（新课标）高考物理一轮总复习 课时跟踪训练25 第八章 磁场 第1讲 磁场 磁场对电流的作用（选修31）.doc

第1讲 磁场 磁场对电流的作用一、选择题1(2015上海嘉定区期末考试)当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时n极指向读者的是()解析小磁针静止时，n极所指的方向是该处磁场的方向，由安培定则可知，n极指向读者的是c.答案c2(多选)(2015新课标全国卷)指南针是我国古代四大发明之一关于指南针，下列说法正确的是()a指南针可以仅具有一个磁极b指南针能够指向南北，说明地球具有磁场c指南针的指向会受到附近铁块的干扰d在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转解析指南针有n、s两个磁极，受到地磁场的作用静止时s极指向南方，选项a错误，b正确指南针有磁性，可以与铁块相互吸引，选项c正确由奥斯特实验可知，小磁针在通电导线放置位置合适的情况下，会发生偏转，选项d错误答案bc3(2015江苏苏锡常镇四市部分学校联考)如图所示，两根无限长导线，均通以恒定电流i.直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点o为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点o处不形成磁场，则图乙中o处磁感应强度和图甲中o处磁感应强度相同的是()解析由题意可知，图甲中o处磁感应强度的大小是其中一段导线在o点的磁感应强度大小的2倍，方向垂直纸面向里；图乙中a，根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线在o处产生的磁感应强度叠加为零，则剩余的两段通电导线在o处产生的磁感应强度大小是其中一段在o处产生的磁感应强度大小的2倍，且方向垂直纸面向里，故选项a正确图乙中b，同理，四段通电导线在o处产生的磁感应强度是其中一段在o处产生的磁感应强度的4倍，方向垂直纸面向外，故选项b错误图乙中c，右上段与左下段的通电导线在o处产生的磁感应强度叠加为零，则剩余两段通电导线在o处产生的磁感应强度大小是其中一段在o处产生的磁感应强度大小的2倍，方向垂直纸面向外，故选项c错误图乙中d与c选项分析相同，四段在o处产生的磁感应强度大小是其中一段在o处产生的磁感应强度大小的2倍，方向垂直纸面向外，故选项d错误答案a4(2015陕西渭南一模)如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下面挂有匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l，线框的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为b，方向与线框平面垂直，在图中垂直于纸面向里线框中通以电流i，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态令磁场反向，磁感应强度的大小仍为b，线框达到新的平衡则在此过程中线框位移的大小x及方向是()ax，方向向上bx，方向向下cx，方向向上dx，方向向下解析线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力作用，处于平衡状态，安培力为f安nbil，且开始时方向向上，然后方向向下，大小不变设在电流反向之前弹簧的伸长为x，则反向之后弹簧的伸长为(xx)，则有kxnbilg0，k(xx)nbilg0，联立解得x，且线框向下移动答案b5(2015福建四地六校上学期第三次月考)如图所示，o为圆心，kn和lm是半径分别为on、om的同心圆弧，在o处垂直纸面有一载流直导线，电流方向垂直纸面向外，用一根导线围成如图klmn所示的回路，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路()a将向左平动b将向右平动c将在纸面内绕通过o点并垂直纸面的轴转动dkl边将垂直纸面向外运动，mn边垂直纸面向里运动解析由安培定则可知，kn和ml中电流的方向与磁场方向平行，这两个边不受安培力，由左手定则知，kl受的安培力垂直于纸面向外，mn受的安培力垂直于纸面向里，d正确答案d6(多选)(2016浙江六校摸底)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤有一定的读数现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以一定的电流后，台秤的示数增加，同时弹簧缩短(弹簧始终处于弹性限度内)，则下列说法正确的是()a可能是磁铁右端为n极，左端为s极，导线中的电流方向垂直纸面向里b可能是磁铁右端为n极，左端为s极，导线中的电流方向垂直纸面向外c可能是磁铁右端为s极，左端为n极，导线中的电流方向垂直纸面向里d可能是磁铁右端为s极，左端为n极，导线中的电流方向垂直纸面向外解析若磁铁右端为n极，左端为s极，磁铁的磁感线在它的外部从n极到s极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向左上的，若电流的方向垂直纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的，将这个力在水平和竖直方向分解，可知光滑平板对磁铁的支持力增大，由于水平向左产生分力，所以对弹簧产生压力，弹簧长度将变短，故a正确，b错误若磁铁右端为s极，左端为n极，磁铁的磁感线在它的外部从n极到s极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向右下的，若电流的方向垂直