高考物理一轮复习 第九章 磁场 第一讲 磁场的描述 磁场对电流的作用课时作业

1、第一讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 a组·基础题一、单项选择题1(2017·河南郑州模拟)如图所示，两根无限长导线均通以恒定电流i，两根导线的直线部分和坐标轴非常接近，弯曲部分是以坐标原点o为圆心的、半径相同的一段圆弧，规定垂直于纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，已知直线部分在原点o处不形成磁场，此时两根导线在坐标原点处的磁感应强度为b，下列四个选项中均有四根同样的、通以恒定电流i的无限长导线，o处磁感应强度也为b的是()解析：由磁场的叠加可知a图中四根导线在o处的合磁感应强度为b；b图中四根导线在o处的合磁感应强度为2b；c图中，o处的合磁感应强度大小为2b；d图中，

2、o处的合磁感应强度为b.答案：a2.(2017·四川德阳诊测)如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为l，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与导体棒ab相连，弹簧与导轨平面平行并与ab垂直，棒垂直跨放在两导轨上，空间存在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度为b.当棒通以方向由a到b、大小为i的电流时，棒处于平衡状态，平衡时弹簧伸长量为x1；保持电流大小不变，使棒中电流反向，则棒平衡时下列说法正确的是()a弹簧伸长，伸长量为x1b弹簧伸长，伸长量为x1c弹簧压缩，压缩量为x1d弹簧压缩，压缩量为x1解析：当棒通以方向由a到b、大小为i的电流时，对棒受力分析：受重

3、力mg、垂直于斜面向上的弹力fn、沿斜面向上的安培力f、沿斜面向上的弹力f1，由共点力平衡得：mgsin bilkx1，保持电流大小不变，使棒中电流反向，安培力大小不变，方向反向，再由共点力平衡可知，弹簧一定伸长，有：kx2mgsin bil，两式联立解得2bilkx1kx2，解得伸长量x2x1，a正确答案：a3.(2017·四川凉山州诊测)如图所示，倾角为的粗糙绝缘斜面固定于水平向左的匀强磁场b中，将通电直导线垂直于斜面水平放置，导线中电流方向垂直于纸面向里如果导线能静止于斜面上，则下列说法正确的是()a导线一定受到斜面弹力，但不一定受斜面摩擦力b导线一定受到斜面摩擦力，但不一定受

4、斜面弹力c如果导线受弹力作用，那么也一定会受摩擦力的作用，且弹力和摩擦力合力一定竖直向上d如果导线受弹力作用，那么也一定会受摩擦力的作用，但弹力和摩擦力合力不一定竖直向上解析：因为磁感应强度水平向左，所以安培力的方向竖直向上，若mgbil，得b时，导线就不受弹力，也不受摩擦力，a、b错误；若mg>bil，则导线受弹力，也一定受摩擦力，且弹力和摩擦力的合力竖直向上，c正确，d错误答案：c4(2017·豫晋冀三省联考)如图所示，通有恒定电流的、一定长度的直导线水平放置在两足够大的匀强磁场中，磁场方向如图所示若将导线在纸面内顺时针转180°，关于甲、乙两种情况导线受到的安培

5、力大小和方向变化，下列说法正确的是()a图甲导线受到的安培力大小一直在变，方向变化一次，图乙导线受到的安培力大小一直不变，方向一直在变b图甲导线受到的安培力大小一直在变，方向不变，图乙导线受到的安培力大小一直不变，方向一直在变c甲、乙两种情况导线受到的安培力大小不变，方向一直变化d甲、乙两种情况导线受到的安培力大小一直在变，方向不变解析：图甲中，将导线在纸面内顺时针转动180°，导线与磁感应强度的夹角一直在变化，安培力大小一直在变化，方向先垂直于纸面向外，后垂直于纸面向里；图乙中，导线顺时针转过180°的过程中，导线与磁场始终垂直，安培力大小不变，方向一直在变，a正确，b、

6、c、d错误答案：a二、多项选择题5.(2017·北京海淀区模拟)如图所示，在空间直角坐标系oxyz中存在有沿x轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的abcabc棱柱形空间通过面积s1(abba所围的面积)、s2(acca所围的面积)和s3(cbbc所围的面积)的磁通量分别为1、2和3，则()a12b1>2c1>3 d3>2解析：由图可知，穿过abba和acca的磁通量相同穿过cbbc的磁通量为零12，30，a、c正确答案：ac6(2017·江西上饶铅山一中等四校联考)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的

7、是()解析：由安培定则可得：a图线圈中i1和i2分别产生的磁场方向相反，a图中磁通量可能为零，a正确；b图线圈中，i2产生的磁通量为零，i1产生的磁通量垂直于纸面向外，所以线圈中磁通量不可能为零；c图中，两电流产生的磁通量都垂直于纸面向外，不可能为零，c错误；d图中，两电流产生的磁场方向相反，磁通量可能为零，d正确答案：ad7(2017·陕西咸阳模拟)如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导轨cdef上，棒ab与导轨相互垂直并接触良好，导轨间接有电源现用两种方式在空间加匀强磁场，ab棒均处于静止，第一次匀强磁场方向竖直向上；第二次匀强磁场方向斜向左上与金属导轨平面成30°角

