【2019最新】精选高考物理总复习练习：第26课磁场磁场对电流的作用Word版含解析

1、【2019最新】精选高考物理总复习练习：第26课 磁场磁场对电流的作用Word 版含解析1安培定则a根据安培定则分析电流产生的磁场(1)( 经典题， 6 分) 下列几幅图中，由电流产生的磁场方向正确的是()答案： B解析：通电直导线电流产生的磁场的方向，可以利用右手螺旋定则判断，大拇指指向直导线电流方向，四指指向磁感线方向，故A 项错误。对于环形电流，四指弯曲方向为电流方向，大拇指指向内部中轴线磁场方向，故B 项正确。从上往下看，线框的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可知轴线上磁场的方向向下，故C 项错误。电流方向上边垂直于纸面向里，下边垂直于纸面向外，则根据安培定则，螺线管内部的磁场方向向

2、左，故D项错误。b利用安培定则判断磁场方向进而求解磁感应强度(2)(2017全国， 6 分) 如图所示，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，纸面内欢迎下载。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 ()A.0 B.B0 C.B0 D. 2B0答案： C解析：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，则两导线在a 点产生的磁感应强度与外加磁场的磁感

3、应强度大小相等、方向相反，如图 (a) 所示。则外加磁场的方向与 PQ平行，由 Q指向 P，大小满足B1B0。根据几何关系有BPcos 30°B0，解得 P 或 Q通电导线在 a 点的磁感应强度大小为BPB0。当 P 中电流反向，其他条件不变，通电导线在a 点产生的磁感应强度如图 (b) 所示。根据几何关系有B2B0，且外加磁场不变，故在a 点的磁感应强度大小为B blc(rc)(avs4alco1(f(r(3),3)B0)2)B0，故 C项正确。2通电导线在磁场中受到的力a用左手定则判断安培力的方向(3)( 经典题， 6 分) 如图所示，把一个重力不计的通电直导线水平放【2019最

4、新】精选高考物理总复习练习：第26课磁场磁场对电流的作用Word版含解析在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通如图所示方向电流 I 时，导线将如何运动 ( 从上往下看 )()A顺时针方向转动，同时下降B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降D逆时针方向转动，同时上升答案： A解析：在导线两侧取两小段，左侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，则导线顺时针转动，转动的过程中，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为顺时针转动，同时下降，故A 项正确。b安培力 FBIL 中的 L 是指有效长度(4)( 经典题， 6 分

5、 ) 如图所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，且与磁场方向( 垂直于纸面向里) 垂直。线段ab、bc 和 cd 的长度均为L，且 abc bcd135°。流经导线的电流为 I ，方向如图中箭头所示。导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力()A方向沿纸面向上，大小为( 1)ILB3 / 93 / 9B方向沿纸面向上，大小为( 1)ILBC方向沿纸面向下，大小为( 1)ILBD方向沿纸面向下，大小为( 1)ILB答案： A解析：导线 abcd 的有效长度为 ( 1)L ，根据 FBIL ，可知导线受到的安培力大小为 ( 1)BIL ，根据左手定则可以判断，导

6、线受到的安培力沿纸面向上，故 A 项正确。3安培力作用下导体的平衡及运动a根据通电导体在磁场中受力平衡求参量(5)(2015全国， 12 分) 如图所示，一长为10 cm 的金属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为 0.1 T ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为 2 。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm。重力加速度大小取10 m/s2 。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的

7、质量。答案：竖直向下 (2 分)0.01 kg(10 分)解析：根据题意，开关闭合后，电流方向从b 到 a，由左手定则可【2019最新】精选高考物理总复习练习：第26课磁场磁场对电流的作用Word版含解析知，金属棒所受的安培力方向竖直向下。(2 分)开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长量为l1 0.5 cm 。根据胡克定律和力的平衡条件有2kl1 mg(2 分)开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为FBIL(2 分)两弹簧各自再伸长了l2 0.3 cm ，根据胡克定律和力的平衡条件有2k(l1 l2) mgF(2 分)根据欧姆定律有EIR(2 分)联立，代入数据解得m0.01 kg(2 分)b

8、通电导体在磁场中处于平衡状态需要满足的条件(6)( 经典题， 6 分) 有一金属棒ab，质量为 m，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L，其平面与水平面的夹角为，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与轨道的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，回路中电源电动势为5 / 95 / 9E，内阻不计 ( 假设金属棒与轨道间动摩擦因数为) ，则下列说法正确的是 ()A若 R，导体棒不可能静止B若 R，导体棒不可能静止C若导体棒静止，则静摩擦力的方向一定沿轨道平面向上D若导体棒静止，则静摩擦力的方向一定沿轨道平面向下答案： B解析：根据闭合电路欧姆定律可得I ，当导体棒受到的

9、摩擦力向上且刚好静止时，根据共点力平衡可得BIL mgcos mgsin，解得 R 。当导体棒受到的摩擦力向下且刚好静止时，根据共点力平衡可得 BILmgcos mgsin ，解得 R。故电阻的范围在 R 时，导体棒静止，故 A 项错误， B 项正确。根据以上分析可知静摩擦力可能沿轨道平面向上，也可能沿轨道平面向下，也可能恰好为零，故 C项、 D项均错误。c通电导体在磁场中做切割磁感线运动(7)( 经典题， 8 分) “电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L0.2 m 。在导轨间有竖直向上的匀强

10、磁场，磁感应强度B1×102【2019最新】精选高考物理总复习练习：第26课磁场磁场对电流的作用Word版含解析T。“电磁炮”弹体总质量m0.2 kg ，其中弹体在轨道间的电阻R0.4 ，可控电源的内阻r 0.6 ，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I 4×103A，不计空气阻力。求：弹体从静止加速到4 km/s ，轨道至少要多长；弹体从静止加速到4 km/s 过程中，该系统消耗的总能量。答案： 20 m(3 分)1.76 ×106 J(5分)解析：在导轨通有电流 I 时，弹体作为导体做切割磁感线运动，受

11、到安培力的作用，有FILB(1 分)根据动能定理有Fxmv2(1 分)弹体从静止加速到v4 km/s解得轨道至少需要的长度为x20 m(1 分)弹体从静止加速到v4 km/s 过程中，根据牛顿第二定律有Fma(1 分)根据运动学公式有vat(1 分)7 / 97 / 9根据焦耳定律，发射过程中产生的热量有QI2(R r)t(1分)弹体的动能 Ekmv2系统消耗的总能量为EEkQ(1 分)解得 E1.76 ×106 J(1分)d磁流体问题(8)(2018改编， 8 分) 磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图 (a) 是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道( 简称通道 ) 组成。如图 (b) 所示，通道尺寸a2.0 m 、b0.15 m 、c0.10 m 。工作时，在通道内沿z 轴正方向加 B8.0 T 的匀强磁场；沿 x 轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压 U99.6 V ；海水沿 y 轴方向流过通道。已知海水的电阻率0.20 ·m。船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向。答