高考物理一轮复习 第9章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用习题 新人教版.doc

第九章第1讲 磁场及其对电流的作用1(2017全国卷)(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i，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(bc)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11dl1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1解析由安培定则可判断出l2在l1处产生的磁场(b21)方向垂直l1和l2的连线竖直向上，l3在l1处产生的磁场(b31)方向垂直l1和l3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，l3和l2在l1处产生的合磁场(b合1)方向如图1所示，根据左手定则可判断出l1所受磁场作用力的方向与l2和l3的连线平行，选项a错误；同理，如图2所示，可判断出l3所受磁场(b合3)作用力的方向(竖直向上)与l1、l2所在的平面垂直，选项b正确；同理，如图3所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为b，根据几何知识可知，b合1b，b合2b，b合3b，由安培力公式可知，l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小与该处的磁感应强度大小成正比，所以l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11，选项c正确，d错误。2(2017全国卷)(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(ad)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解析如果将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，则线圈在安培力作用下转动起来，每转一周安培力驱动一次，可保证线圈不断地转动，a项正确；如果左、右转轴上下两侧的绝缘漆均刮掉，不能保证线圈持续转动下去，b项错误；如果仅左转轴的上侧绝缘漆刮掉，右转轴的下侧绝缘漆刮掉，则线圈中不可能有电流，因此线圈不可能转动，c项错误；如果左转轴上下侧的绝缘漆均刮掉，右转轴仅下侧的绝缘漆刮掉效果与a项相同，因此d项正确。3(2017全国卷)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(c)a0bb0cb0d2b0解析导线p和q中电流i均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小bpbqb1，如图所示，则其夹角为60，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于pq向右、大小为b1。又根据题意ba0，则b0b1，且b0平行于pq向左。若p中电流反向，则bp反向、大小不变，bq和bp大小不变，夹角为120，合磁场的磁感应强度大小为b1b1(方向垂直pq向上、与b0垂直)，a点合磁场的磁感应强度bb0，则abd项均错误，c项正确。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(c)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解析由梦溪笔谈中的记载和题中磁感线分布示意图可知，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，在两极附近地球表面的地磁场方向不与地面平行，c项错误，a、b项正确；射向地球赤道的带电宇宙射线粒子与地磁场的磁感线不平行，故受洛伦兹力的作用，d项正确。5(2017浙江名校协作体联考)电磁弹射器代表着航母弹射器的未来发展方向，比蒸汽弹射器具有明显优势。目前，中国成为继美国之后第二个掌握电磁弹射技术的国家。如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)，使用前先给超级电容器c充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒ef，ef在磁场(方向垂直于纸面向外)作用下加速。则下列说法正确的是(b)a电源给电容器充电后，m板带正电b导体棒在安培力作用下向右运动c超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变d在电容器放电过程中，电容器电容不断减小解析电源给电容器充电后，m板与电源负极相连，带负电，选项a错误；放电时电流由f到e，由左手定则可知，导体棒所受安培力方向向右，导体棒在安培力作用下向右运动，选项b正确；超级电容器相当于电源，根据qcu可知，放电时两端电压减小，选项c错误；在电容器放电过程中，电容器电容保持不变，选项d错误。6(2016全国卷)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的n极位于两导轨的正上方，s极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。(1)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：a适当增加两导轨间的距离b换一根更长的金属棒c适当增大金属棒中的电流其中正确的是！_ac_#(填入正确选项前的标号)。答案：(1)连线如图所示解析(1)题目要求滑动变阻器以限流方式接入，即滑动变阻器的滑动端和固定端各连接一个；金属棒沿箭头方向移动，由左手定则可知，通过金属棒的电流方向为aa1，所以导轨ab连接电流表的负接线柱，电流表正接线柱与滑动变阻器的固定端(滑动端)，滑动端(固定端)连接开关再连接电源的正极，电源的负极连接导轨a1b1。(2)为使金属棒离开导轨时速度更大，设两导轨间距为d，导轨长度为l，由动能定理有bidlmv2，因此增大电流或增加两导轨间距离都可以满足题目要求。7(2017北京海淀区期末)如图所示，两根倾斜直金属导轨mn、pq平行放置，它们所构成的导轨平面与水平面之间的夹角37，两导轨之间的距离l0.50m。一根质量m0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与ab杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势e36v、内阻r1.6的直流电源和电阻箱r。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，sin 370.60，cos370.80，重力加速度g取10m/s2。(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计，当电阻箱接入电路中的电阻r12.0时，金属杆ab静止在导轨上。如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向。(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略，整套装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小b0.40 t的匀强磁场中，当电阻箱接入电路中的电阻r23.4时，金属杆ab仍保持静止，求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向。答案：(1)0.30t0.24t垂直于导轨平面斜向下(2)0.24n沿导轨平面向下解析(1)设通过金属杆ab的电流为i1，根据闭合电路欧姆定律可知i1设磁感应强度的大小为b1，由安培定则可知，金属杆ab所受安培力沿水平方向，金属杆ab受力如图甲所示对金属杆ab，根据共点力平衡条件有b1i1lmgtan解得b10.30t根据共点力平衡条件可知，最小的安培力方向应沿导轨平面向上，金属杆ab受力如图乙所示。设磁感应强度的最小值为b2，对金属杆a