2020版广西物理一轮复习考点规范练28 磁场的描述磁场对电流的作用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精考点规范练28磁场的描述磁场对电流的作用考点规范练第54页

一、单项选择题1。在地球赤道上进行实验时,用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0。将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上,让N极指向正北方向,如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1;现将条形磁铁以P点为轴心在水平面内旋转90°,使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度的大小应为（可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)()A。B1-B0 B。B1+B0C.B02+答案D解析根据题意，赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0，条形磁铁N极指向正北方向时,条形磁铁在P点产生的磁感应强度为B=B1-B0；条形磁铁N极指向正东方向时,条形磁铁产生的磁场的磁感应强度指向正东方向，与地磁场磁感应强度垂直,故P点的合磁感应强度为B’=B2+B02.如图所示，质量m=0。5kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度l=1m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内）.右侧回路中，电源的电动势E=8V、内阻r=1Ω，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正常工作.取sin37°=0。6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2，则磁场的磁感应强度大小为（)A。2T B。1.73TC.1。5T D.1T答案C解析电动机M正常工作时的电流I1=P1U=2A,电源内阻上的电压U'=E-U=8V—4V=4V,根据欧姆定律得干路中的电流I=U'r=4A,通过导体棒的电流I2=I—I1=2A，导体棒受力平衡,有BI2l=mgsin37°，得B=1.3。如图所示，两个圆形线圈P和Q悬挂在光滑绝缘杆上,通以方向相同的电流，若I1〉I2,P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q()A.相互吸引,F1〉F2 B。相互排斥，F1〉F2C。相互排斥,F1=F2 D.相互吸引,F1=F2答案D解析由于P、Q通以同向电流，据“同向电流相吸,异向电流相斥”可知,P、Q是相互吸引的,P、Q之间的相互吸引力遵循牛顿第三定律，总是等大、反向。4.奥斯特在研究电流的磁效应实验时,将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，导线不通电时,小磁针在地磁场作用下静止时N极指向北方，如图所示。现在导线中通有沿南向北的恒定电流I,小磁针转动后再次静止时N极指向（）A。北方 B.西方C.西偏北方向 D。北偏东方向答案C解析在导线中通有沿南向北的恒定电流I，由安培定则可判断出通电导线下方产生了由东指向西的磁场,根据磁场叠加原理，二者的合磁场方向沿西北方向,所以小磁针转动后再次静止时N极指向为西偏北方向，选项C正确。5。如图所示,现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为Ia=I、Ib=2I、Ic=3I、Id=4I的恒定电流。已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为B=kIr,式中常量k〉0,I为电流大小。忽略电流间的相互作用,若电流Ia在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B,则O点处实际的磁感应强度的大小及方向为（A。22B，方向由O点指向ad中点B。22B,方向由O点指向ab中点C。10B，方向垂直于纸面向里D.10B,方向垂直于纸面向外答案A解析由题意，直导线周围某点的磁感应强度的大小与电流的大小成正比,与距直导线的距离成反比。应用安培定则并结合平行四边形定则,可知A选项正确。6。一通电直导线与x轴平行放置,匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F。若将该导线做成34圆环,放置在xOy坐标平面内,如图所示,并保持通电的电流不变，两端点a、b连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为(A。F B。23C。223πF D答案C解析根据安培力公式，安培力F与导线长度l成正比,若将该导线做成34圆环，由l=34×2πR,解得圆环的半径R=2l3π,34圆环a、b两点之间的距离l’=2R=22l37。如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(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（1）电流元法如图所示,把直线电流等效为AO’、O’O、OB三段（O’O段极短)电流元,由于O'O段电流方向与该处磁场方向平行，所以不受安培力作用；AO'段电流元所在处的磁场方向倾斜向上,根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下,同理可知其所受安培力方向垂直于纸面向里。综上可知导线将以OO'段为轴顺时针转动(俯视).（2)特殊位置法把导线转过90°的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。综上所述,A正确。二、多项选择题8.指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是(）A。