高考物理一轮复习 专题40 磁场的描述 磁场对通电导线的作用力（练）（含解析）.doc

专题40 磁场的描述 磁场对通电导线的作用力1如图所示，三条长直导线都通以垂直纸面向外的电流，且i1=i2=i3，则距三条导线等距离的a点处磁场方向为： （ ）a向上 b向右 c向左 d向下【答案】b【名师点睛】此题考查了右手定则以及磁场的叠加问题；关键是掌握右手定则来判断各个导线在a点形成的磁场的方向，因为磁场是矢量，故叠加时满足平行四边形法则；此题难度不大，是基础题，考查学生对基本方法的运用能力.2如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线oo垂直于线圈平面且通过其圆心o，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 t，方向与竖直线成30角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为 ： （ ） a0.1 a b0.2 a c0.05 a d0.01 a【答案】a【解析】设圆环的半径为r，则圆环的质量m环=2r2.510-3kg，磁场的水平分量为bsin30，环受到的安培力为：f=bsin30i2r，由于环所受向上的安培力等于环的重力，则2r2.510-310=bsin30i2r，解得：i=0.1a，选项a正确。【名师点睛】对环进行受力分析，求出环所受到的安培力是正确解题的关键把磁场磁感应强度分解为水平分量与竖直分量，磁场竖直分量对电流的安培力为零，由左手定则可知，磁场水平分量对电流的安培力竖直向上；由安培力公式求出安培力，然后求出电流3如图，接通电键k的瞬间，用丝线悬挂于一点、可自由转动的通电直导线ab将： （ ） aa端向上，b端向下，悬线张力不变 ba端向下，b端向上，悬线张力不变ca端向纸外，b端向纸内，悬线张力变小 da端向纸内，b端向纸外，悬线张力变大【答案】d【名师点睛】此题是安培定则及左手定则的应用问题；判断安培力作用下导体运动的方向，是磁场中的基本题型，这类问题往往是安培定则和左手定则综合应用，并采用电流法、特殊位置法、等效法、推论法等，此题除了选择图中位置外还要选择转过90角位置进行研究. 4（多选）关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是： （ ）a电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场b放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零c一小段长为l的通有电流i的导体，在磁场中受到的安培力为f，则该磁场的磁感应强度b一定为d一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零【答案】ab【解析】电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场，选项a正确；根据可知，放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零，选项b正确；一小段长为l的通有电流i的导体，在磁场中如果受到的最大的安培力为f，则该磁场的磁感应强度b一定为，选项c错误；因导线平行磁场方向放置时，所受的安培力为零，则当一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零，选项d错误；故选ab.【名师点睛】此题考查了学生对电场强度以及磁感应强度的理解；要知道电场强度和磁感应强度，都是采用比值定义法；电场力为零时，电场强度一定为零；而安培力为零时，磁感应强度不一定为零；基础题.5有两个相同的全长电阻为9的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的、相距为20cm的竖直面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度b=0.865t的匀强磁场，两环的最高点a和c间接有一内阻为0.5的电源，连接导线的电阻不计今有一根质量为10g，电阻为1.5的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于如图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点p、q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为=60，取重力加速度g=10m/s2试求此电源电动势e的大小（取）【答案】e=6v【名师点睛】本题主要考查了安培力、闭合电路欧姆定律、共点力作用下物体的平衡等的综合应用。属于中等难度的题目。本题是力学和电路知识的综合，关键运用共点力作用下物体的平衡求解安培力，要掌握安培力公式和欧姆定律，明确电路的连接关系进行解答 1如图所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于一个等边三角形abc的顶点a、b处。两通电导线在c处的磁场的磁感应强度的值都是b，则c处磁场的总磁感应强度是： （ ）a、2b b、b c、0 d、 【答案】d【名师点睛】此题考查了磁场的叠加，因为磁感应强度也是矢量，所以满足平行四边形法则，根据平行四边形法则叠加即可，此题难度不大，意在考查学生对基本方法的运用能力.2据报道，国产航母明年面世，其舰载机发射类似于电磁轨道炮弹体发射。其工作原理如图所示，待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触恒定电流，从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与i成正比，静止的通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是： （ ）a只将轨道长度变为原来的2倍b只将电流，增加至原来的4倍c只将弹体质量减至原来的一半d将弹体质量减至原来的一半，轨道长度应变为原来的2倍，其他量不变【答案】d【解析】弹体在轨道上运动的加速度，则弹体出射的速度为：，则只将轨道长度变为原来的2倍，则弹体出射速度变为原来的倍，选项a错误；只将电流，增加至原来的4倍，则弹体出射速度变为原来的4倍，选项b错误；只将弹体质量减至原来的一半，则弹体出射速度变为原来的倍，选项c错误；将弹体质量减至原来的一半，轨道长度应变为原来的2倍，其他量不变，则弹体出射速度变为原来的2倍，选项d正确；故选d.