（江苏专用）高三物理一轮复习 必考部分 第8章 磁场 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用课时强化练-人教版高三全册物理试题

磁场的描述磁场对电流的作用(限时：40分钟)A级跨越本科线1．1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．在奥斯特实验中，将直导线沿南北方向水平放置，指针靠近直导线，下列结论正确的是()A．把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针会转动B．把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针不会转动C．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小D．把黄铜针(用黄铜制成的指针)平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针会转动C把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针没有处于导线的磁场中，不会转动，选项A错误；把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针会转动，选项B错误；把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针处的磁场会变弱，其转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小，选项C正确；黄铜针没有磁性，把黄铜针平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针不会转动，选项D错误．2．(多选)(2016·海南高考)如图8­1­13(a)所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音．俯视图(b)表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示．在图(b)中()【导学号：96622341】(a)(b)图8-1-13A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外BC将环形导线分割成无限个小段，每一小段看成直导线，则根据左手定则，当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，故选项A错误，选项B正确；当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，故选项C正确，选项D错误．3．如图8­1­14所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且距离相等(如图中虚线所示)．开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN、Ff，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比()图8­1­14A．FN、Ff均变大 B．FN不变，Ff变小C．FN变大，Ff不变 D．FN变小，Ff不变D两根导线通题图方向大小相同的电流后，导线受到安培力，由牛顿第三定律，磁铁受到垂直斜面向上的作用力，斜面对磁铁的弹力减小，摩擦力不变，选项D正确．4．如图8­1­15所示，五根平行的长直导体棒分别过竖直平面内的正方形的四个顶点和中心，并和该正方形平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示，则中心处的导体棒受到其余四根导体棒的磁场力的合力方向是()【导学号：96622342】图8­1­15A．竖直向上 B．竖直向下C．水平向左 D．水平向右C根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知，左边两根导体棒对中间导体棒的作用力的合力水平向左，右边两根导体棒对中间导体棒的作用力的合力水平向左，故中间导体棒受到作用力的合力水平向左，C正确．5．(2017·徐州模拟)如图8­1­16所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，一不可伸缩的软导线绕过纸面内的小动滑轮P(可视为质点)，两端分别拴在纸面内的两个固定点M、N处，并通入由M到N的恒定电流I，导线PM和PN始终伸直．现将P从左侧缓慢移动到右侧，在此过程中导线MPN受到的安培力大小()图8­1­16A．始终不变 B．逐渐增大C．先增大后减小 D．先减小后增大A在P从左侧缓慢移动到右侧的过程中，导线MPN受到的安培力可等效为直导线MN通入电流I时受到的安培力，即导线MPN受到的安培力大小始终不变，A正确．6．(2017·无锡模拟)如图8­1­17所示，一个边长为L的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中．若A、B两端与导线相连，由A到B通以如图所示方向的电流(由A点流入，从B点流出)，流过AB边的电流为I，则金属框受到的安培力大小和方向分别为()【导学号：96622343】图8­1­17A．2BIL竖直向下 B.eq\f(4,3)BIL竖直向上C．BIL竖直向上 D.eq\f(3,4)BIL竖直向下B由题图可知，电流由A点流入，从B点流出，则有A→B和A→D→C→B的电流，而A→D→C→B的电流产生的安培力可等效成DC边受到的安培力，由于流过AB边电流为I，根据电路并联特点，流过DC边的电流为eq\f(1,3)I，因此金属框受到的合安培力为eq\f(4,3)BIL，根据左手定则，方向竖直向上，故B正确，A、C、D错误．