2025届高考物理一轮复习课时作业41磁场及其对电流的作用含解析鲁科版

PAGEPAGE8课时作业41磁场及其对电流的作用时间：45分钟1．如图所示，a、b两个相同螺线管，电流、导线和匝数都相同，绕法不同．测得螺线管a内中部的磁感应强度大小为B，则在螺线管b内中部的磁感应强度大小为(A)A．0 B．0.5BC．B D．2B解析：本题考查螺线管中的磁场问题．对于螺线管b，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在螺线管b内中部的磁感应强度大小为零，故B、C、D错误，A正确．2.(多选)如图所示，一个匀称带电的橡胶圆盘处在竖直面内，可以绕过其圆心的水平轴高速转动，当它不动时，放在它左侧轴线上的小磁针处于静止状态，当橡胶圆盘高速旋转时，小磁针的N极向右偏转，则可能是(AD)A．橡胶圆盘带负电，从左向右看逆时针旋转B．橡胶圆盘带负电，从左向右看顺时针旋转C．橡胶圆盘带正电，从左向右看逆时针旋转D．橡胶圆盘带正电，从左向右看顺时针旋转解析：本题考查右手螺旋定则及电荷运动方向和电流方向的关系．若橡胶圆盘带负电，从左向右看逆时针旋转，则等效电流方向与旋转方向相反．再由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端为S极，右端为N极，则小磁针N极沿轴线向右偏转．故A正确，B错误；若橡胶圆盘带正电，从左向右看逆时针旋转，等效电流方向与旋转方向相同．再由右手螺旋定则可知磁极的方向：左端N极，右端S极，则小磁针N极沿轴线向左偏转．故D正确，C错误．3.如图所示，a、b、c、d是圆心为O的圆上的四个点，直径ac、bd相互垂直，两根长直导线垂直圆面分别固定在b、d处，导线中通有大小相等，垂直纸面对外的电流，关于a、O、c三点的磁感应强度，下列说法正确的是(C)A．都为零B．O点最大C．a、c两点方向相反D．a、c两点方向相同解析：由安培定则可知，b、d两处的通电导线在a点的磁场方向如图所示，由平行四边形定则可知，a点的磁感应强度方向垂直ac向下，同理可知c点的磁感应强度方向垂直ac向上，即a、c两点的磁感应强度方向相反，选项C正确，A、D错误；依据磁感应强度的叠加原理可知，O点的磁感应强度大小为零，选项B错误．4.(多选)如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为eq\f(l,2)、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列推断正确的是(AD)A．a处的磁感应强度大小比c处的大B．b、c两处的磁感应强度大小相等C．a、c两处的磁感应强度方向相同D．b处的磁感应强度为零解析：对于通电直导线产生的磁场，依据其产生磁场的特点及安培定则，可知两导线在b处产生的磁场等大反向，合磁感应强度为零，B错误，D正确；两导线在a、c处产生的磁感应强度都是同向叠加的，但方向相反，C错误；由于a离导线近，a处的磁感应强度比c处的大，A正确．5.用一节电池、一块强磁铁和铜导线可以做成如图所示的“简易电动机”．其中干电池负极吸附有一块圆柱形强磁铁，铜导线下面两端与磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来．关于该“简易电动机”，下列说法正确的是(B)A．假如强磁铁上表面是N极，那么从上往下看，线框逆时针转动B．假如强磁铁上表面是S极，那么从上往下看，线框逆时针转动C．线框转动是由于受到洛伦兹力作用D．不管强磁铁N极向上或向下放置，从上往下看线框总是做顺时针运动解析：线框转动是由于受到安培力的作用，若强磁铁上表面是S极，则对于导线来说，磁感线从下往上斜穿过导线，电流方向从上往下，故从上往下看，线框逆时针转动，B正确．6．长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上，固定的长直导线b与a平行放置，导体棒a与力传感器相连，如图所示(俯视图)．a、b中通有大小分别为Ia、Ib的恒定电流，其中Ia方向已知，Ib方向未知．导体棒a静止时，传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力．下列说法正确的是(B)A．Ib与Ia的方向相同，a处的磁感应强度B大小为eq\f(F,IbL)B．Ib与Ia的方向相同，a处的磁感应强度B大小为eq\f(F,IaL)C．Ib与Ia的方向相反，a处的磁感应强度B大小为eq\f(F,IbL)D．Ib与Ia的方向相反，a处的磁感应强度B大小为eq\f(F,IaL)解析：由题意可知，导体棒a所受的安培力方向向左，由左手定则可知，导体棒a所在处的磁场方向垂直纸面对里，又由安培定则可知直导线b中的电流方向与Ia的方向相同，对导体棒a由力的平衡条件可知F＝FA＝BIaL，解得B＝eq\f(F,IaL)，B正确，A、C、D错误．7．如图所示，电源电动势为3V，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1m，两环分别与电源正负极相连．现将一质量为0.06kg、电阻为1.5Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触．两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4T的匀强磁场．重力加速度g＝10m/s2，当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？若已知环半径为0.5m，此位置与环底的高度差是多少?解析：棒受的安培力F＝BIL，棒中电流为I＝eq\f(E,R)，代入数据解得F＝eq\f(BEL,R)＝0.8N，对棒受力分析如图所示(从右向左看)，两环支持力的总和为2FN＝eq\r(F2＋mg2)，代入数据解得FN＝0.5N.由牛顿第三定律知，棒对每一个环的压力为0.5N，由图中几何关系有tanθ＝eq\f(F,mg)＝eq\f(0.8,0.6)＝eq\f(4,3)，得θ＝53°，棒距环底的高度为h＝r(1－cosθ)＝0.2m.