高三物理磁场及其对电流的作用单元复习测试题（带答案）

7/7高三物理磁场及其对电流的作用单元复习测试题〔带答案〕高中物理与九年义务教育物理或者科学课程相衔接,主旨在于进一步提高同学们的科学素养,与实际生活联系紧密,研究的重点是力学。查字典物理网为大家推荐了高三物理磁场及其对电流的作用单元复习测试题,请大家仔细阅读,希望你喜欢。一、选择题1.一段直导线L=1m,其中通有I=1A的电流,受到垂直于纸面向外的大小为F=1N的磁场力作用,据此()A.既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小,又可以确定磁感应强度的方向B.仅能确定磁感应强度的大小,不能确定磁感应强度的方向C.仅能确定磁感应强度的方向,不能确定磁感应强度的大小D.磁感应强度的大小和方向均无法确定【答案】D【详解】考虑到I与B的方向不明确,无法用B=FIL确定磁感应强度的大小;仅知道F的方向,无法用左手定那么判断磁感应强度的方向.应选D.2.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一块条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图23所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看()A.圆环顺时针转动,靠近磁铁B.圆环顺时针转动,远离磁铁C.圆环逆时针转动,靠近磁铁D.圆环逆时针转动,远离磁铁【答案】C【详解】该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针,N极在内,S极在外,根据同极相互排斥,异极相互吸引,可得C项正确.3.如下图,金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中,弹簧的劲度系数为k,棒ab中通有稳恒电流,棒处于平衡,并且弹簧的弹力恰好为零.假设电流大小不变而方向相反,那么()A.每根弹簧弹力的大小为mgB.每根弹簧弹力的大小为2mgC.弹簧形变量为mg/kD.弹簧形变量为2mg/k【答案】AC【详解】弹簧的弹力恰好为零,说明安培力应向上与重力平衡,即F安=mg,假设电流大小不变而方向相反时,那么安培力应向下,但大小不变,弹簧弹力与安培力和重力平衡,即2kx=F安+mg=2mg,所以每根弹簧弹力的大小为mg,弹簧形变量为mg/k,选项A、C正确.4.如下图是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于东、西方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中,在两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,那么关于A、B带电情况的说法中正确的选项是()A.带同种电荷B.带异种电荷C.B带正电D.A带正电【答案】BD【详解】云层间闪电必须发生在异种电荷之间,故B正确;在云层间放电时,形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子,并在强电场的作用下做定向移动,形成电流,所以此题是考查通电直导线的右手定那么,由题意知,从西向东看,磁场是逆时针的,根据右手定那么可以判断电流是从A流向B的,故可知A带正电,B带负电,所以D选项正确.5.有两根长直导线a、b互相平行放置,如下图为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.假设两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,那么关于线段MN上各点的磁感应强度,以下说法中正确的选项是()A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零【答案】选BD.【详解】根据安培定那么和磁场的叠加原理,M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反,选项A错B对;在线段MN上只有在O点处,a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向,即只有O点处的磁感应强度为零,选项C错D正确.6.一段长0.2m,通过2.5A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的选项是()A.如果B=2T,F一定是1NB.如果F=0,B也一定为零C.如果B=4T,F有可能是1ND.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行【答案】选C.【详解】当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,07.如下图,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1T.位于纸面内的细直导线,长L=1m,通有I=1A的恒定电流.当导线与B1成60夹角时,发现其受到的安培力为零.那么该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为()A.12TB.32TC.1TD.3T【答案】选BCD.【详解】导线受到的安培力为零,可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向,可求出磁感应强度B2的最小值,B2小=B1sin60=32T,故B、C、D均正确.8如下图,质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为,那么以下说法正确的选项是()A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanB.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosC.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了【答案】选C.【详解】回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定,拉力大小也不能确定,故A、B错误;对回形针加热,回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了,所以选项C正确,D错误.9.如下图,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的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是()A.B=mgtan/(IL),方向垂直斜面向上B.B=mgsin/(IL),方向垂直斜面向下C.B=mgtan/(IL),方向竖直向上D.B=mg/(IL),方向水平向右【答案】选B.【详解】B方向垂直斜面向上,由左手定那么可知,安培力方向沿斜面向下,导线不可能静止,A错;同理可知C、D错;B方向垂直斜面向下,安培力沿斜面向上,由平衡条件得：BIL=mgsin,解得B=mgsinIL,故B项对.10.如下图,用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,ab、cd边均与ad边成60角,ab=bc=cd=L,长度为L的电阻丝电阻为r,框架与一电动势为E,内阻为r的电源相连接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,那么框架受到的安培力的合力大小为()A.0B.5BEL11rC.10BEL11rD.BELr【答案】选C.【详解】总电阻R=3r2r3r+2r+r=115r,总电流I=ER=5E11r,梯形框架受的安培力可等效为I通过ad边时受到的安培力,F=BIad=BI2L=10BEL11r,所以C选项正确.二、非选择题11.如下图,在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为610-2kg的通电直导线,电流强度I=1A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,那么需要几秒,斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)【答案】5s【详解】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如下图由平衡条件FTcos37=FFTsin37=mg由①②解得：F=mgtan37代入数值得：F=0.8N由F=BIL得B=FIL=0.810.4T=2TB与t的变化关系为B=0.4t解得t=5s12.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为且指向右斜上方,如下图,问：(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?(2)假设B的大小和方向均能改变,那么要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?【答案】(1)mg-BLEcosRBLEsinR(2)Bmin=mgREL水平向右从b向a看侧视图如下图【详解】(1)水平方向：f=F安sin①