7．如图8­1­18所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一质量为m的导体棒，棒长为L，棒中通有垂直纸面向里的电流，电流大小为I.若使金属棒静止在斜面上，则下面关于磁感应强度B的判断正确的是()图8­1­18A．B的方向垂直斜面向上，B＝eq\f(mgsinθ,IL)，B为最小值B．B的方向平行斜面向上，B＝eq\f(mgsinθ,IL)，B为最小值C．B的方向竖直向上，B＝eq\f(mg,IL)，此时金属棒对导轨无压力D．B的方向水平向左，B＝eq\f(mg,IL)，此时金属棒对导轨无压力D由左手定则知，当B的方向垂直斜面向下时，安培力沿斜面向上，此时B为最小值，即B＝eq\f(mgsinθ,IL)，AB项错误；若B的方向水平向左，则安培力竖直向上，当BIL＝mg，即B＝eq\f(mg,IL)时，金属棒对导轨无压力，当B的方向竖直向上时，安培力水平向右，不可能静止在斜面上，C项错误，D项正确．8．(2015·重庆高考)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机．图8­1­19是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等．某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.【导学号：96622344】图8­1­19(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．【解析】(1)由安培力表达式F＝BIL可知，线圈所受的安培力F＝nBIL，由左手定则可判断安培力方向水平向右．(2)由功率公式P＝Fv可知，安培力的功率P＝nBILv.【答案】(1)安培力的大小：nBIL方向：水平向右(2)安培力的功率：nBILvB级名校必刷题9．如图8­1­20所示，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将AB两点接入电压恒定的电路两端，通电时，线框受到的安培力为F，若将ACB边移走，则余下线框受到的安培力大小为()图8­1­20A.eq\f(1,4)F B.eq\f(1,3)FC.eq\f(1,2)F D.eq\f(2,3)FD设三角形框架的每边电阻为R，边长为l，电源的路端电压为U，由串、并联电路的特点可得AB边的电流为2I,2I＝eq\f(U,R)，ACB边的电流为eq\f(U,2R)＝I，由安培力公式和左手定则，对三角形框架受力分析，由几何关系可得F＝2BIL＋BIL＝3BIL；若去掉ACB边后，流经AB边的电流仍为2I＝eq\f(U,R)，由安培力公式和左手定则可得：此时AB边所受安培力大小F′＝2BIL＝eq\f(2,3)F，选项D正确，选项ABC错误．10．(多选)如图8­1­21是小丽自制的电流表原理图．质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长ab＝L1、bc＝L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g.则()图8­1­21A．要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从M至NB．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为零C．该电流表的量程是Im＝eq\f(kL2,BL1)D．该电流表的刻度在0～Im范围内是不均匀的AC要使电流表正常工作，当MN中有电流时，MN应向下运动，受到的安培力FB方向向下，根据左手定则可知，电流一定是从M到N，选项A正确；当电流表的示数为零时，MN中电流为0，弹簧的弹力等于MN的重力，故弹簧处于伸长状态，选项B错误；MN中无电流时，对MN有mg＝kx0，当MN到达cd边时，MN中通过的电流最大，此时mg＋FB＝k(x0＋L2)，其中FB＝BImL1，故Im＝eq\f(kL2,BL1)，选项C正确；由C项分析可知，MN中电流的表达式为I＝eq\f(k,BL1)x，即电流I和MN下降的距离x成正比，故电流表的刻度是均匀的，选项D错误．11．(多选)如图8­1­22所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t＝0时刻起，在棒中通以由M到N方向的电流且电流与时间成正比，即I＝kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于棒的速度、加速度随时间t变化的关系中，可能正确的是()【导学号：96622345】图8­1­22BD考虑到粗糙导轨上存在摩擦力，需要安培力达到一定数值，棒才开始加速，A错；从开始运动，满足BIL－f＝ma，即BLkt－f＝ma，由关系式可以看出，图象为向上倾斜的直线，B正确；由于加速度逐渐增大，速度－时间图象中切线的斜率要逐渐增大，C错，D正确．12．如图8­1­23所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab的两端悬挂在c、d两处，置于竖直向上的匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态，则磁感应强度B为多大？为了使棒平衡在该位置上，所需匀强磁场的磁感应强度B最小为多少？方向如何？图8­1­23【解析】画出从右侧逆着电流方向的侧视图，如图甲所示．金属棒在重力mg、悬线拉力FT、安培力F三个力作用下处于平衡状态，由平衡条件得F＝mgtanθ又F＝BI