高三物理人教版一轮复习第八单元恒定电流作业41

题组层级快练(四十一)一、选择题1．(2017·陕西学业考试)关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A．由B＝eq\f(F,IL)可知，B与F成正比，与IL成反比B．由B＝eq\f(F,IL)可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向D．磁感应强度由磁场本身决定答案D解析B＝eq\f(F,IL)是采用比值法定义的，B的大小与F、IL没有正反比关系，与这些量无关，是由磁场本身决定的，故A项错误，D项正确．通电导体在某处不受磁场力，可能是因为磁场为零，也可能是因为导体与磁场平行，故B项错误．磁感应强度的方向，总是与该处电流受力方向垂直，故C项错误．2．(2017·上海学业考试)如图，一导体棒ab静止在U型铁芯的两臂之间．电键闭合后导体棒受到的安培力方向()A．向上 B．向下C．向左 D．向右答案D解析根据安培定则，线圈下面是N极，上面是S极，故导线ab位置的磁场方向向上；电流方向是a→b，根据左手定则，安培力向右，故A、B、C三项错误，D项正确．3．为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨．如图为直线通道推进器示意图．推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c＝0.5m×0.4m×0.3m．空间内存在着由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝10.0T、方向垂直向下，若推进器前后方向通以电流I＝1.0×103A，方向如图，则以下判断正确的是()A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103NB．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103NC．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为3.0×103ND．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为3.0×103N答案A解析磁场方向向下，电流方向向里，依据左手定则，则安培力方向向左，根据安培力公式F＝BIL＝10×1.0×103×0.4N＝4.0×103N，故综上所述，故A项正确，B、C、D三项错误．4．(2017·浙江模拟)如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器－电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，若他测得CD段导线长度4×10－2m，天平(等臂)平衡时钩码重力4×10－5N，通过导线的电流I＝0.5A，由此测得通电螺线管中的磁感应强度B为()A．2.0×10－3T方向水平向右 B．5.0×10－3T方向水平向右C．2.0×10－3T方向水平向左 D．5.0×10－3T方向水平向左答案A解析天平平衡时，CD段导线所受的安培力大小为：F＝mg由F＝BIL得：B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(mg,IL)＝eq\f(4×10－5,0.5×4×10－2)T＝2.0×10－3T；根据安培定则可知磁感应强度的方向向右，所以A项正确、B、C、D三项错误，故选A项．5.(2017·荆门模拟)如图，在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示．该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同．该磁场的磁感应强度的方向可能是()A．沿x轴正方向B．沿y轴负方向C．沿z轴正方向D．沿z轴负方向答案B解析根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直，故磁场的方向一定在xOy平面内，故C项错误，D项错误；若磁场的方向沿y轴负方向，符合左手定则，故B项正确；若磁场的方向沿x轴正方向，不符合左手定则，故A项错误．6.(多选)有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，aM与MN夹角为θ.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度方向一定相反B．M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cosθC．M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sinθD．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零答案AB解析作出两根导线在MN两处产生的磁感应强度，根据平行四边形定则求出合磁感应强度，如图，则A、B两项正确、C项错误；两根导线在O处产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度为0，则D项错误．7．(2017·濮阳一模)如图所示，有一段被弯成直角的导线abc，ab、bc长度之比为3∶4，总长为L，导线中通一恒定电流I.放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，并且磁场垂直导线面向里，则导线受到的磁场力为()A.eq\f(5,7)BIL，垂直于ac连线向上 B.eq\f(5,7)BIL，垂直于ac连线向下C.eq\f(12,35)BIL，垂直于ac连线向上 D.eq\f(12,35)BIL，垂直于ac连线向下答案A解析导线的有效长度等于ac间的距离，为eq\f(5,7)L，故安培力大小为：F＝BI·eq\f(5,7)L＝eq\f(5,7)BIL，根据左手定则，方向是垂直于ac连线向上；故A项正确，B、C、D三项错误．8.(2017·沙坪坝区校级模拟)均匀带正电的薄圆盘的右侧，用绝缘细线A、B悬挂一根水平通电直导线ab，电流方向由a到b，导线平行于圆盘平面．