指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D。在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转答案BC解析指南针有N、S两个磁极,受到地磁场的作用静止时S极指向南方，选项A错误，B正确;指南针有磁性,可以与铁块相互吸引，选项C正确；由奥斯特实验可知,小磁针在通电导线放置位置合适的情况下,会发生偏转,选项D错误。9.均匀带电的薄圆盘的右侧,用拉力传感器A、B水平悬挂一根通电导线ab,电流方向由a到b，导线平行于圆盘平面。圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，与圆盘静止时相比,拉力传感器的示数增大了,悬线仍然竖直，则下列说法正确的是()A.圆盘带正电荷B。圆盘带负电荷C。若增大圆盘转动角速度,则传感器示数减小D。若改变圆盘转动方向，则传感器示数减小答案AD解析与圆盘静止时相比，拉力传感器的示数增大，悬线竖直，说明导线所受安培力方向竖直向下,由左手定则可判断，导线所在位置的磁感应强度方向水平向右；由安培定则可以判断,圆盘转动形成的等效电流与其转动方向相同，故圆盘带正电荷,A正确,B错误。若增大圆盘转动角速度，则等效电流增大,方向不变,产生的磁感应强度增大，传感器示数增大,C错误.若改变圆盘转动方向,则导线所在位置的磁场方向水平向左，导线所受安培力方向向上,传感器示数减小,D正确。10。如图甲所示,两根光滑平行导轨水平放置，间距为l,其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒,从t=0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T，最大值为Imax，图甲中I所示方向为电流正方向。则金属棒(）甲乙A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C。受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功答案ABC解析根据左手定则知金属棒在0～T2内所受安培力向右,大小恒定,故金属棒向右做匀加速运动;在T2~T内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等、方向相反，金属棒向右做匀减速运动,一个周期结束时金属棒速度恰好为零.以后始终向右重复上述运动,选项A、B、C正确。在0～T2时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力做正功;在T2～T时间内,安培力方向与运动方向相反，安培力做负功。在一个周期内,安培力所做的总功为零11.（2017·全国卷Ⅱ)某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A。左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C。左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D。左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉答案AD解析由于矩形线圈是由一根漆包线绕制而成,电流在环形线圈中通过，把左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉或者把左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉、右转轴下侧的绝缘漆刮掉,这样在半个周期内受到安培力作用而转动,在另半个周期内靠惯性转动,故选项A、D做法可行；把左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉,这样在半个周期内安培力是动力,另半个周期内安培力是阻力,阻碍线圈的转动，故选项B做法不可行;把左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，线圈中没有电流,线圈不受安培力作用，不能转动,故选项C做法不可行.三、非选择题12。如图所示，两平行金属导轨间的距离l=0.40m，金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B=0。50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4。5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0。040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2。5Ω,金属导轨电阻不计，g取10m/s2,sin37°=0.60，cos37°=0。80.求：（1)通过导体棒的电流;(2）导体棒受到的安培力大小;（3)导体棒受到的摩擦力。答案(1)1.5A(2）0。30N(3）0.06N解析（1）根据闭合电路欧姆定律I=ER0+r=（2）导体棒受到的安培力大小F安=BIl=0。30N。(3)导体棒受力分析如图所示，将重力正交分解，F1=mgsin37°=0。24N,F1〈F安，根据平衡条件mgsin37°+Ff=F安，解得Ff=0。06N。13。如图所示，位于同一个水平面上的两根平行金属导轨，放置在斜向左上、与水平面成θ角的匀强磁场中,一根质量为m的通有恒定电流I的金属条在导轨上向右运动。导轨间距离为l,金属条与导轨间的动摩擦因数为μ。（1）金属条以速度v做匀速运动,求磁场的磁感应强度的大小；(2)为了使金属条尽快运动距离x,可通过改变磁场的方向来实现，求改变磁场方向后,金属条运动位移x的过程中安培力对金属条所做的功.答案(1）μmgIl(sin解析(1）对金属条受力分析,如图，F=BIl竖直方向平衡有FN+Fcosθ=mg,水平方向匀速运动有Fsinθ-Ff=0,又Ff=μFN,联立解得B=μmgIl（2)金属条尽快运动距离x，