2019届高考物理一轮复习第9章磁场第一节磁场及其对电流的作用达标诊断高效诊断

第一节磁场及其对电流的作用(建议用时：60分钟)一、单项选择题1．(2018·山东青岛模拟)一通电直导体棒用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上，静止在水平川址(如正面图)．现在通电导体棒所处地址加上匀强磁场，使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的地址．若是所加磁场的强弱不相同，则磁场方向的范围是(以下选项中各图均是在侧面图的平面内画出的，磁感觉强度的大小未按比率画)( )解析：选C.要使导体棒能够静止在偏离竖直方向θ角(如侧面图)的地址，则安培力的范围是由竖直向上顺时针转到沿细线向下，能够竖直向上，但不能够沿细线向下．再由左手定则可知磁感觉强度的方向是由水平向右顺时针转到垂直于细线向下，但不能够沿垂直于细线向下．因此C图正确．2.(2018·沈阳模拟)以下列图，条形磁铁放在桌子上，一根通电直导线由S极的上端平移至

N极的过程中，导线保持与磁铁垂直，

导线的通电方向如图，则在这个过程中磁铁碰到的摩擦力(保持静止)( )A．为零B．方向由向左变为向右C．方向保持不变D．方向由向右变为向左解析：选B.由图可知通电导线所在地址的磁场的方向，依照左手定则能够判断通电导线所受安培力的方向以下列图，显然安培力有一个水平方向的重量，依照牛顿第三定律可知条形磁铁碰到通电导线的安培力也有一个水平方向的重量，而由于条形磁铁保持静止，故条形磁铁所受地面的静摩擦力与安培力在水平方向的重量互相平衡．故当导线在条形磁铁的左侧上方时条形磁铁所受的静摩擦力方向向左，而当导线运动到条形磁铁的右半部分上方时条形磁铁所受地面的静摩擦力水平向右．故条形磁铁所受摩擦力的方向由向左变为向右，故

B正确，

A、C、D错误．3.一个能够自由运动的线圈

L1和一个固定的线圈

L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，以下列图．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( )A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动解析：选B.法一电流元解析法把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又能够看作无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，依照安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，

因此从左向右看线圈

L1将顺时针转动．法二

等效解析法把线圈

L1等效为小磁针，该小磁针恰好处于环形电流

I2的中心，小磁针的

N极应指向该点环形电流

I2的磁场方向，由安培定则知

I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而

L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，因此从左向右看，线圈L1将顺时针转动．法三结论法环形电流I1、I2之间不平行，由于两不平行的电流的互相作用，则两环必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动．4．以下列图，长为L的通电直导体棒放在圆滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感觉强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长，棒处于静止状态．则( )xA．导体棒中的电流方向从b流向akxB．导体棒中的电流大小为

BLC．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，

x变大D．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，

x变大解析：选

B.由受力平衡可知安培力方向水平向右，由左手定则可知，导体棒中的电流方向kx从a

流向

b，故

A错误；由于弹簧伸长为

x，依照胡克定律有

kx＝BIL，可得

I＝BL，故

B正确；若只将磁场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度，

则安培力在水平方向上的分力减小，依照力的平衡可得，弹簧弹力变小，以致

x变小，故

C、D错误．以下列图，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感觉强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触优异，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝3v0的速度向，在安培力的作用下，金属棒以3右匀速运动，经过改变磁感觉强度的方向，可使流过金属棒的电流最小，此时磁感觉强度的方向与竖直方向的夹角为()A．37°B．30°C．45°D．60°解析：选

B.由题意对棒受力解析，设磁感觉强度的方向与竖直方向成

θ角，则有

BILcos

θ＝μ

(mg－

BILsin

θ

)

