高二物理 第15单元45分钟过关检测（电流表的工作原理）（有解析） 大纲人教版第二册

1、训练13 电流表的工作原理基础过关 看一看,很简单!1.关于磁电式电流表，下列说法正确的是( )A.电流表的工作原理是安培力对通电导线的加速作用(从左向右看)B.电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用 C.电流表指针的偏转角与所通电流成正比D.电流表指针的偏转角与所通电流成反比答案：BC2.要想提高磁电式电流表的灵敏度，不可采用的办法有( ) A.减小线圈匝数 B.增加永久磁铁的磁感应强度C.换用弹性较强的游丝，增大反抗力矩 D.增大线圈面积答案：AC3.如图所示，abcd是一竖直的矩形导线框，线框面积为S，放在磁感应强度为B的均匀水平磁场中，ab边在水平面内且与磁场方向成60°

2、;角.若导线框中的电流为I，则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于( )A.IBS B. C. D.2BIS答案：B4.对于在匀强磁场中放置的通电线圈，下列说法中正确的是( )A.线圈平面平行于磁感线时，所受合力最大，合力矩也最大B.线圈平面平行于磁感线时，所受合力为零，合力矩最大C.线圈平面垂直于磁感线时，所受合力为零，合力矩也为零D.线圈平面垂直于磁感线时，所受合力为零，合力矩最大答案：BC5.电流通过线圈而使线圈转动的原因_是.当_时，线圈就停止转动，线圈中的电流越大，指针偏转角度就越_.答案：线圈受到的安培力矩 螺旋弹簧产生的力矩与安培力的力矩平衡 大6.如图所示为磁电式电流表

3、的内部示意图.已知辐射状磁场的磁感应强度B=0.9 T,矩形线圈边长L1=2 cm,L2=2.5 cm，匝数N=2 000，电流表的满偏角为=90°,与线圈相连的两个螺旋弹簧总的扭转特征是：每扭转1°，产生的力矩为1×10-6 N·m.求该电流表的满偏电流. 答案：100 A解析：线圈受的安培力矩M1=NBL1L2I=2 000×0.9×0.02×0.025I弹簧产生的反抗力矩M2=90×1×10-6 N·m由于M1=M2则.巩固提高 想一想,没问题!7.在匀强磁场中放置一个边长为a的正方形闭合

4、线圈，线圈中电流为I，磁场的磁感应强度为B，线圈平面与磁感线平行.线圈受到的磁场作用情况是( )A.合力不为零，合力矩为零 B.合力为零，合力矩为Ba2IC.合力不为零，合力矩为2Ba2I D.合力为4BaI,合力矩为零 答案：B8.如图所示，一个矩形线框放在匀强磁场中能绕OO轴转动，当线框中通有如图所示方向的恒定电流时，在线框转动90°的过程中( ) A.ab边和cd边受到的安培力不变，电磁力矩逐渐变小B.ab边和cd边受到的安培力逐渐减小，电磁力矩逐渐变小C.ad边和cb边始终不受安培力D.ad边和cb边受到的安培力逐渐变大，但电磁力矩为零答案：AD解析：在线框转动90°

5、;的过程中，对ab边和dc边，由F=BILsin(为B和I的夹角)，B与I始终垂直，所以安培力大小不变，方向也不变，而由M=BIScos(为B与S夹角)，转动过程中逐渐增大，则M逐渐变小，故选项A正确. 对ad边、cb边，逐渐增大，所受安培力逐渐变大，方向分别为向上和向下，不产生转动力矩，所以电磁力矩为零.故选项D也正确.9.矩形线圈abcd放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴，磁感应强度B=1.34×10-2 T，如图所示.线圈边长ad=6 cm,ab=8 cm，线圈是均匀的，总质量为2.8×10-3 kg，此线圈可绕ad边自由转动.当线圈静止在与xOz平面成30°角

6、的位置时，则通过线圈的电流的大小为_，方向为_(g取10 m/s2).答案：10 A abcda解析：设矩形线圈abcd的总质量为m0则ab、cd边的重力为m1g=4m0g/7=1.6×10-2 Nm1的重力的力矩为M1=m1g×0.5Labsin30°=1.6×10-2×0.5×0.08×0.5 N·m=3.2×10-4 N·m bc边的重力为m2g=3m0g/14=6×10-3 Nm2的重力的力矩为M2=m2g×Labsin30°=6×10-3

7、5;0.08×0.5 N·m=2.4×10-4 N矩形线圈的重力的力矩为MG=M1+M2=5.6×10-4 N·m矩形线圈所受的电磁力矩为M电=BIScos30° 得电流的大小为I=MG/BScos30°=5.6×10-4/1.34×10-2×0.06×0.08×0.866 A=10 A 方向沿abcda(左手定则分析bc边的安培力便可获得).10.设电流计中的磁场为均匀辐向分布的磁场，如图(乙)中abcd表示的是电流计中的通电线圈.ab=cd=1 cm,ad=bc=0.9

8、cm,共有50匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为0.5 T.已知线圈每偏转1°，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为2.5×10-8 N·m.求:(1)当线圈中通有0.6 mA的电流时，线圈偏转的角度;(2)当线圈转过90°时，该电流表中通过的电流.答案：(1)54° (2)1.0×10-3 A解析：(1)当线圈中通过0.6 mA的电流时，设指针偏角为，则磁场对通电线圈的磁力矩M1=NBIS，而弹簧产生的阻力力矩M2=2.5×10-8 ,由平衡条件得M1=M2,即NBIS=2.5×10-8：则=54°.(2)当

9、线圈转过90°时，则应通以电流Im，由平衡条件得：NBImS=2.5×10-8×90°所以有.拓展应用 跳一跳,够得着!11.有一个电流表接在电动势为E、内阻为r(r经过处理，阻值很大)的电池两端，指针偏转了30°.如果将其接在电动势为2E、内阻为2r的电池两端，其指针的偏转角( )A.等于60° B.等于30°C.大于30°,小于60° D.大于60°答案：C解析：当接在第一个电池上时，接在第二个电池上时，因为偏转角与I成正比，所以所以,则12.所以30°260°.故C选项

10、正确.12.如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以自由运动的通电线圈abcd,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内.则通电线圈的运动情况是( )A.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动B.ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动C.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动D.ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动答案：C解析：先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线，如图所示(这是先决条件)，ab边处在水平方向的磁场分量，根据左手定则，ab边受的安培力指向纸里；cd边处也有水平方向的磁场分量，cd边受的安培力指向纸外.bc边和da边的合力为零.整个线圈发生ab向里、cd向外的转

11、动(具体分析一下为什么会抵消).当线圈由图示位置到转过90°的过程中，根据左手定则，da边受到的安培力向上，bc边受到的安培力向上，由于da处磁场较强，所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力，合力向下.综合以上分析，选项C正确. 13.在倾角=30°的斜面上，固定一金属框架，宽l=0.25 m，接入电动势E=12 V内阻不计的电池.垂直框的两对边放有一根质量m=0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数=,整个装置放在磁感应强度B=0.8 T.垂直框面向上的匀强磁场中，如图所示.为使金属棒静止在框架上，滑动变阻器R的阻值应在什么范围内？(设棒受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，取g=10 m/s2)答案：1.6 R4.8 解析：金属棒共受四个力作用(重力、支持力、安培力及摩擦力).摩擦力的方向可能沿斜面向下，也可能向上，需要分别讨论：当R较大时，I较小，安培力