8、，两次匀强磁场的磁感应强度大小相等，下列说法中正确的是()a两次金属棒ab所受的安培力大小相等b第二次金属棒ab所受的安培力大c第二次金属棒ab受的摩擦力小d第二次金属棒ab受的摩擦力大解析：两次磁感应强度的方向均与金属棒垂直，所以两次金属棒受的安培力大小相等，a正确，b错误；当磁感应强度方向竖直向上时，安培力水平向右，根据共点力平衡得：此时静摩擦力f1bil；第二次，安培力垂直于金属棒斜向右上，与竖直方向成角，根据共点力平衡可知此时静摩擦力f2bilsin ，所以c正确，d错误答案：ac8.(2017·四川广元模拟)如图所示为某种电流表的原理示意图，质量为m的均质细金属棒mn的中点

9、处通过一挂钩与一竖直悬挂的轻弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直于纸面向外与mn的右端n连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，mn的长度大于ab的长度当mn中没有电流通过且处于平衡状态时，mn与矩形区域的cd边重合，当mn中有电流通过时，指针示数可表示电流强度已知k2.0 n/m，ab的长度为0.20 m，bc的长度为0.050 m，b0.20 t，重力加速度为g，则()a当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为b若要电流表正常工作，应将mn的m端与电源负极相接c该电流表的量程是02.5 ad若要将量程扩大到原来的2倍，磁感应强度应变为0.40

10、 t解析：设mn中没有电流通过时弹簧的伸长为x，则有mgkx，得x，故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为，故a正确为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒mn的安培力必须向下，由左手定则可知金属棒中电流从m端流向n端，因此m端应接正极，故b错误设满量程时通过mn的电流强度为im，则有：bimabmgk(bcx)，根据mgkx，并代入数据得im2.5 a，故此电流表的量程是02.5 a，故c正确设量程扩大后，磁感应强度变为b，则有：2bimabmgk(bcx)，根据mgkx，并代入数据得b0.10 t，故若要将量程扩大到原来的2倍，磁感应强度应变为0.10 t，故d错误答案：acb组·

11、能力题一、选择题9.(2017·河北“五个一名校联盟”教学质量监测)如图所示，在平面直角坐标系的第一象限分布着非匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，沿y轴方向磁场分布是不变的，沿x轴方向磁感应强度与x满足关系bkx，其中k是一恒定的正数，正方形线框adcb边长为a，a处有一极小开口ae，由粗细均匀的同种规格导线制成，整个线框放在磁场中，且ad边与y轴平行，ad边与y轴距离为a，线框a、e两点与一电源相连，稳定时流入线框的电流为i，关于线框受到的安培力情况，下列说法正确的是()a整个线框受到的合力方向与bd连线垂直b整个线框沿y轴方向所受合力为0c整个线框在x轴方向所受合力为ka2i，沿

12、x轴正向d整个线框在x轴方向所受合力为ka2i，沿x轴正向解析：根据左手定则可知，dc边和be两边受的安培力大小相等，方向相反，ad边受的安培力水平向左，大小为f1bilka·i·aka2i，cb边受的安培力水平向右，大小为f2bilk·2a·i·a2ka2i，整个线框受的安培力水平向右，大小为f2f1ka2i，a、c、d错误，b正确答案：b10.(2017·吉林长春普通高中质检)利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度b.用绝缘轻质丝线把底部长为l、电阻为r、质量为m的“u”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源

13、，导线的电阻忽略不计当外界拉力f作用于力敏传感器的挂钩上时，数字电压表会有示数u，且数字电压表上的示数u与所加拉力f成正比，即ukf，式中k为比例系数当线框接入恒定电压为e1时，电压表的示数为u1；接入恒定电压为e2时(电流方向不变)，电压表示数为u2.则磁感应强度b的大小为()ab bbcb db解析：当通上电流后，对线框受力分析得出fmgbil，由于数字电压表上的读数u与所加外力成正比，即ukf，式中k为比例系数，有ukbilkb(i1i2)l，即u1u2kbl，整理得b，故a正确答案：a11.(多选)(2017·江西新余四中模拟)如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场

14、中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒pq放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触现在金属棒pq中通以变化的电流i，同时释放金属棒pq使其运动已知电流i随时间的变化关系为ikt(k为常数，k>0)，金属棒与导轨间存在摩擦则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的有()解析：对金属棒受力分析：受竖直向下的重力mg、垂直于导轨向里的安培力bil、垂直于导轨向外的弹力fn、竖直向上的摩擦力ff.fnbilbl·kt，mgffma，fffn，把代入得：mgbl·ktma，加速度先向下减小，当mgf时，加速度为零，速度最大，然后加速度反向逐渐增大，速度逐

15、渐减小最后速度为零，金属棒静止所以a、d正确答案：ad二、非选择题12.(2017·陕西渭南教学质量检测)如图所示，电源电动势为3 v，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1 m，两环分别与电源正负极相连现将一质量0.06 kg、电阻1.5 的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 t的匀强磁场当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？若已知环半径为0.5 m，此位置与环底的高度差是多少？解析：棒受的安培力fbil，棒中电流为i，代入数据解得f0.8 n，对棒受力分析如图所示(从右