，整理得

BIL

＝mgcosθ＋μsinθ.电流有最小值，就相当于安培力有最小值，最后由数学知识解得：θ＝30°，则A、C、D错，B对．6．(2018·上海杨浦区模拟)以下列图，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的圆滑绝缘框架上，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＝8V、内阻r＝1Ω，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正E常工作．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小g＝10m/s2，则磁场的磁感应强度大小为()A．2TB．1.73TC．1.5TD．1TP1解析：选C.电动机M正常工作时的电流I1＝U＝2A，电源内阻上的电压U′＝E－U＝8V－4V＝4V，依照欧姆定律得干路中的电流U′＝4A，经过导体棒的电流I2＝I－I1＝2A，I＝r导体棒受力平衡，有BIL＝mgsin37°，得B＝1.5T，只有选项C正确．2二、多项选择题7．(2018·甘肃兰州一中模拟)质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流经过杆，杆恰好静止于导轨上，在以下列图的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力必然不为零的是()解析：选CD.A图中杆碰到向下的重力，水平向右的安培力和垂直于导轨的支持力的作用，在这三个力的作用下，能够处于平衡状态，摩擦力能够为零．B图中杆子受重力、竖直向上的安培力，在这两个力的作用下，能够处于平衡状态，故摩擦力可能为零．C图中杆碰到的重力竖直向下，安培力竖直向下，支持力垂直导轨向左上方，杆要静止的话，必然要碰到沿导轨向上的摩擦力的作用，摩擦力不能能为零．D图中杆碰到的重力竖直向下，安培力水平向左，支持力垂直导轨向左上方，杆要静止的话，必然要碰到沿导轨向上的摩擦力的作用，摩擦力不能能为零，本题选摩擦力不能能为零的，应选C、D.8．图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，

L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．

当电磁铁线圈两端

a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不相同的直流电源上时，

L便在导轨上滑动．以下说法正确的选项是

(

)A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析：选BD.若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判断金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A选项错误，同理判断B、D选项正确，C选项错误．(2018·长沙长郡中学摸底测试)以下列图，同一平面内有两根平行的无量长直导线

1和

2，通有大小相等、方向相反的电流，

a、b

两点与两导线共面，

a点在两导线的中间且与两导线的距离均为

r，b点在导线

2右侧，与导线

2的距离也为

r.现测得

a

点的磁感觉强度大小为

B0，已知距一无量长直导线

d处kI的磁感觉强度大小B＝d，其中k为常量，I为无量长直导线的电流大小，下列说法正确的选项是( )B0A．b点的磁感觉强度大小为4B0B．若去掉导线2，b点的磁感觉强度大小为6C．若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b点的磁感觉强度为0D．若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a点的磁感觉强度大小仍为B0解析：选BD.依照＝kI，可知，a点磁感觉强度0＝kI＋kI＝2kI，则：kI＝10，依照右BdBrrrr2BbkIkI21手螺旋定则，此时b点磁感觉强度为：B＝r－3r＝3r＝3B，方向向外，应选项A错误；若去掉导线2，b点的磁感觉强度大小为：kI11中电流Bb＝3＝6B0，应选项B正确；若将导线r大小变为原来的2倍，b点的磁感觉强度为bkIk2IkI1C错B＝r－3r＝3r＝6B0，方向向外，应选项误；若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a点的磁感觉强度大小为ak2IB＝r＝B0，应选项D正确．通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则以下判断正确的选项是( )A．L2绕轴O按顺时针转动B．L2绕轴O按逆时针转动C．4绕轴按顺时针转动LOD．L4绕轴O按逆时针转动解析：选

BC.题图甲中由右手螺旋定则可知导线

L1上方磁场垂直纸面向外，

且离导线

L1的距离越近，磁场越强，导线

L2上每一小部分碰到的安培力方向均水平向右，但

O点下方部分安培力较大，因此

L2绕轴

O按逆时针转动，

A错，B对；图乙中

O点上方导线

L4所受安培力向右，O点下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，C对，D错．三、非选择题(2018·江苏泰州模拟)以下列图，在倾角为37°的圆滑斜面上有一根长为0.4m、质量为6×10－2kg的通电直导线，电流大小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，整个装置放在磁感觉强度每秒增加0.4T、方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力以下列图．由平衡条件得FTcos37°＝FFTsin37°＝mg两式联立解得mgF＝tan37°＝0.8N由F＝BIL得FB＝IL＝2T由题意知，B与t的变化关系为B＝0.4t(T)代入数据得t＝5s.答案：5s以下列图，将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中．当金属棒中通以0.4A的电流时，弹簧恰好不伸长．g＝10m/s2.求匀强磁场的磁感觉强度的大小；(2)当金属棒中经过大小为0.2A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1cm.若是电流方向由b到，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？a解析：(1)弹簧恰好不伸长时，ab棒碰到向上的安培力BIL和向下的重力