2020版高考物理总复习第九章第1节磁场及磁场对电流的作用练习（含解析）.docx

第1节磁场及磁场对电流的作用1.(2019北京第四十四中学模拟)(多选)在物理学中常用比值法定义物理量.下列说法中正确的是(AD)A.用E=定义电场强度B.用a=定义加速度C.用C=定义电容器的电容D.用B=定义磁感应强度解析:E=是电场强度的定义式,采用比值定义法,定义出的电场强度E与F,q无关,故A项正确;加速度a=是加速度的决定式,物体的加速度a与其所受合力F成正比,与物体的质量m成反比,这个公式不是比值定义法;a=是加速度的定义式,故B项错误;C=是电容的决定式,C与r,S成正比,与d成反比,这个公式不是比值定义法;C=是电容的定义式,故C项错误;B=是磁感应强度的定义式,采用比值定义法,定义出的磁感应强度B与F,I,L无关,故D项正确.2.(2019山东莱芜期末)如图所示,用粗细均匀的电阻丝折成边长为L的平面等边三角形框架,每个边长L的电阻均为r,三角形框架的两个顶点与一电动势为E、内阻为r的电源相连接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,则三角形框架受到的安培力的合力大小为(D)A.0 B. C. D.解析:由图可知框架的bc边与bac边并联接在电源两端,则电路总电阻为R=+r=r,总电流I=,三角形框架受到的安培力的合力大小为F=BI1L+BI2L=BIL=,故D正确.3.(2019安徽六安质检)如图所示,两光滑金属导轨倾斜放置,与水平面夹角为30,导轨间距L,一质量为m的导体棒与导轨垂直放置,电源电动势恒定,不计导轨电阻.当磁场竖直向上时,导体棒恰能静止,现磁场发生变化,方向沿顺时针旋转,最终水平向右,在磁场变化的过程中,导体棒始终静止.则下列说法正确的是(B)A.磁感应强度一直减小B.磁感应强度先变小后变大C.导体棒对导轨的压力变大D.磁感应强度最小值为解析:由图可知,当磁场方向顺时针旋转,由图可知安培力先变小后变大,电流恒定,则磁感应强度先变小后变大,安培力的最小值为Fmin=mgsin 30=mg=BminIL,则磁感应强度最小为Bmin=,B正确,A,D错误;由图知N变小,C错误.4.(2017甘肃嘉峪关期末)两条导线互相垂直,但相隔一小段距离,其中AB固定,电流方向由B到A,CD可自由运动,电流方向由C到D.当通以图所示方向电流后,CD导线将(D)A.顺时针方向转动,同时靠近ABB.逆时针方向转动,同时离开ABC.顺时针方向转动,同时离开ABD.逆时针方向转动,同时靠近AB解析:根据右手螺旋定则可知,电流AB产生的磁场在右边垂直纸面向里,在左边垂直纸面向外,在CD左右两边各取一小段电流元,根据左手定则,左边的电流元所受的安培力方向向下,右边的电流元所受安培力方向向上,CD导线逆时针方向转动,当CD导线转过90后,两电流为同向电流,相互吸引,所以导线CD逆时针方向转动,同时靠近导线AB,选项D正确,A,B,C错误.5.(2019山东济南模拟)如图所示,在匀强磁场区域中有一光滑斜面体,在斜面上放了一根长L,质量为m的导线,当通以如图所示方向的电流I后,导线恰能保持静止,则磁感应强度B必须满足(B)A.B=,方向垂直纸面向外B.B=,方向垂直斜面向下C.B=,方向竖直向上D.B=,方向水平向右解析:当所加磁场方向垂直纸面向外时,磁场与电流方向平行,所以导线不受磁场力的作用,无法保持平衡,故A错误;当所加磁场方向垂直斜面向下时,由左手定则可以判断受到的安培力的方向沿斜面向上,根据平衡条件得mgsin =BIL,解得B=,故B正确;当所加磁场方向竖直向上时,受到的安培力的方向水平向左,则导体棒受力不平衡,故C错误;当所加磁场方向水平向右时,受到的安培力的方向竖直向上,由mg=BIL,得B=,故D错误.6.(2018天津五区县期末)如图所示,A,B,C是等边三角形的三个顶点,O是A,B连线的中点.以O为坐标原点,A,B连线为x轴,O,C连线为y轴,建立坐标系.过A,B,C,O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等、方向向里的电流.则过C点的通电直导线所受安培力的方向为(B)A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向C.沿x轴正方向 D.沿x轴负方向解析:等边三角形的三个顶点A,B,C处均有一通电导线,且导线中通有大小相等的恒定电流.由安培定则可得:导线A,B的电流在C处的合磁场水平向右,导线O的电流在C处的磁场也是水平向右,故三条导线的电流在C处的合磁场方向水平向右.