高考物理總復(fù)習(xí) 第8章 磁場(chǎng)（第1課時(shí)）磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用試題1

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第1課時(shí)　磁場(chǎng)的描述　磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 [學(xué) 考 題 組]) 1.下列說法中正確的是(　　) A.磁感線可以表示磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)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(chǎng)，電流不能產(chǎn)生磁場(chǎng) 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(chǎng)的強(qiáng)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(cuò)誤；磁鐵和電流均能產(chǎn)生磁場(chǎng)，C錯(cuò)誤；小磁針的N極指向應(yīng)根據(jù)磁感線的切線方向進(jìn)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(cuò)誤。 答案　A 2.關(guān)于通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感線分布，下列示意圖中正確的是(　　) 解析　運(yùn)用安培定則判斷可知，直導(dǎo)線周圍的磁感線應(yīng)該是一系列的同心圓，選項(xiàng)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(dòng)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(shí)小磁針N極指向磁場(chǎng)方向，所以圖中正確的只有小磁針c。 答案　C 4.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處P放一個(gè)長度為L＝20 cm，通電電流I＝1 A的直導(dǎo)線，測(cè)得它受到的最大磁場(chǎng)力F＝1.0 N，現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場(chǎng)中撤走，則P處磁感應(yīng)強(qiáng)度為(　　) A.0 B.0.2 T C.0.05 T D.5 T 解析　當(dāng)L與B垂直時(shí)，導(dǎo)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(gè)圖中，分別標(biāo)明了通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的電流方向、磁場(chǎng)方向以及通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)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(dǎo)線受力向下，B中，磁場(chǎng)與電流方向平行，導(dǎo)線不受力，C中導(dǎo)線受力方向向下，D中導(dǎo)線受力方向垂直于導(dǎo)線向下，故選項(xiàng)C正確。 答案　C 6.在磁場(chǎng)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(qiáng)度的大小不等，且Ba＞Bb B.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等 C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大 D.同一通電導(dǎo)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(qiáng)度的大小，安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、I、L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯(cuò)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(cuò)誤。 答案　A 7.(2016寧波效實(shí)中學(xué))如圖所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)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(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。則導(dǎo)線abcd所受到的磁場(chǎng)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(dǎo)線的安培力方向垂直于導(dǎo)線與磁感線構(gòu)成的平面并斜向左。同理cd段導(dǎo)線的安培力方向垂直于導(dǎo)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(duì)這兩個(gè)安培力進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)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(dòng)的絕緣直導(dǎo)線mn和可以自由移動(dòng)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(dāng)導(dǎo)線mn中通以方向向上的電流，線框中通以順時(shí)針方向的電流時(shí)，線框的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A.向左運(yùn)動(dòng) B.向右運(yùn)動(dòng) C.以mn為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D.靜止不動(dòng) 解析　以mn為研究對(duì)象，線框內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，由左手定則知導(dǎo)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(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)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(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖所示。當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)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(dòng)的負(fù)電荷形成的電流方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，由安培定則可知產(chǎn)生的磁場(chǎng)在圓盤上方是垂直圓盤向上的，由左手定則判斷通電導(dǎo)線所受安培力方向水平向里，選項(xiàng)C正確。 答案　C 10.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟絕緣的細(xì)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(shí)兩根細(xì)線均被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方?　　) A.適當(dāng)增大電流I B.將電流反向并適當(dāng)改變大小 C.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 D.將磁場(chǎng)反向并適當(dāng)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(xì)線的拉力)，要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可增大安培力大小，由安培力公式可知選項(xiàng)A對(duì)。 答案　A [加 試 題 組]) 11.如圖所示，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，整個(gè)裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，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剛好靜止。則(　　) A.磁場(chǎng)方向豎直向上 B.磁場(chǎng)方向豎直向下 C.金屬桿ab受平行導(dǎo)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(chǎng)方向沿豎直方向，則安培力必沿水平方向、導(dǎo)軌對(duì)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(chǎng)方向豎直向上。 答案　A 12.(2016寧波效實(shí)中學(xué))如圖所示，臺(tái)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(shí)臺(tái)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(dǎo)線，電流方向如圖，當(dāng)加上電流后，臺(tái)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(dǎo)體棒為研究對(duì)象，根據(jù)左手定則判斷可知，其所受安培力方向?yàn)樾毕蛴蚁路?，根?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(yùn)動(dòng)，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(duì)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(dǎo)軌水平放置，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L＝20 cm 的兩段光滑圓弧導(dǎo)軌相接，一根質(zhì)量m＝60 g、電阻R＝1 Ω、長為L的導(dǎo)體棒ab，用長也為L的絕緣細(xì)線懸掛，如圖所示，系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T，當(dāng)閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng)，擺到最大高度時(shí)，細(xì)線與豎直方向成θ＝53角，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)軌電阻不計(jì)，sin 53＝0.8，g＝10 m/s2則(　　) A.磁場(chǎng)方向一定豎直向下 B.電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.0 V C.導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F＝3 N D.導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中電源提供的電能為0.048 J 解析　導(dǎo)體棒向右沿圓弧擺動(dòng)，說明受到向右的安培力，由左手定則知該磁場(chǎng)方向一定豎直向下，A對(duì)；導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中只有安培力和重力做功，由動(dòng)能定理知BILLsin θ－mgL(1－cos θ)＝0，代入數(shù)值得導(dǎo)體棒中的電流為I＝3 A，由E＝IR得電源電動(dòng)勢(shì)E＝3.0 V，B對(duì)；由F＝BIL得導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F＝0.3 N，C錯(cuò)；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(dǎo)體棒重力勢(shì)能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cos θ)＝0.048 J，D錯(cuò)。 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(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器R。電源電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，一質(zhì)量m＝20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))。金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)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小； (3)滑動(dòng)變阻器R接入電路中的阻值。 解析　(1)金屬棒靜止在金屬導(dǎo)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(dòng)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