答案：0.5N0.2m8．磁场中同一位置处放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．在导线中通入不同的电流，测得安培力F和电流I的数据，并描绘在F­I图象中，其中a、b各代表一组F、I的数据．则以下图象正确的是(C)解析：本题考查安培力随电流变更的图象．磁场中同一位置处放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．该位置的磁感应强度不变，由安培力公式F＝BIL可知，导线受到安培力F和电流I的大小成正比，F­I图象正确的是C.9.如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内，则(D)A．b点的磁感应强度可能为零B．ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面对里C．cd导线受到的安培力方向向右D．同时变更两导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变解析：本题考查安培定则、左手定则的应用．依据安培定则，两平行直导线在b点产生的磁场方向相同，所以b点的磁感应强度垂直纸面对外，不行能为零，选项A错误；依据安培定则，ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面对外，选项B错误；依据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥可知，cd导线受到的安培力方向向左，选项C错误；同时变更两导线的电流方向，cd导线受到的安培力依旧向左，方向不变，选项D正确．10．试验室常常运用的电流表是磁电式仪表，这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是匀称辐向分布的．当线圈通过如图乙所示的电流时，下列说法不正确的是(C)A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．当线圈转到图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D．当线圈转到图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动解析：由于磁场是匀称辐向分布的，因此线圈平面始终与磁感线平行，故A正确；线圈转动时，会使弹簧扭动，产生一个阻碍线圈转动的力，故B正确；当线圈转动到图乙所示的位置时，a端所受到的安培力方向向上，b端所受到的安培力方向向下，使线圈顺时针转动，故D正确，C错误，故选C.11.如图所示，边长为l、质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板上，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线CD过ab边中点和ac边中点．只在CDFE区域加一垂直于导线框所在平面对里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为F1；只在ABDC区域中加与上述相同的磁场，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为F2.则导线框中的电流大小为(A)A.eq\f(F2－F1,Bl) B.eq\f(F2－F1,2Bl)C.eq\f(2F2－F1,Bl) D.eq\f(2F2－F1,3Bl)解析：当磁场在虚线CD下方时，通电导线的等效长度为eq\f(1,2)l，电流方向向右，受到的安培力方向竖直向上，依据平衡条件可知F1＋eq\f(1,2)BIl＝mg，当磁场在虚线CD上方时，通电导线的等效长度为eq\f(1,2)l，受到的安培力方向竖直向下，故F2＝eq\f(1,2)BIl＋mg，联立可得I＝eq\f(F2－F1,Bl)，故A正确，B、C、D错误．12.(多选)如图所示，三根通电长直导线A、B、C相互平行，其横截面位于等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且A、C中电流方向垂直于纸面对外，B中电流方向垂直于纸面对内；已知通电导线在其四周某处产生的磁场的磁感应强度B0＝keq\f(I,r)，其中I为通电导线中的电流强度，r为某处到通电直导线的距离，k为常量．下列说法正确的是(BC)A．A所受磁场作用力的方向与B、C所在平面垂直B．B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直C．A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为12D．A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为1eq\r(2)解析：利用右手螺旋定则可知，A处的合磁场方向沿AC方向，所以A所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，A错误；利用右手螺旋定则可知，B处的合磁场方向沿AC方向，所以B所受磁场作用力的方向与A、C所在平面垂直，B正确；通电导线在其四周产的磁场的磁感应强度B0＝keq\f(I,r)，依据磁场的叠加知，A处的磁感应强度大小为eq\f(\r(2)kI,2r)，而B处的磁感应强度大小为eq\f(\r(2)kI,r)，所以A、B单位长度所受的磁场作用力大小之比为12，C正确，D错误．13.如图所示，长为L、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从b向a的电流，电流为I，重力加速度为g.(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度B的大小；(2)若匀强磁场的大小、方向都可以变更，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．解析：(1)匀强磁场