【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律以及安培力的应用问题；关键是弄懂题意，搞清楚弹体出射的速度和哪些物理量有关，根据牛顿第二定律和安培力公式列出关系式进行讨论解答；此题难度中等，意在考查学生运用知识能力.3如图所示，两根平行放置的长直导线a、b载有大小都为1a、方向相反的电流，a受到b的磁场力的大小为f1，今在a、b所在平面内距a、b相等距离的位置上平行于a、b放置另一长直导线c，c中电流大小为2a，与a中电流方向相同，a和b受到c的磁场力的大小都为f2下列关于导线a、b受磁场力的合力大小和方向的判断，正确的是： （ ）aa导线受到磁场力的合力大小为f1+ f2，方向向左bb导线受到磁场力的合力大小为f1+ f2，方向向左ca导线受到磁场力的合力大小为f2f1，方向向右db导线受到磁场力的合力大小为f2f1，方向向右【答案】c【名师点睛】此题考查了通电电流之间的相互作用问题；要知道同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；解决本题的关键将某个电流所受的磁场力看成剩余两个电流对它作用力的合力；此题难度中等，考查学生灵活运用知识的能力.4（多选）如图所示，一根长度l的直导体棒中通以大小为i的电流，静止放在粗糙导轨上，垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为b，b的方向与竖直方向成角。下列说法中正确的是： （ ）a导体棒受到安培力大小为blisin b导体棒对轨道压力大小为c导体棒受到导轨摩擦力为 d导体棒受到导轨摩擦力为blicos【答案】bd【名师点睛】此题考查了安培力及物体的平衡问题；注意安培力的求解公式f= blisin ，其中的角是b与i的夹角；在求解摩擦力之前首先要看看是静摩擦力还是滑动摩擦力，只有滑动摩擦力才能根据 求解，静摩擦力只能通过平衡知识或者牛顿定律求解. 5水平面上有电阻不计的u形导轨nmpq，它们之间的宽度为l，m和p之间接入电动势为e的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为r的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图所示，求： (1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少；(2)已知ab棒与导轨间动摩擦因素且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若b的大小和方向均能改变，则要使ab棒刚好发生滑动时，b的大小至少为多大且此时b的方向如何【答案】（1），（2）【解析】从b向a看其受力如图所示（1）水平方向：f=fasin竖直方向：n+facos=mg又联立得：，（2）当刚好发生滑动时，则f=fasin=fn=（mg-facos）即当b取最小值时，此时=60解得【名师点睛】本题考查共点力平衡与安培力知识的综合，将立体图转化为平面图是解决本题的关键；解题时要画出规范的受力分析图，利用平衡条件列得方程求解. 1【2017新课标卷】如图，在磁感应强度大小为b0的匀强磁场中，两长直导线p和q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流i时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让p中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为： （ ）a0 b c d2b0【答案】c【名师点睛】本题关键为利用安培定则判断磁场的方向，在根据几何关系进行磁场的叠加和计算。2【2017新课标卷】（多选）某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将： （ ）a左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉b左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉c左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉d左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉【答案】ad【名师点睛】此题是电动机原理，主要考查学生对物理规律在实际生活中的运用能力；关键是通过分析电流方向的变化分析安培力的方向变化情况。 3【2017新课标卷】（多选）如图，三根相互平行的固定长直导线l1、l2和l3两两等距，均通有电流，l1中电流方向与l2中的相同，与l3中的相反，下列说法正确的是： （ ）al1所受磁场作用力的方向与l2、l3所在平面垂直bl3所受磁场作用力的方向与l1、l2所在平面垂直cl1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为dl1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为【答案】bc【名师点睛】先根据安培定则判断磁场的方向，再根据磁场的叠加得出直线电流处磁场的方向，再由左手定则判断安培力的方向，本题重点是对磁场方向的判断、大小的比较。4【2016北京卷】中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是： （ ）a地理南、北极与地磁场的南、北极不重合b地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近c地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行d地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用【答案】c【解析】根据题意可知，地理南、北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，a正确；地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，b正确；由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向，故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行，c错误；在赤道处，磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到洛伦兹力的作用，d正确