高考物理一轮复习第8章磁场第1讲磁场及其对电流的作用课后限时训练新人教版选修3_1

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争磁场及其对电流的作用一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1(2016山东德州期末)两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边ABC的A和B处，如图所示。两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则下列说法正确的是(D)A等边三角形ABC区域中(包括边界)没有磁感应强度为0的点B在C处磁场的磁感应强度方向垂直于AB连线向下C在C处磁场的磁感应强度大小是B0D在C处若有一电流大小为I、长度为L的恒定电流，受到的安培力可能为B0IL解析由安培定则和磁场的叠加可知：AB连线的中点的磁感应强度为零，A错误；在C处磁场的磁感应强度方向垂直于AB的中垂线向右，B错误；在C处磁场的磁感应强度大小是B2B0cos30B0，C错误；在C处若有一电流大小为I、长度为L的恒定电流，当电流和磁场方向垂直时，受到的安培力最大，最大的安培力FB0IL，若电流和磁场不垂直，安培力要小于B0IL，可能为B0IL，D正确。2(2017湖南省五市十校高三联考)下列说法正确的是(C)A将通电直导线放在某处，若通电直导线所受安培力为零，则该处的磁感应强度为零B磁场中某点的磁场方向，与放在该点的极短的通电导线所受安培力的方向可以成任意夹角C磁场中某点的磁场方向，与放在该点的小磁针北极受到的磁场力的方向相同D给两平行直导线通以方向相反的电流时，两通电导线通过磁场相互吸引解析当通电直导线电流的方向与磁场方向平行时，即使该处的磁感应强度不为零，磁场对通电直导线也没有作用力，故A选项错误；通电直导线在磁场中所受的安培力方向与磁场方向相互垂直，故B选项错误；给两平行直导线通以方向相反的电流时，根据安培力判断，两通电导线相互排斥，故D选项错误；磁场中某点的磁场方向，与放在该点的小磁针北极受到的磁场力方向相同，C选项正确。3如图所示，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长度相等(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(D)AFN、Ff均变大BFN不变，Ff变小CFN变大，Ff不变 DFN变小，Ff不变解析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(2016湖南株洲期末)质量为m、长度为l的金属棒MN两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为60，如图所示，则棒中电流(B)A方向由M向N，大小为B方向由N向M，大小为C方向由M向N，大小为D方向由N向M，大小为解析金属棒从最低点向右开始摆动，可知金属棒受的安培力方向水平向右，由左手定则可知MN中电流的方向由N向M，对该过程应用动能定理：BIlLsin60mgL(1cos60)0，解得I，选项B正确。5(2016吉林长春普通高中质检)利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B。用绝缘轻质丝线把底部长为L、电阻为R、质量为m的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计。当外界拉力F作用于力敏传感器的挂钩上时，数字电压表会有示数U，且数字电压表上的示数U与所加拉力F成正比，即UKF，式中K为比例系数。当线框接入恒定电压为E1时，电压表的示数为U1；接入恒定电压为E2时(电流方向不变)，电压表示数为U2。则磁感应强度B的大小为(A)AB BBCB DB解析当通上电流后，对线框受力分析得出FmgBIL，由于数字电压表上的读数U与所加外力成正比，即UKF，式中K为比例系数，有UKBILKB(I1I2)L，即U1U2KBL，整理得B，故A正确。6(2016北京海淀区期末)如图所示，在空间直角坐标系Oxyz中存在有沿x轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的abcabc棱柱形空间。通过面积S1(abba所围的面积)、S2(acca所围的面积)和S3(cbbc所围的面积)的磁通量分别为1、2和3，则(AC)A12 B12C13 D32解析由图可知，穿过abba和acca的磁通量相同。穿过cbbc的磁通量为零。12，30，A、C正确。7(2016河南八市重点高中联考)如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正下方固定一正方形线框，线框中也通有沿顺时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L，已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为Bk，线框的质量为m，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为(AC)A0 BgC.g Dg解析线框上边受到的安培力大小为F1kILkI2，方向向上，线框下边受到的安培力大小为F2kILkI2，方向向下，若F1F2mg，则加速度为零，A项正确；若F1大于F2mg，则加速度向上，大小为a1g，B错误，C项正确；若F1小于F2mg，则加速度向下，大小为a2g，D错误。8(2017江西新余四中第二次模拟)如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触。现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动。已知电流I随时间的变化关系为Ikt(k为常数，k0)，金属棒与导轨间存在摩擦。则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的有(AD)解析对金属棒受力分析：受竖直向下的重力mg、垂直于导轨向里的安培力BIL、垂直于导轨向外的弹力N、竖直向上的摩擦力f。NBILBLkt，mgfma，fN，把代入得：mgBLktma，加速度先向下减小，当mgf时，加速度为零，速度最大，然后加速度反向逐渐增大，速度逐渐减小最后速度为零，金属棒静止。所以A、D正确。二、非选择题9(2015重庆理综)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图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。(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。答案(1)nBIL水平向右(2)nBILv解析(1)线圈的右边受到磁场的安培力，共有n条边，故FnBILnBIL由左手定则，电流向外，磁场向下，安培力水平向右。(2)安培力的瞬时功率为PFvnBILv。10(2016陕西渭南教学质量检测)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0.06kg、电阻1.5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。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？答案0.5N0.2m解析棒受的安培力FBIL，棒中电流为I，代入数据解得F0.8N，对棒受力分析如图所示(从右向左看)，两环支持力的总和为2N，代入数据解得N0.5N。由牛顿第三定律知