2022届高考物理总复习课时作业23新人教版选修3-1

课时作业二十三分钟：

45分钟

满分：100分一、选择题每题

8分，共

72分1．2022·广东六校联考一段长

0.2m

，经过

2.5A

电流的直导线，对于在磁感觉强度为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[解析]当导线与磁场方向垂直放置时，＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置F时，F＝0，当导线与磁场方向成随意其他角度放置时，0Ib当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰巧不再受安培力的作用．则与加磁场B从前相比较A．b也恰巧不再受安培力的作用B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下[解析]当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感觉强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．应选项D正确．[答案]D4．如右图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中、导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂ac直纸面向内．每根导线都受到此外两根导线对它的安培力作用，则对于每根导线所受安培力的协力，以下说法中正确的选项是A．导线a所受协力方向水平向右B．导线c所受协力方向水平向右C．导线c所受协力方向水平向左D．导线b所受协力方向水平向左[解析]首先用安培定则判断导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判断导线的受力方向．能够确定B是正确的．[答案]B5．2022·黄冈中学期中如下图，在圆滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为1当导体棒中通N，现在磁铁左上方地点固定一导体棒，以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N，则以下说法正确的选项是2A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．1＞2D．1＜2NNNN[解析]画出导体棒所在处的磁感线方向，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上，所以弹簧长度将变短，N1＞N2，选项BC正确．[答案]BC6．如右图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的圆滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一地点，且a、b平行，的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则b的电流在a处产生的磁场的磁感觉强度的说法错误的选项是A．方向向上B．大小为错误!C．要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感觉强度，可使b上移D．若使b下移，a将不能保持静止[解析]由安培定则可知A正确；由in＝BLIcoα知＝错误!，B错误；若要使BmgαB最小，应在垂直斜面向上的方向上，所以C、D正确．[答案]B7．2022·泉州模拟如右图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为0，L,0，L，L,0，L,0,0，整个空间处于沿轴正方向的匀强磁场中，通入电流I，方向如下图，对于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列表达中正确的选项是A．ab边与bc边受到的安培力大小相等B．cd边受到的安培力最大C．cd边与ad边受到的安培力大小相等D．ad边不受安培力作用[解析]根据左手定则，ab边受到的安培力大小为Fab＝BIab，bc边平行于磁场方向受力为零，故A错；ad边受到安培力大小为Fad＝BIOd，故B、D错；cd边受到的安培力大小为Fad＝BIcd，故B正确．[答案]B8．2022·新课标全国电磁轨道炮工作原理如下图．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持优秀接触．电流I从一条轨道流入，经过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场可视为匀强磁场，磁感觉强度的大小与成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是A．只将轨道长度

L变为原来的

2倍B．只将电流

I

增加至原来的

2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度

L变为原来的

2倍，其他量不变[解析]

由题意可知磁感觉强度

B＝I，安培力

F＝BId＝I2d，由动能定理可得：

FL＝错误!，解得

v＝I错误!，由此式可判断

BD选项正确．[答案]

BD9．如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平圆滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感觉强度的正方向，当t＝0时导线恰巧静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的选项是A．在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．在最初的半个周期内，导线的加快度先增大后减小D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小[解析]由安培力的表达式＝BIL联合图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感觉强F度B的变化而变化，在前错误!周期内，安培力F方向不变，大小变小，加快度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加快直线运动；在错误!周期到错误!周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加快度方向改变，速度减小，至错误!周期时速度减小到零，所以D项正确；尔后在错误!周期到错误!周期内，反向加快，在一个周期结MN束时又回到原来的地点，即做往复运动，所以A项正确．[答案]AD二、非选择题共28分10．14分如下图，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，整个装置放在磁感觉强度每秒增加T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则2需要多长时间，斜面对导线的支持力为零g取10m/[解析]斜面对导线的支持力为零时导线的受力如右图所示．由平衡条件FTco37°＝F①FTin37°＝mg②由①②解得：F＝错误!，代入数值得：F＝N由F＝BIL得：B＝错误!＝错误!T＝2TB与

t

的变化关系为

B＝

t．所以

t＝5[答案]

511．14分水平面上有电阻不计的U形导轨NM，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感觉强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如右图所示，问：1当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少2若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小起码为多少此时B的方向怎样[解析]从b向a看侧视图如下图．1水平方向：F＝FAinθ①竖直方向：FN＋FAcoθ＝mg②又FA＝BIL＝B错误!L③联立①②③得：FN＝mg－错误!，F＝错误!2使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有A＝mgFBmin＝错误!，根据左手定则判断磁场方向水平向右．[答案]1mg－错误!错误!2错误!方向水平向右拓展题：2022·重庆九校联考有一长为＝

m、质量为

m＝10g

的通电导线

cd，由两杜绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的轴上，如右图所示．轴垂直纸面向外，

g＝10m/

2求：1当磁感觉强度

B1＝

T，方向与轴负方向相同时，

要使悬线中张力为零，

cd

中通入的电流I1的大小和方向2当

cd中通入方向由

c到

d大小为

I2＝0.40A

的电流，这时磁感觉强度

B2＝

T，方向与轴正方向相同，当

cd静止时悬线中的张力是多大3当

cd中通入方向由

c到

d、大小为

I3＝0.10A

的电流，若磁场方向垂直轴，且与轴负方向夹角为30°，与轴正方向夹角为60°，磁感觉强度B＝T，则导线cd静止时悬线中3的张力又是多大[解析]1要使悬线的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，有＝11mgBIl所以I1＝mg/B1＝错误!A＝A由左手定则可判断cd中的电流方向由c到d2根据题意，由左手定则可判断此时cd受到竖直向下的安培力．当cd静止时，有mg＋B2I2＝2T所以T＝错误!＝错误!N＝N3根据题意，作出导线cd所受重力、安培力