纸面向外，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的，将这个力在水平和竖直方向分解，可知光滑平板对磁铁的支持力增大，由于水平向左产生分力，所以对弹簧产生压力，弹簧长度将变短，故c错误，d正确答案ad7(2016河南豫东豫北十所名校联考)在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极b，沿边缘内壁放一个圆环形电极a，把a、b分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体现把玻璃皿放在如图所示的磁场中，液体就会旋转起来若从上向下看，下列判断正确的是()aa接电源正极，b接电源负极，液体顺时针旋转ba接电源负极，b接电源正极，液体顺时针旋转ca、b与50 hz的交流电源相接，液体持续旋转d仅磁场n、s极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变解析若a接电源正极，b接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转故a正确同理，若b接电源正极、a接电源负极，根据左手定则可知，液体沿逆时针做圆周运动，故b错误a、b与50 hz的交流电源相接，液体不会旋转，故c错误若磁场n、s极互换后，重做该实验发现液体旋转方向变化，故d错误答案a8(2015江西临川一中、高安中学、玉山一中等重点中学协作体模拟)如图所示，由均匀的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将a、b两点接入电压恒定的电源两端，通电时，线框受到的安培力为f，若将acb边移走，则余下线框受到的安培力大小为()a.f b.fc.f d.f解析根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，由于acb段受到的安培力等效于长为ab的电阻丝受到的安培力，所以等效电路为r和2r并联，并联后总电阻为r.根据欧姆定律，并联电路的总电流i1，则安培力大小为fbi1l.若将acb边移走，则剩余线框中的电流i2，余下线框受到的安培力大小为f2bi2lf，故选d.答案d9(2016河北唐山期末考试)如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为b，导轨宽度为l，一端与电源连接一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向成()a37 b30 c45 d60解析经分析可知磁感应强度的方向应斜向右下，设其与竖直方向的夹角为，由平衡可知：bilcosf，nbilsinmg，fn，三式联立解得i，整理得i.令sin即60，则i，当90，即30时，导体棒中的电流最小答案b10(2015重庆一诊)利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度当外界拉力作用于力敏传感器的挂钩上时，数字电压表上的读数u与所加外力f成正比，即ukf，式中k为比例系数用绝缘悬丝把底部长为l、电阻为r、质量为m的方形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源，细铜丝的电阻忽略不计当线框接入电压为e1时，电压表的示数为u1；当线框接入电压为e2时，电压表示数为u2.则磁感应强度的大小为()ab bbcb db解析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，当通上电流后，设安培力为fa，有uk(fafa)，即kbilu，整理得b，而i，整理得b，故a正确，b、c、d错误答案a二、非选择题11(2015重庆卷)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，求安培力的功率解析(1)根据安培力公式可得每匝线圈所受安培力为f1bil，n匝线圈所受安培力为fnf1nbil.根据左手定则可知，安培力方向为水平向右(2)安培力的功率pfvnbilv.答案(1)nbil方向水平向右(2)nbilv12.有一长为l0.50 m、质量为m10 g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如右图所示z轴垂直纸面向外，g10 m/s2.求：(1)当磁感应强度b11.0 t，方向与x轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，则cd中通入的电流i1的大小和方向？(2)当cd中通入方向由c到d大小为i20.40 a的电流，这时磁感应强度b21.0 t，方向与x轴正方向相同，当cd静止时悬线中的张力是多大？(3)当cd中通入方向由c到d、大小为i30.10 a的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30，与x轴正方向夹角为60，磁感应强度b32.0 t，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？解析(1)要使悬线的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，有mgb1i1l所以i1mg/lb1 a0.20 a由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d.(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力当cd静止时，有mgb2li22t.所以t n0.15 n.(3)根据题意，作