2020版高考物理一轮复习第九章磁场(第1课时)课时作业(含解析)

课时作业【基础练习】一、磁感觉强度、磁感线与磁场的叠加1．(2017鞍山一中月考)(多项选择)如下图，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感觉强度1＝2T．位于纸面内的细直导线，长＝1m，通有I＝0.5A的恒定电流，当导线与1BLB成60°夹角时，发现其遇到的安培力为零，则该地区同时存在另一匀强磁场的磁感觉强度B2的大小可能为()A．3TB．2TC.3TD．1TABC分析：假如通电导线所受安培力为零，则说明电流方向与磁场方向平行，说明该地区同时存在另一匀强磁场B2，而且B2与B1的合磁场的磁感觉强度方向沿导线方向，如下图．由三角形定章可知，当

B2与合磁场

(通电导线

)垂直时，磁场最小

B2最小＝B1sin60

°，则B2≥B1sin60

°＝

3T.2．如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的

M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．

a、O、b在

M、N的连线上，

O为

MN的中点，

c、d位于

MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．对于以上几点处的磁场，以下说法正确的是()A．O点处的磁感觉强度为零B．a、b两点处的磁感觉强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感觉强度大小相等，方向同样D．a、c两点处磁感觉强度的方向不一样C分析：由安培定章可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感觉强度必定不为零，选项A错误；两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下，因为对称性，导线M在a处产生磁场的磁感觉强度等于导线N在b处产生磁场的磁感觉强度，同时导线M在b处产生磁场的磁感觉强度等于导线N在a处产生磁场的磁感觉强度，所以a、b两处磁感觉强度大小相等，方向同样，选项B错误；两导线在c、d处产生的磁场垂直于c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感觉强度相等，由平行四边形定章可知，c、d两点处的磁感觉强度大小相等，方向同样，选项C正确；、c两处磁感觉强度的方向均竖直向a下，选项D错误．3．(2017西安八校联考)(多项选择)如下图，在xOy平面内有两根平行y轴水平搁置的长直导线，通有沿y轴正方向大小同样的电流I，两导线对于y轴对称，P为x轴上一点，Q为z轴上一点，以下说法正确的选项是()A．O点处的磁感觉强度为零B．P，Q两点处的磁感觉强度方向垂直C．P，Q两点处的磁感觉强度方向平行D．正电荷从

O点沿

z轴向上运动不受洛伦兹力作用AB

分析：由安培定章及矢量合成法例知，两导线在

O点产生的磁感觉强度等大反向，则合磁感觉强度为零；

在Q点产生的磁感觉强度方向向左，

在P点产生的磁感觉强度竖直向上；由左手定章知，正电荷从O点沿z轴向上运动受沿y轴正向的洛伦兹力．二、安培力的大小及方向4．图中a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如下图．O点为三角形的中心(O到三个极点的距离相等)，则()A．O点的磁感觉强度为零B．O点的磁场方向垂直Oc向下C．导线a遇到的安培力方向竖直向上D．导线

b遇到的安培力方向沿

bc连线方向指向

cB分析：依据右手螺旋定章，通电导线

a在

O点产生的磁场平行于

bc

向左，通电导线b在O点产生的磁场平行ac指向右下方，通电导线c在O点产生的磁场平行ab指向左下方；因为三导线电流大小相等，到

O点的距离同样，依据平行四边形定章，

O点合场强的方向垂直Oc向下，故

A错误，

B正确；依据左手定章，联合矢量合成法例，导线

a遇到的安培力方向水平向左，导线

b遇到的安培力方向平行于

ac斜向左上方，故

C、D错误．5．(多项选择)如下图，在倾角为α的圆滑斜面上，水平搁置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感觉强度程中，以下说法中正确的选项是(

)

B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过A．此过程中磁感觉强度B渐渐增大B．此过程中磁感觉强度B先减小后增大sinαC．此过程中磁感觉强度B的最小值为mgILD．此过程中磁感觉强度B的最大值为mgtanαILAC分析：导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于均衡状态，当外加匀强磁场的磁感觉强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，导体棒受力的动向变化如下图，则由图知安培力渐渐增大，即此过程中F磁感觉强度

B渐渐增大；刚开始安培力

F最小，有

sin

α＝，所以此过程中磁感觉强度mg

Bmgsin

α

mg的最小值为

IL

；最后安培力最大，有

F＝mg，即此过程中磁感觉强度

B的最大值为

IL.6．(2015江苏卷)如下图，用天平丈量匀强磁场的磁感觉强度．以下各选项所示的载流线圈匝数同样，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小同样的电流，天平处于均衡状态．若磁场发生细小变化，天平最简单失掉均衡的是()A分析：当磁场发生细小变化时，回路中产生感觉电流，依据

