方向與磁感應(yīng)強度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯誤；由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba＞Bb，所以A正確，B錯誤。 答案　A 7.(2016寧波效實中學)如圖所示，一段導線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135，流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。則導線abcd所受到的磁場作用力的合力為(　　) A.方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB B.方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB C.方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB D.方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB 解析　由安培力公式F＝BIL，與左手定則，可得ab段導線的安培力方向垂直于導線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向左。同理cd段導線的安培力方向垂直于導線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向右。因此由平行四邊形定則對這兩個安培力進行分解，可得沿bc段方向的安培力分力正好相互平衡，所以ab段與cd段導線的安培力的合力為F＝BIL，方向豎直向上；而bc段安培力的大小為BIL，方向是豎直向上。則導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力大小為(＋1)BIL，方向是豎直向上，故選A。 答案　A 8.如圖所示，固定不動的絕緣直導線mn和可以自由移動的矩形線框abcd位于同一平面內(nèi)，mn與ad、bc邊平行且離ad邊較近。當導線mn中通以方向向上的電流，線框中通以順時針方向的電流時，線框的運動情況是(　　) A.向左運動 B.向右運動 C.以mn為軸轉(zhuǎn)動 D.靜止不動 解析　以mn為研究對象，線框內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，由左手定則知導線mn受到向左的安培力，由牛頓第三定律可知線框受到向右的作用力，故線框向右運動，選項B正確。 答案　B 9.如圖所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠圓盤，帶有大量均勻分布的負電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導線，電流方向如圖所示。當圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動時，通電直導線所受安培力的方向是(　　) A.豎直向上 B.豎直向下 C.水平向里 D.水平向外 解析　橡膠圓盤上高速轉(zhuǎn)動的負電荷形成的電流方向與轉(zhuǎn)動方向相反，由安培定則可知產(chǎn)生的磁場在圓盤上方是垂直圓盤向上的，由左手定則判斷通電導線所受安培力方向水平向里，選項C正確。 答案　C 10.如圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟絕緣的細線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的恒定電流I，這時兩根細線均被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方?　　) A.適當增大電流I B.將電流反向并適當改變大小 C.適當減小磁感應(yīng)強度 D.將磁場反向并適當改變大小 解析　由左手定則可知，金屬棒所受安培力方向豎直向上，由此可知BIL＋F＝mg(F為細線的拉力)，要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱悖稍龃蟀才嗔Υ笮?，由安培力公式可知選項A對。 答案　A [加 試 題 組]) 11.如圖所示，兩根光滑金屬導軌平行放置，導軌所在平面與水平面間的夾角為θ，整個裝置處于沿豎直方向的勻強磁場中。金屬桿ab垂直導軌放置，當金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時，金屬桿ab剛好靜止。則(　　) A.磁場方向豎直向上 B.磁場方向豎直向下 C.金屬桿ab受平行導軌向上的安培力 D.金屬桿ab受水平向左的安培力 解析　金屬桿靜止，則受力平衡，由于磁場方向沿豎直方向，則安培力必沿水平方向、導軌對金屬桿必有支持力，只有安培力的方向水平向右，金屬桿ab才可能靜止。根據(jù)左手定則可知磁場方向豎直向上。 答案　A 12.(2016寧波效實中學)如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，彈簧處于原長狀態(tài)，此時臺秤讀數(shù)為N1。現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導線，電流方向如圖，當加上電流后，臺秤讀數(shù)為N2，則以下說法正確的是(　　) A.N1＞N2，彈簧長度將變長 B.N1＞N2，彈簧長度將變短 C.N1＜N2，彈簧長度將變長 D.N1＜N2，彈簧長度將變短 解析　以導體棒為研究對象，根據(jù)左手定則判斷可知，其所受安培力方向為斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律分析得知，磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，則磁鐵將向左運動，彈簧被壓縮，長度將變短，由于磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，對彈簧秤的壓力減小，則N1>N2，B正確。 答案　B 13.(多選)光滑平行導軌水平放置，導軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計、電動勢為E的電源相連，右端與半徑為L＝20 cm 的兩段光滑圓弧導軌相接，一根質(zhì)量m＝60 g、電阻R＝1 Ω、長為L的導體棒ab，用長也為L的絕緣細線懸掛，如圖所示，系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.5 T，當閉合開關(guān)S后，導體棒沿圓弧擺動，擺到最大高度時，細線與豎直方向成θ＝53角，擺動過程中導體棒始終與導軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài)，導軌電阻不計，sin 53＝0.8，g＝10 m/s2則(　　) A.磁場方向一定豎直向下 B.電源電動勢E＝3.0 V C.導體棒在擺動過程中所受安培力F＝3 N D.導體棒在擺動過程中電源提供的電能為0.048 J 解析　導體棒向右沿圓弧擺動，說明受到向右的安培力，由左手定則知該磁場方向一定豎直向下，A對；導體棒擺動過程中只有安培力和重力做功，由動能定理知BILLsin θ－mgL(1－cos θ)＝0，代入數(shù)值得導體棒中的電流為I＝3 A，由E＝IR得電源電動勢E＝3.0 V，B對；由F＝BIL得導體棒在擺動過程中所受安培力F＝0.3 N，C錯；由能量守恒定律知電源提供的電能W等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q和導體棒重力勢能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cos θ)＝0.048 J，D錯。 答案　AB 14.如圖所示，在傾角為θ＝30的斜面上，固定一寬L＝0.25 m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器R。電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中(導軌與金屬棒的電阻不計)。金屬導軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導軌上靜止，求： (1)金屬棒所受到的安培力的大??； (2)通過金屬棒的電流的大??； (3)滑動變阻器R接入電路中的阻值。 解析　(1)金屬棒靜止在金屬導軌上受力平衡，如圖所示 F安＝mgsin 30， 代入數(shù)據(jù)得F安＝0.1 N。 (2)由F安＝BIL，得I＝＝0.5 A。 (3)設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為R0，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E＝I(R0＋r)，解得R0＝－r＝23 Ω。 答案　(1)0.1 N　(2)0.5 A　(3)23 Ω