高考物理考前排查练 热点12磁场的性质安培力

热点12磁场的性质安培力1.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图1.结合上述材料，下列说法不正确的是()图1A．地理南、北极与地磁场的北、南极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用答案C解析地球为一巨大的磁体，地磁场的南、北极在地理上的北极和南极附近，并不重合，地球内部也存在磁场，故A、B正确；只有赤道附近上空磁场的方向才与地面平行，故C错误；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不平行，一定受到地磁场力的作用，故D正确．2．(2021·广东卷·5)截面为正方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，I1≫I2，电流方向如图2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()图2答案C解析因I1≫I2，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线I2要受到I1吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线I2要受到I1排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C，故选C.3．(2021·浙江省高三专题练习)通有电流的I直导线竖直放置，且可绕O点向各个方向转动，电流方向如图3所示，O为直导线的中心，下列哪种情况将会发生()图3A．导线受磁场力的作用，绕O点逆时针方向转动B．导线受磁场力的作用，绕O点上端向外，下端向里转动C．导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动D．导线不受磁场力的作用，故不转动答案C解析条形磁铁的磁感线分布如图所示，用左手定则可判断出通电直导线上端受安培力方向向外，下端受安培力方向也向外，上端磁感线疏松，下端磁感线密集，可知上端磁感应强度小，导线所受安培力较小，下端磁感应强度较大，导线所受安培力较大，所以导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动．故选C.4．(2021·河南省高三月考)如图4所示，在平面直角坐标系xOy中放置着两根相互平行的通电直导线，其中一根直导线与y轴重合，另一根直导线在x＝a处，两直导线中电流大小相等，方向均沿y轴负方向．已知直线电流周围空间某点的磁感应强度大小B＝keq\f(I,r)，其中I为直线电流的大小，r为空间某点到直线电流的距离．若规定垂直纸面向外的方向为磁感应强度的正方向，则两通电直导线在0<x<a之间产生的磁感应强度随x变化的图象正确的是()图4答案A解析根据右手螺旋定则可得左边通电直导线在两根直导线之间的磁感应强度方向为垂直纸面向外，为正，右边通电直导线在两根直导线之间的磁感应强度方向为垂直纸面向里，为负，离直导线越远磁感应强度越弱，在两根直导线中间位置的磁感应强度为零，故选A.5．(2018·浙江11月选考·7)电流天平是一种测量磁场力的装置，如图5所示，两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上，当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是()图5A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力答案A解析装置的构造模型为两个线圈和一个杠杆，当线圈中通有同向电流时互相吸引，通有异向电流时互相排斥，故当天平示数为负时表示两线圈互相吸引，所以为同向电流，A正确，B错误；根据牛顿第三定律可知线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力等于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力，由相互作用力的特点知线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力不是一对相互作用力，故C、D错误．6.如图6所示为电流天平，可用来测定磁感应强度．天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，宽度为L，线圈悬挂于右盘且下端处于匀强磁场中，磁场方向水平且垂直纸面，调节天平平衡．当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平的右端低左端高，在左盘中增加质量为Δm的砝码，天平重新平衡．重力加速度为g，则下列说法正确的是()图6A．磁场的方向垂直纸面向外B．本装置必须用顺时针方向电流C．可测得B＝eq\f(Δmg,NIL)D．线圈匝数越少测量的越精确答案C解析当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平右端低左端高，说明通电线圈产生的安培力向下，根据左手定则判断出磁场的方向垂直于纸面向里，故A错误；本装置施加的电流方向与磁场方向有关，故B错误；根据平衡关系可知，增加的安培力大小等于左盘中增加的砝码的重力大小，故Δmg＝NBIL，解得B＝eq\f(Δmg,NIL)，故C正确；线圈的匝数越少，受到的安培力越小，测量增加的砝码质量误差越大，越不精确，故D错误．7．(多选)(2018·全国卷Ⅱ·20)如图7，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为eq\f(1,3)B0和eq\f(1,2)B0，方向也垂直于纸面向外．则()图7A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为eq\f(7,12)B0B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为eq\f(1,12)B0C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为eq\f(1,12)B0D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为eq\f(7,12)B0答案AC解析外磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知在b点：eq\f(1,2)B0＝B0－B1＋B2在a点：eq\f(1,3)B0＝B0－B1－B2由上述两式解得B1＝eq\f(7,12)B0，B2＝eq\f(1,12)B0，A、C项正确．8.(多选)如图8所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态．图中圆圈为垂直于纸面放置的直导线的横截面，当导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为FN2.下列说法正确的是()图8A．若导线位于图中位置1且电流方向向外，则FN1>FN2B．若导线位于图中位置1且电流方向向里，则弹簧伸长量增大C．若导线位于图中位置2且弹簧伸长量增大，则导线中电流方向向里D．若导线位于图中位置2且弹簧伸长量增大，则FN1>FN2答案AC解析条形磁铁的外部磁场方向是由N极指向S级，位置1的磁场方向沿斜面向下，位置2的磁场方向斜向左上方，若导线位于图中位置1且电流方向向外，根据左手定则可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向下，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直斜面向上，可知磁铁对斜面的压力减小，有FN1>FN2，故A正确；若导线位于图中位置1且电流方向向里，根据左手定则可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向上，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直斜面向下，但弹簧的弹力大小仍等于磁铁重力沿斜面方