2025版高考物理一轮复习真题精练专题十磁场第22练磁场的叠加和安培力问题课件

第22练

磁场的叠加和安培力问题B1.[2021浙江1月·8,3分,难度★★☆☆☆]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图.若通电螺线管是密绕的,下列说法正确的是(

)A.电流越大,内部的磁场越接近匀强磁场B.螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场C.螺线管直径越大,内部的磁场越接近匀强磁场D.磁感线画得越密,内部的磁场越接近匀强磁场1.B通电密绕长螺线管内部的磁场可以视为匀强磁场,螺线管越长,内部的磁场越接近匀强磁场,与电流大小无关,选项A错误,B正确;螺线管直径越小,内部的磁场越接近匀强磁场,选项C错误;磁感线是为了形象化描述磁场而引入的假想曲线,磁感线的疏密,与磁场是否是匀强磁场无关,选项D错误.解析C2.[2021广东·5,4分,难度★★★☆☆]截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线.若中心直导线通入电流I1,四根平行直导线均通入电流I2,I1≫I2,电流方向如图所示.下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是(

)2.C由于I1≫I2,故长管外面的四根通电平行直导线间的安培力可忽略,只考虑长管内通入电流I1的直导线对长管外四根平行直导线的安培力作用,中心直导线四周产生顺时针方向的环形磁场,结合左手定则可知,通电后左右两根平行直导线挤压绝缘弹性长管靠近固定长直导线,上下两根平行直导线远离固定长直导线,选项C正确.解析【光速解法】

利用“同向通电直导线相互吸引、异向通电直导线相互排斥”的结论可快速解题.BD3.[2021福建·6,6分,难度★★★☆☆](多选)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点.已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为cd的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线的电流方向垂直坐标平面向外.则(

)A.O点的磁感应强度为0B.O点的磁感应强度方向由O指向cC.e点的磁感应强度方向沿y轴正方向D.e点的磁感应强度方向沿y轴负方向3.BD由安培定则可知,通电直导线b、c在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,相互抵消;通电直导线a、d在O点产生的磁场方向均垂直ad连线指向c,故O点的磁感应强度不为零,方向由O指向c,选项A错误,B正确.通电直导线c、d在e点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,相互抵消;通电直导线a、b在e点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向分别垂直ae连线和be连线,二者的合磁场方向沿y轴负方向,故选项C错误,D正确.解析D4.[2022湖南·3,4分,难度★★★☆☆]如图(a),直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO'上,其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场,与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化,其截面图如图(b)所示.导线通以电流I,静止后,悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是(

)A.当导线静止在图(a)右侧位置时,导线中电流方向由N指向MB.电流I增大,静止后,导线对悬线的拉力不变C.tanθ与电流I成正比D.sinθ与电流I成正比

解析BC5.[2022全国乙·18,6分,难度★★★☆☆](多选)安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图,在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面.某同学在某地对地磁场进行了四次测量,每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上.根据表中测量结果可推知(

)

A.测量地点位于南半球B.当地的地磁场大小约为50μTC.第2次测量时y轴正向指向南方D.第3次测量时y轴正向指向东方

解析【温馨提示】

要注意地球表面的地磁场方向指向地理北极附近,在北半球,地磁场竖直分量向下,在南半球,地磁场竖直分量向上.BC6.[2021重庆·9,5分,难度★★★☆☆](多选)某同学设计了一种天平,装置如图所示.两相同的同轴圆线圈M、N水平固定,圆线圈P与M、N共轴且平行等距.初始时,线圈M、N通以等大反向的电流后,在线圈P处产生沿半径方向的磁场,线圈P内无电流且天平平衡.设从上往下看顺时针方向为正向,当左托盘放入重物后,要使线圈P仍在原位置且天平平衡,可能的办法是(

)A.若P处磁场方向沿半径向外,则在P中通入正向电流B.若P处磁场方向沿半径向外,则在P中通入负向电流C.若P处磁场方向沿半径向内,则在P中通入正向电流D.若P处磁场方向沿半径向内,则在P中通入负向电流6.BC左托盘放入重物后,要使线圈P仍在原位置且天平平衡,则需要线圈P受到竖直向下的安培力.若P处磁场方向沿半径向外,由左手定则可知,应在P中通入负向电流,选项A错误,B正确;若P处磁场方向沿半径向内,由左手定则可知,应在P中通入正向电流,选项C正确,D错误.解析BC

解析

C

新考法

解析新考法9.[2023海南·17,12分,难度★★★☆☆]如图所示,U形金属杆上边长为L=15cm,质量为m=1×10-3kg,下端插入导电液体中,导电液体连接电源,金属杆所在空间有垂直纸面向里的大小为B=8×10-2T的匀强磁场.(1)若插入导电液体部分深h=2.5cm,闭合电键,金属杆飞起后,其下端离液面最大高度H=10cm,设离开导电液体前杆中的电流不变,求金属杆离开液面时的速度大小和金属杆中的电流有多大;(g=10m/s2)(2)若金属杆下端刚与导电液体接触,改变电动势的大小,通电后金属杆跳起高度H'=5cm,通电时间t'=0.002s,求通过金属杆横截面的电荷量.

答案解析(2)对金属杆,由动量定理有(BI'L-mg)t'=mv'(2分)由运动学公式有v'2=2gH'(1分)又q=I't'(2分)解得q=0.085C(1分)新考法10.[2022全国甲·25,20分,难度★★★★☆]光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器,其简化的工作原理示意图如图所示.图中A为轻质绝缘弹簧,C为位于纸面上的线圈,虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场;M为置于平台上的轻质小平面反射镜,轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连,PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条,PQ的圆心位于M的中心.使用前需调零:使线圈内没有电流通过时,M竖直且与纸面垂直;通过读取反射光射到PQ上的位置,可以测得电流的大小.已知弹簧的劲度系数为k,磁场磁感应强度大小为B,线圈C的匝数为N、沿水平方向的长度为l,细杆D的长度为d,圆弧PQ的半径为r,r≫d,d远大于弹簧长度改变量的绝对值.(1)若在线圈中通入的微小电流为I,求平衡后弹簧长度改变