E＝n

BtS剖析，回路

A中产生的感觉电动势最大，感觉电流最大，线圈在磁场中的有效长度

L也最长，由

F＝nILB可知，

A中载流线圈遇到的安培力最大，最简单失掉均衡，

A项正确．三、安培力作用下导体运动7．(2018

长沙模拟

)如图，蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平搁置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动状况将是()A．静止不动B．向纸外平动C．N极向纸外转动，S极向纸内转动D．N极向纸内转动，S极向纸外转动分析：第一画出导线所在地点的磁感线散布状况如下图，导线左侧与右侧的磁场方向不一样，故把导线分为左右两部分．由左手定章可知左侧的导线遇到向内的作使劲，右侧的导线遇到向外的作使劲，所以导线左侧向内转动，右侧向外转动，此刻导线固定，蹄形磁铁能够自由转动，磁铁的转动方向与导线的转动方向相反，所以蹄形磁铁的N极向外转动，S极向内转动．8．(多项选择)如下图，细线下悬挂的圆环a中通有顺时针方向的电流I1，在圆环的正下方固定有一根足够长直导线b，圆环静止时导线b垂直于圆环平面．此刻导线b中通有方向向外的电流I2，圆环从头静止后，以下判断正确的选项是()A．细线与竖直方向成不为零的角B．圆环与直导线共面C．细线中张力与b通电前比较增大D．细线中张力与b通电前比较减小BC分析：环形电流a可等效为小磁针，由安培定章可知N极指向纸里，而直线电流b产生的磁场在环心处的磁感线方向水平向左，因为N极将指向所在地点磁感线的方向，故小磁针N极左转，从上往下看，圆环逆时针转动，细线仍在竖直方向，选项A错误；圆环从头静止时，圆环与直导线共面，选项B正确；此时圆环下半圆的电流方向与b中电流方向同样、二者相吸，上半圆的电流方向与b中电流方向相反、两相相斥，但下半圆离b更近，引力大于斥力，所以细线张力比b通电前大，选项C正确，D错误．四、安培力作用下导体的均衡与加快9．(多项选择)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，当电磁铁线圈两头a、b，导轨两头e、f，分别接到两个不一样的直流电源上时，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．若a接正极，C．若a接负极，D．若a接负极，

b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动b接负极，e接负极，f接负极，则L向右滑动b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动BD分析：若a接正极，b极负极，磁场向上，e接正极、f接负极，导体棒中电流向外，依据左手定章，导体棒受力向左，向左滑动，A错；若a接正极，b接负极，磁场向上，e接负极、f接正极，导体棒中电流向里，依据左手定章，导体棒受力向右，向右滑动，B对；若a接负极，b接正极，磁场向下，e接正极，f接负极，导体棒中电流向外，依据左手定章，导体棒受力向右，向右滑动，C错；若a接负极，b接正极，磁场向下，e接负极、f接正极，导体棒中电流向里，依据左手定章，导体棒受力向左，向左滑动，D对．10．(2017河南六市一联，15)如下图，PQ和MN为水平平行搁置的金属导轨，相距L＝1m．、间接有一个电动势为＝6V，内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒abPME跨放在导轨上并与导轨接触优秀，棒的质量为m＝0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.4kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10m/s2)，匀强磁场的磁感觉强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不行能的是()A．2ΩB．2.5ΩC．3ΩD．4ΩBELA分析：对棒受力剖析可知，其必受绳的拉力＝和安培力F安＝BIL＝.若摩擦TMgRBEL1BEL力向左，且知足R1＋μmg＝Mg，代入数据解得R＝4Ω；若摩擦力向右，且知足R2－μmg＝Mg，代入数据解得R2＝2.4Ω，所以R的取值范围为2.4Ω≤R≤4Ω，则选A.【素能提高】11．如下图，一根重力

G＝0.1N

，长

L＝1m，质量散布平均的导体

ab，在此中点弯成60°角，将此导体放入匀强磁场中，导体两头

a，b悬挂于两同样的弹簧下端，弹簧均处于竖直状态，当导体中通有

I＝1A的电流时，两根弹簧比原长各缩短了

x＝0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感觉强度的大小

B＝0.4T

，则以下说法正确的选项是

(

)A．导体中电流的方向为a→bB．每根弹簧的弹力大小为0.5NC．弹簧的劲度系数为k＝5N/mD．若导体中不通电流，则弹簧比原长伸长了0.02m分析：由题意知通电后弹簧比原长缩短了，说明安培力方向竖直向上，由左手定章1可知，电流方向为b→a，选项A错误；通电后，导体ab的有效长度为l＝2L＝0.5m，遇到的安培力为＝IlB＝1×0.5×0.4N＝0.2N，又＝2F弹＋，则弹＝F－G0.2－0.1＝N＝FFGF22弹0.050.05N，选项B错误；由F弹＝kx得k＝N/m＝5N/m，选项C正确；导体中不x＝0.01通电流，则有2k′＝，可得x′＝G＝0.1m＝0.01m，选项D错误．xG2k2×512．(2018北京东城区三模)如下图，足够长的圆滑金属导轨与水平面的夹角为θ，两导轨间距为L，在导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为，内阻为r.一质量为Em的导体棒ab与两导轨垂直并接触优秀，整个装置处于磁感觉强度为B，垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与导体棒的电阻不计．若要使导体棒ab静止于导轨上，滑动变阻器的阻值应取何值；(2)若将滑动变阻器的阻值取为零，由静止开释导体棒ab，求开释瞬时导体棒ab的加速度．分析：(1)若要使导体棒ab静止于导轨上，则要求导体棒ab所受的重力、支持力、安培力三力均衡，导体棒在沿斜面方向的受力知足mgsinθ＝F安，此中F安＝ILB，