2019版高考物理第10章磁场36磁场及其对电流的作用能力训练.docx

36 磁场及其对电流的作用1关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A若长为L、通有电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B由B知，B与F成正比，与IL成反比C由B知，若一小段通电导体在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场D磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向答案D解析磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导体无关；定义磁感应强度是对它的一种测量，在测量中要求放置的一小段通电导体有确定的方位，力F应是在放置处受到的最大力，也就是通电导体应垂直于磁场方向放置才行，故A、B、C错误，D正确。2如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的运动情况是()A线圈向左运动 B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动答案A解析将通电线圈等效成一条形磁铁，由安培定则可知通电线圈的左端相当于S极，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，A正确；也可将左侧条形磁铁等效成与通电线圈同方向的环形电流，根据结论“同向电流相吸引，反向电流相排斥”，可判断出线圈向左运动。故A正确。3.磁场中某区域的磁感线如图所示，则()Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb，所以A正确、B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，虽然BaBb，但是导体如何放置不清楚，因此导体所受安培力的大小无法确定，故C、D错误。4(2017安庆模拟)如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对。在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通以垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，则()A导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右B导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左C导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右D导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力为零答案C解析做出两磁铁的磁场经过C点的磁感线，并标出两磁场在C点的磁场方向，由矢量合成可知，C点合磁场的方向竖直向上，根据左手定则可知，导线受到的安培力水平向右，A、B错误；根据牛顿第三定律可知，木板和磁铁组成的整体受到通电导线对它们水平向左的作用力，因此木板受到地面的摩擦力的方向水平向右，C正确、D错误。5. (2017山东聊城期末)(多选)如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd，线框质量为m，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直，在图中垂直纸面向里，开始时线框处于平衡状态，现对线框通有电流I，线框下移x达到新的平衡位置，则()A最初平衡位置时弹簧的伸长量为B线圈中电流的方向为顺时针C线圈中电流的方向为逆时针D若线圈匝数增加一倍，线圈的下半部分仍处在匀强磁场中，对线框通有电流I，线框将下移2x重新达到平衡答案ABD解析最初平衡时重力与弹簧的弹力相互平衡，则有mgkx，故弹簧的伸长量为x，所以A正确；因为线圈下移，则说明cd边受安培力向下，则由左手定则可以知道，电流为cd方向，故为顺时针方向，所以B正确、C错误；当通以电流为I时，根据平衡条件可得：mgnBILk(xx)；若匝数增加一倍，则有：mg2nBILk(xx)；联立两式计算得出：x2x，所以D正确。6(多选)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是()A此过程中磁感应强度B逐渐增大B此过程中磁感应强度B先减小后增大C此过程中磁感应强度B的最小值为D此过程中磁感应强度B的最大值为答案AC解析导体棒受重力、支持力和安培力作用而处于平衡状态，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，可知安培力逐渐增大，即此过程中磁感应强度B逐渐增大，A正确、B错误；分析可得刚开始安培力F最小，有sin，所以此过程中磁感应强度B的最小值为，C正确；最后安培力最大，有Fmg，即此过程中磁感应强度B的最大值为，D错误。7. (多选)质量为m、长为L的导体棒MN电阻为R，起初静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动。下列说法正确的是()A导体棒向左运动B电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为D电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为答案BD解析由图可知磁场方向虽然与轨道平面成角，但和导线是垂直的。由安培力表达式FBIL可知，B正确、C错误；由左手定则可知安培力与磁场方向和导线垂直，方向斜向右下方，向右的分力大小为Fxsin，由牛顿第二运动定律可得a，所以A错误、D正确。8.如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽度为L，匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上(未画出)，金属杆的质量为m，长为L，水平放置在导轨上。已知电源的电动势为E、内阻为r，调节滑动变阻器使回路的总电流为I1，此时金属杆恰好处于静止状态(重力加速度为g，金属杆与导轨电阻不计)。求：(1)磁感应强度B的大小；(2)若保持磁感应强度的大小不变，而将磁场方向改为竖直向上，则滑动变阻器接入电路的阻值调到多大才能使金属杆保持静止。答案(1)(2)r解析(1)在侧视图中，导体棒受力如图甲所示，由平衡条件得mgsinBI1L，解得B。(2)导体棒受力如图乙所示，由平衡条件得mgsinBI2Lcos，I2，又B解得Rr。9如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为l1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M30 g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2。若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？答案1.0 AI2.0 A方向由a到b解析因导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为Ff。因为FfMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为I1, 即有：BI1lMgFf0.5mg，解得I12.0 A；若BIlMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，设此时电流为I2, 即有：MgBI2lFf0.5 mg，解得I21.0 A即ab棒中的电流为：1.0 AI2.0 A。根据左手定则判断，棒中的电流方向应该由a到b。10. (2017全国卷)如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A0 B.B0 C.B0 D2B0答案C解析两长直导线P和Q在a点处的磁感应强度的大小相等，设为B，方向如图甲所示，此时a点处的磁感应强度为零，则两磁感应强度的合磁感应强度B合的大小等于B0，方向与B0相反，即B0的方向水平向左，此时BB0；让P中的电流反向、其他条件不变，两长直导线P和Q在a点处的磁感应强度的大小仍为B，方向如图乙所示，则两磁感应强度的合磁感应强度大小为B，方向竖直向上，B与B0垂直，其合磁感应强度为Ba B0，C正确。11(2017广东佛山质检)(多选)如图所示长为L、质量为m的导体棒ab，被两轻质细绳水平悬挂，静置于匀强磁场中，当ab中通以如图的恒定电流I时，ab棒摆离原竖直面，在细绳与竖直方向成角的位置再次处于静止状态。已知ab棒始终与磁场方向垂直，则磁感应强度的大小可能是()A. B.C. D.答案AB解析对ab棒进行受力分析，受竖直向下的重力，沿绳方向的拉力和方向未知的安培力，要使棒平衡，安培力的最小值为Fminmgsin，磁感应强度的最小值为Bmin，若磁感应强度方向竖直向下时，F安mgtan，所以B，所以磁感应强度的可能值为、，故A、B正确。12(浙江高考)(多选)如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向。则金属棒()A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功答案ABC解析根据题意得出vt图象如图所示，金属棒一直向右运动，A正确；速度随时间做周期性变化，B正确；据F安BIL及左手定则可判定，F安大小不变，方向做周期性变化，则C正确；F安在前半周期做正功，后半周期做负功，则D错误。13(2017山东日照模拟)如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨ab、cd相距L，导轨平面与水平面的夹角为。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一质量为m、电阻为R的金属棒MN从图示位置由静止开