2023版高三一轮总复习物理（新教材新高考）课时分层作业24磁场的描述磁场对电流的作用

1、 课时分层作业(二十四)1下列关于磁场的相关判断和描述正确的是()甲乙丙丁A图甲中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B图乙中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止C图丙中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D图丁中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实C根据安培定则，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，故A错误；磁感线是闭合曲线，在磁体内部从S极指向N极，故B错误；根据右手螺旋定则，图中直导线下方有垂直纸面向里的磁场，N极向纸面内转动，故C正确；根据右手螺旋定则，图中环形导线内部有垂直纸面向外的磁场，N极向纸面外转动，故D错误。2(2021八省市联考

2、湖北)一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是()A通电直导线受到安培力的大小为ILBB无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力C通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面D安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功C只有通电导线垂直放入磁场中时，安培力大小才为ILB，平行放入磁场中，通电导线并不受到安培力的作用，A、B错误；根据左手定则可知安培力总是垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面，C正确；安培力方向与导线运动方向相同，对其做正功，相反则做负功，D错误。3(2021山东淄博统考)磁场的磁感

3、应强度大小在100 T(1 T106 T)之内，对人体是安全的。赤道上有一用于轻轨电车引电的载流长直导线，沿东西方向水平延伸，导线中通有大小为150 A，方向由东向西的电流。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为Bkeq f(I,r)，式中I为导线上的电流大小，r为某点距导线的距离，k1.3106 Tm/A，赤道表面附近的地磁场约为5.0105 T。下列说法正确的是()A在导线的正下方，电流产生的磁场方向自南向北B在导线正下方1.5 m处，电流产生的磁感应强度大小约为13 TC若考虑地磁场的影响，在导线的正上方1.5 m处，磁场对人体是安全的D若考虑地磁场的影响，在导线的正下方1.5

4、 m处，磁场对人体是安全的D由安培定则可判断出，在导线的正下方，电流产生的磁场方向自北向南，选项A错误；根据通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式Bkeq f(I,r)，可得在导线正下方1.5 m处，电流产生的磁感应强度大小约为B1.3106eq f(150,1.5) T1.3104 T130 T，选项B错误；若考虑地磁场的影响，地磁场方向为自南向北，在导线的正上方1.5 m处，电流产生的磁场方向自南向北，合磁感应强度大小为180 T，大于100 T，磁场对人体是不安全的，选项C错误；在导线的正下方1.5 m处，合磁感应强度大小为80 T，小于100 T，磁场对人体是安全的，选项D正确。4

5、(2021八省市联考广东)如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是()Aa点与b点的磁感应强度相同Ba点与c点的磁感应强度相同Ca点与d点的磁感应强度相同Da点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同B通电直导线在周围形成的磁场，磁感应强度大小为Beq f(kI,r)，方向由安培定则确定，从右向左看，并画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向，故选项B正确。5(2021广东卷)截面为正方

6、形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1I2，电流方向如图所示。下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()ABCDC根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”的作用规律可知，左、右两导线与长管中心的长直导线相互吸引，上、下两导线与长管中心的长直导线相互排斥，C正确。6(2021江西南昌高三摸底测试)如图所示，质量为m、长度为L的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂在O、O点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，金属棒中通以某一方向的电流，静止时两细线与竖直方向的夹角均为，重

7、力加速度为g，则()A金属棒MN所受安培力的方向垂直于OMNO平面向上B金属棒中的电流方向由N指向MC每条细线所受拉力大小为eq f(mg,2cos )D金属棒中的电流大小为eq f(mgtan ,2BL)C设每条细线所受拉力大小为F，可画出金属棒MN的受力分析图，如图所示。由左手定则可判断出金属棒所受的安培力方向垂直于磁场方向，与OMNO平面的夹角为90，金属棒中的电流方向由M指向N，选项A、B错误；对金属棒MN由平衡条件可得2Fcos mg，解得Feq f(mg,2cos )，选项C正确；设金属棒中的电流大小为I，则有tan eq f(BIL,mg)，解得Ieq f(mgtan ,BL)，

8、选项D错误。7(多选)(2021山东菏泽市统考)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大小。已知k2.0 N/m，ab的长度为0.20 m，bc的长度为0.05 m，B0.20 T，重力加速度为g。下列说法正确的是()A当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为eq

9、 f(mg,k)B若要电流表正常工作，应将MN的M端与电源正极相接C该电流表的量程是2.5 AD若将量程扩大到2倍，磁感应强度应变为0.40 TABC设未通过电流时弹簧的伸长量为x，则有mgkx得xeq f(mg,k)故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为eq f(mg,k)，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正确；设满量程时通过MN的电流为Im，则有BImlabmgk(lbcx)联立并代入数据得Im2.5 A故该电流表的量程是2.5 A，故C正确；设量程扩大后，磁感应强度变为B，则有2BIml