现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下列说法正确的是()A．细线上的张力变大B．细线上的张力变小C．细线上的张力不变D．若改变圆盘转动方向，细线上的张力变大答案A解析ABC项，圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，产生环形电流，在导体棒ab处会产生磁场，根据右手螺旋定则可知，磁场垂直于ab向外，根据左手定则可知，受到的安培力竖直向下，根据共点力平衡可知，细线所受到的弹力变大，故A项正确，B项错误，C项错误；D项，若改变圆盘转动方向，环形电流的方向相反，磁场方向相反，安培力变为向上，故细线上的张力变小，故D项错误．9．(2017·上海一模)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根直导体棒，在导体棒中通有垂直纸面向里的电流，图中a点在导体棒正下方，b点与导体棒的连线与斜面垂直，c点在a点左侧，d点在b点右侧．现欲使导体棒静止在斜面上，下列措施可行的是()A．在a处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒B．在b处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒C．在c处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒D．在d处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒答案D解析对直导体棒受力分析，除受到重力与支持力外，还要受到安培力才能平衡，根据重力与支持力的方向，若安培力在两虚线范围内，则会处于平衡；再根据同向电流相互吸引，所以只有在d处放置一电流方向垂直纸面向里的直导体棒，才能保持导体棒静止在斜面上，故D项正确，A、B、C三项错误．10．(2017·河北唐山调研)如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为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良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝eq\f(\r(3),3)，在安培力的作用下，金属棒以速度v0向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()A．37° B．30°C．45° D．60°答案B解析本题考查通电导体棒在磁场中的平衡问题．由题意对棒受力分析，设磁感应强度的方向与竖直方向成θ角，则有BILcosθ＝μ(mg－BILsinθ)，整理得BIL＝eq\f(μmg,cosθ＋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三项错误，B项正确．二、非选择题11．(2016·课标全国Ⅲ)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．(1)在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．换一根更长的金属棒C．适当增大金属棒中的电流其中正确的是________(填入正确选项前的标号)．答案(1)连线如图所示(2)AC解析(1)限流式接法要求滑动变阻器接线时只能连接“一上一下”两个接线柱；磁铁N极位于上方，说明磁感线向下；开关闭合后，金属棒往右运动，说明棒受到向右的安培力；由左手定则可知，电流应垂直纸面向外(ab指向a1b1)；所以应按“电源正极→开关→滑动变阻器下接线柱→滑动变阻器上接线柱→电流表→ab→a1b1→电源负极”的顺序连接回路．(2)由动能定理BIL·s＝eq\f(1,2)mv2－0可知，要增大金属棒离开导轨时的速度v，可以增大磁感应强度B、增大电流I、增大两导轨间的距离L或增大导轨的长度s；但两导轨间的距离不变而只是换一根更长的金属棒后，等效长度L并不会发生改变，但金属棒的质量增大，故金属棒离开导轨时的速度v减小．12．(2017·湖北模拟)如图所示，一根质量为m(质量分布均匀)的柔软导线的两端分别固定于A、D两个立柱上，A、D等高且相距为d，空间中有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.当导线中通以大小为I、方向由A到D的电流时，导线上A、D两点的切线与水平方向的夹角均为θ，导线的最低点C到直线AD的距离为H，重力加速度为g.求(1)磁场对导线左半部分的安培力大小；(2)导线发生拉伸形变时，导线内部任一截面的两侧存在垂直于截面的大小相等、方向相反的拉力，该力叫做张力．求导线上A点张力的大小．答案(1)BIeq\r(（\f(d,2)）2＋H2)(2)eq\f(BId＋mg,2sinθ)解析(1)以导线左半部分为研究对象，由安培力公式：F安＝BIL导线左半部分在磁场中的等效长度：L＝eq\r(（\f(d,2)）2＋H2)联立解得：F安＝BIL＝BIeq\r(（\f(d,2)）2＋H2)(2)以整段导线为研究对象，设其受到的安培力为F安′，立柱P对导线的拉力为T，由力的平衡条件：2Tsinθ＝F安′＋mg式中：F安′＝BId联立解得：T＝eq\f(BId＋mg,2sinθ).13.如图所示，在磁感应强度B＝1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ＝37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab.已知接在滑轨中的电源电动势E＝12V，内阻不计．ab杆长L＝0.5m，质量m＝0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ＝0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计．求：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)答案3Ω≤R≤5Ω解析分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两