高考物理 专题十九 磁场 安培力精准培优专练.doc

培优点十九 磁场 安培力一、考点分析1. 本知识点每年必考，近几年的考查重点，主要是在选择题中考查磁场及磁感应强度、安培力的方向和大小的确、安培力的综合。2. 注意要点：分析安培力时，要注意将立体图转化为平面图。二、考题再现典例1. (2018全国ii卷20)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线l1、l2，l1中的电流方向向左，l2中的电流方向向上；l1的正上方有a、b两点，它们相对于l2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为b0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。则( )a. 流经l1的电流在b点产生的磁感应强度大小为b. 流经l1的电流在a点产生的磁感应强度大小为c. 流经l2的电流在b点产生的磁感应强度大小为d. 流经l2的电流在a点产生的磁感应强度大小为【解析】l1在a、b两点产生的磁场强度大小相等设为b1，方向都垂直于纸面向里，而l2在a点产生的磁场强度设为b2，方向向里，在b点产生的磁场强度也为b2，方向向外，规定向外为正，根据矢量叠加原理可知，可解得：，故a、c正确。【答案】ac典例2. (2017全国卷18)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()a. 0 b. b0c. b0 d. 2b0【解析】如图甲所示， p、q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为b1，由几何关系可知，b1b0。如果让p中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小bb0 ，故选项c正确，a、b、d错误。【答案】c三、对点速练1. 如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心o点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()a向上b向下c向左 d向右【答案】b2. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的m、n两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在m、n的连线上，o为mn的中点，c、d位于mn的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 ()ao点处的磁感应强度为零ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同da、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】c3. (多选)如图所示，同一平面内有两根平行的无限长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间且与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点的磁感应强度大小为b0，已知距一无限长直导线d处的磁感应强度大小b，其中k为常量，i为无限长直导线的电流大小，下列说法正确的是()ab点的磁感应强度大小为b若去掉导线2，b点的磁感应强度大小为c若将导线1中电流大小变为原来的2倍，b点的磁感应强度为0d若去掉导线2，再将导线1中电流大小变为原来的2倍，a点的磁感应强度大小仍为b0【答案】bd4. 磁电式电流表的构造如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足nbis=k，式中n为线圈的匝数，s为线圈的面积，i为通过线圈的电流，b为磁感应强度，为线圈(指针)偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知( )a. 该电流表的刻度是均匀的b. 线圈转动过程中受到的安培力的大小不变c. 若线圈中通以如图所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动d. 更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度(灵敏度即) 【答案】ab【解析】磁场是均匀地辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，螺旋弹簧的弹力与转动角度成正比，故该电流表的刻度是均匀的，故a正确；磁场是均匀地辐向分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强度的大小不变，线圈转动过程中各个位置的磁场的磁感应强度大小不变，故受到的安培力的大小不变，故b正确；若线圈中通以如图所示的电流时，根据左手定则，左侧受安培力向上，右侧受安培力向下，故时顺时针转动，故c错误；更换k值更大的螺旋弹簧，同样的电流变化导致同样的安培力变大，但转动角度变化减小了，故灵敏度减小了，故d错误。5. 利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度b的大小。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。当有拉力f作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。当线框接入恒定电压为e1时，拉力显示器的示数为f1；接入恒定电压为e2时(电流方向与电压为e1时相反)，拉力显示器的示数为f2。已知 f1f2，则磁感应强度b的大小为()ab bbcb db【答案】b【解析】当线框接入恒定电压为e1时，拉力显示器的示数为f1，则f1mgbl；接入恒定电压为e2时(电流方向与电压为e1时相反)，拉力显示器的示数为f2，则f2mgbl；联立解得b，选项b正确。6. (多选)如图甲所示，电流恒定的通电直导线mn，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由m指向n，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t0时导线恰好静止，若b按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是()a在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动b在最初的一个周期内，导线一直向左运动c在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小d在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小【答案】ad【解析】当t0时，由左手定则可知，mn受到向右的作用力，根据f安bli，由于b最大，故此时的安培力最大，则mn的加速度最大，随着时间的延长，磁感应强度b减小，故加速度减小，而mn的速度在增大，当b0时，加速度为0，速度最大，当b反向时，安培力也会反向，则加速度也反向，mn做减速运动，到半个周期时，mn减速到0，此时的加速度反向最大，然后mn再反向运动，到一个周期时mn又回到原出发的位置，故在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动，选项a正确，b错误；在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后增大，而其速度则是先增大后减小，故选项c错误，d正确。7. 如图所示，在磁感应强度为b，范围足够大的水平匀强磁场内，固定着倾角为的绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为q的带电小物块以初速度v0沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为。设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其加速度大小a与时间t的关系图象，可能正确的是() 【答案】c【解析】物体向上运动的过程中合力为，方向沿斜面向下，物体做减速运动，当速度减小时，合力减小，加速度减小，速度的变化越来越慢，即合力的变化先快后慢，又因合力大于等于，所以加速度的变化应为先减小的快后减小的慢，但大于等于某个值，不会逐渐减小到零，故c正确。8(多选)在倾角30的绝缘斜面上，固定一光滑金属框，宽l0.5 m，接入电动势e6 v、内阻r0.5 的电池。垂直框面放置一根质量m0.2 kg的金属棒ab，金属棒接入电路的电阻r0的阻值为0.2 ，整个装置放在磁感应强度b1.0 t方向垂直框面向上的匀强磁场中，调节滑动变阻器r的阻值使金属棒静止在框架上如图所示。(框架的电阻与摩擦不计，框架与金属棒接触良好，g取10 m/s2)则下列说法正确的是()a金属棒受到的安培力的大小为1 nb通过金属棒的电流i的大小为2 ac滑动变阻器r接入电路的阻值为r3 d电源的输出功率为p10 w【答案】abd【解析】由左手定则可知安培力方向沿斜面向上，对ab棒进行受力分析，由平衡条件得f安mgsin30，解得f安1 n，选项a正确；由f安bil得，i2 a，选项b正确；由闭合电路的欧姆定律有i，得r2.3 ，选项c错误；路端电压为ueir5 v，电源的输出功率为pui10 w，选项d正确。9(多选)绝缘光滑斜面与水平面成角，质量为m、带电荷量为q(q0)的小球从斜面上的h高度处释放，初速度为v0(v00)、方向与斜面底边mn平行，如图所示，整个装置处在匀强磁场b中，磁场方向平行于斜面向上如果斜面足够大，且小球能够沿斜面到达底边mn。则下列判断正确的是()a小球在斜面做变加速曲线运动b小球到达底边mn的时间c匀强磁场磁感应强度的取值范围为0bd匀强磁场磁感应强度的取值范围为0b【答案】bd【解析】小球在斜面上运动时，一定受到竖直向下的重力和垂直斜面向上的洛伦兹力，可能受到垂直斜面向上的弹力；小球能够沿斜面到达底边mn，说明垂直斜面方向的合力为0，洛伦兹力不大于