10、abmgk(lbcx)由解得B0.10 T故若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为0.10 T，故D错误。8电磁轨道炮是一种新型的军事武器，我国已经在军舰上进行测试。如图是电磁轨道炮的简化模型示意图。两根平行直金属导轨沿水平方向固定，在导轨上放置一金属杆，安放电磁炮弹，电磁炮弹和金属杆可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过电磁炮弹和金属杆，再从另一导轨流回电源。电磁炮弹和金属杆被推动而发射。在发射过程中，电磁炮弹和金属杆所在位置的磁场始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其磁感应强度为B。已知两导轨内侧间距L0.3 m，电磁炮弹和金属杆的总质量为m1

11、0 kg，沿导轨从静止开始滑行x5 m 后获得的发射速度v2.5103 m/s(此过程视为匀加速运动)A根据图中的推力和电流方向判断磁场方向垂直纸面向外B电磁炮弹和金属杆在磁场中的加速度为6.25106 mC整个发射过程中，消耗的电能为3.125107 JD若磁感应强度B与通过的电流I成正比，BkI，k2.5106 T/A，则通过电磁炮弹和金属杆的电流约为310D根据左手定则判断磁感应强度方向垂直纸面向里，A错误；电磁炮弹和金属杆从静止开始加速，根据运动学公式得aeq f(v2,2x)6.25105 m/s2，B错误；电磁炮弹和金属杆最后获得的动能为Ekeq f(1,2)mv23.125107

12、 J，消耗的电能除了提供电磁炮弹和金属杆的动能外，还有其他损耗，肯定大于3.125107 J，C错误；BkI，根据牛顿第二定律有kI2Lma，得出电流约为3106 A，D正确。9(2021河北石家庄模拟)如图所示，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度Bkeq f(I,r)，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。图中A点的坐标为(a，b)，若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为()Aeq f(a,b)I0，沿y轴正向 Beq f(a,b)I0，沿y轴负向Ceq f(

13、b,a)I0，沿y轴正向 Deq f(b,a)I0，沿y轴负向Ax轴方向导线中的电流在A点产生的磁场的磁感应强度大小Bxkeq f(I0,b)，由安培定则可知，磁场方向垂直纸面向外，由题知A点的磁感应强度为零，则y轴方向导线中电流产生的磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，由安培定则知，y轴放置的导线中电流方向沿y轴正向，其大小满足Bykeq f(I,a)keq f(I0,b)，则y轴放置的导线中电流的大小为Ieq f(a,b)I0，A项正确。10(2021山东泰安统考)已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示，现有通有电流大

14、小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条棱dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比为()A2eq r(3) B1eq r(3) C2eq r(2) D11A设正方体棱长为L，其中一根长直导线的电流在e点产生的磁感应强度为B0，则e点的磁感应强度大小为Beeq r(Boal( 2,0)Boal( 2,0)eq r(2)B0。处于hg边的长直导线到a点的距离为eq r(2)L，在a点产生的磁感应强度大小为eq f(r(2),2)B0；处于dh边的长直导线到a点的距离为L，在a点产生的磁感应强度大小为B0，所以a点的磁感应强度大小为Baeq

15、r(blc(rc)(avs4alco1(f(r(2),2)B0)eq sup12(2)Boal( 2,0)eq f(r(6),2)B0，BeBa2eq r(3)，A项正确。11如图所示是早期发明的一种电流计，它是根据奥斯特现象中小磁针的偏转来计量电流的，缺点是精确度不高、易受外界干扰。接通电流前，位于环形导线中央的小磁针仅在地磁场的作用下处于静止状态，调整电流计的方位，使环形导线与小磁针共面。当给环形导线通以恒定电流I时，小磁针偏转角；当给环形导线通以恒定电流kI时，小磁针偏转角。若已知环形导线圆心处的磁感应强度大小与通电电流大小成正比。关于这种电流计，下列说法正确的是()A该电流计测量结果与

16、地磁场的竖直分量有关B该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度均相同C小磁针偏转角满足关系式sin ksin D小磁针偏转角满足关系式tan ktan D令地磁场的磁感应强度的水平分量为B0，导线中电流为I、kI时，在小磁针处产生磁场的磁感应强度分别为B1、B2，则小磁针偏转的角度满足图示关系，所以有tan eq f(B1,B0)、tan eq f(B2,B0)，由环形导线圆心处的磁感应强度大小与通电电流成正比，可知B2kB1，联立解得tan ktan ，C错误，D正确；该电流计测量结果与地磁场的水平分量有关，与竖直分量无关，A错误；由于在地球上不同的位置，B0不同，所以所标刻度也不同，B错误

17、。12如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O点，杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流，空间有竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平位置，悬线与竖直方向的夹角为，若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90，在转动过程中通过改变磁场磁感应强度大小来保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是()A一直减小 B一直增大C先减小后增大 D先增大后减小C磁场在转动的过程中，杆处于平衡状态，杆所受重力的大小和方向不变，悬线的拉力方向不变，由图解法结合左手定则可知，在磁场沿逆时针方向缓慢转动的过程中，安培力先减小后增大，由FBIl可知，磁场的磁感应强度先减小后增大，C项正确。13如图所示，水平导轨间距为L0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m1 kg，电阻R00.9 ，与导轨接触良好；电源电动势E10 V，内阻r0.1 ，电阻R4 ；外加匀强磁场的磁感应强度B5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成夹角53，ab与导轨间的动摩擦因数为0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线