再由左手定则可得:C点的通电直导线所受安培力的方向为沿着y轴的负方向.故B正确.7.(2019广东阳江质检)(多选)如图所示,金属杆ab静放在水平固定的“U”形金属框上,整个装置处于竖直向上的磁场中.当磁感应强度均匀减小时,杆ab总保持静止,则(AD)A.杆中感应电流方向是从b到aB.杆中感应电流大小减小C.金属杆所受安培力逐渐增大D.金属杆受到的合力为零解析:当磁感应强度B均匀减小时,穿过回路的磁通量减少,根据楞次定律判断得到:回路中感应电流方向为逆时针方向(俯视),则杆中的感应电流方向是从b到a,故A正确;当磁感应强度B均匀减小时,穿过回路的磁通量均匀减少,磁通量的变化率不变,根据法拉第电磁感应定律E=n得,回路中产生的感应电动势不变,则感应电流大小保持不变,故B错误.根据安培力F=BIL,I不变,B均匀减小,得知金属杆受到的安培力逐渐减小,故C错误.杆ab总保持静止,合力为零,故D正确.8.(2019黑龙江大庆模拟)(多选)如图所示,一根通电的直导体放在倾斜的粗糙斜面上,置于图示方向的匀强磁场中,处于静止状态.现增大电流,导体棒仍静止,则在增大电流过程中,导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是(AB)A.一直增大 B.先减小后增大C.先增大后减小 D.始终为零解析:由左手定则可得安培力方向沿斜面向上,若开始时安培力较大,导体棒受到的摩擦力方向沿斜面向下,则当增大电流过程中,安培力也随之增大,从而导致摩擦力也增大,所以A正确;若开始时安培力较小,导体棒受到的摩擦力方向沿斜面向上,则当增大电流过程中,安培力也随之增大,从而导致摩擦力先变小.当安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力时,此时导体棒不受摩擦力作用,当继续增大电流时,出现摩擦力方向向下,从而随着电流增大而增大,故B正确,C,D错误.9.(2019河南洛阳模拟)如图所示,三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里.电流大小均为I,其中A,B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B.导线C位于水平面处于静止状态,则导线C受到的静摩擦力是(B)A.B0IL,水平向左B.B0IL,水平向右C.B0IL,水平向左D.B0IL,水平向右解析:A,B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0,作出磁感应强度的合成图,根据平行四边形定则,结合菱形的几何关系,则有BC=B0;再由左手定则可知,安培力方向水平向左,大小为F=B0IL,由于导线C位于水平面处于静止状态,所以导线C受到的静摩擦力大小为B0IL,方向水平向右.10.(2019山西大同期末)如图所示,原来静止的圆线圈可以自由移动,在圆线圈直径MN上靠近N点处放置一根垂直于线圈平面的固定不动的通电直导线,导线中电流方向垂直于纸面向里.当在圆线圈中通以逆时针方向的电流I时,圆线圈将会(D)A.受力向左平动 B.受力向右平动C.不受力,平衡不动 D.以MN为轴转动解析:长直导线通电后在它周围形成以导线为圆心的圆形磁感线,如图中虚线所示.通电圆形线圈要受到安培力作用,其方向可由左手定则判断出;圆线圈下半部分所在处磁场方向斜向上,所以受的安培力方向垂直纸面向外;上半部分线圈受的安培力垂直纸面向里.因此线圈以MN为轴转动,故D正确.11.(2019宁夏六盘山期末)电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的高能杀伤武器,具有速度快命中率高,发射成本低,减少污染等特点,是21世纪的理想兵器,它的主要原理如图所示,1982年澳大利亚大学制成的能把2.2 g的弹体加速到10 km/s的电磁炮,若轨道宽为2 m,长为100 m,通过的电流为10 A,求:(1)轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B的大小;(2)磁场力的最大功率.解析:(1)对炮弹发射过程由动能定理Fx=mv2,安培力F=BIL,代入数据得B=55 T.(2)磁场力的最大功率P=Fv,代入数据P=1.1107 W.答案:(1)55 T(2)1.1107 W12.(2019吉林延边期末)在与水平方向成角的倾斜光滑导轨上放一质量为m的导体棒ab(导轨宽度为L,导轨和棒的电阻不计),电源电动势为E,内电阻为r,定值电