高考物理 能力提升知识点优化 9.1磁场及其对电流的作用.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：9.1磁场及其对电流的作用一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法中正确的是()a.由b可知，磁感应强度b与一小段通电直导线受到的磁场力f成正比b.一小段通电导线所受磁场力的方向就是磁场方向c.一小段通电导线在某处不受磁场力，该处磁感应强度一定为零d.磁感应强度为零处，一小段通电导线在该处不受磁场力2.(2012深圳模拟)如图所示，通电导线mn在纸面内从a位置绕其一端m转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是()a.变小b.不变 c.变大 d.不能确定3.(2012南开区模拟)如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()a.小磁针n极向里转b.小磁针n极向外转c.小磁针在纸面内向左摆动d.小磁针在纸面内向右摆动4.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环m和n.当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中正确的是()a.两环静止不动 b.两环互相靠近c.两环互相远离 d.两环同时向左运动二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.(预测题)如图所示，有两根长为l、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上， b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为i的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是()a.方向向下b.大小为c.要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移d.若使b下移，a将不能保持静止6. (2012黄冈模拟)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为fn1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为fn2，则以下说法正确的是()a.弹簧长度将变长b.弹簧长度将变短c.fn1fn2 d.fn1fn27.(创新题)如图，a、b、c、d是四根长度相等、等间距地被固定在同一竖直平面上的通电长直导线，当它们通以大小相等、方向如图的电流时，各导线所受磁场力的合力情况是() a.导线a的受力方向向左 b.导线b的受力方向向左c.导线c的受力方向向左 d.导线d的受力方向向左8.(易错题)如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度b11 t.位于纸面内的细直导线，长l1 m，通有i1 a的恒定电流.当导线与b1成60夹角时，发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度b2大小可能值为()a. tb. tc.1 td. t9.(2011新课标全国卷)电磁轨道炮工作原理如图所示.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.电流i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.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，理论上可采用的方法是()a.只将轨道长度l变为原来的2倍b.只将电流i增加至原来的2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l变为原来的2倍，其他量不变三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(16分)如图所示，水平放置的光滑金属导轨宽l0.2 m，接有电源电动势e3 v，电源内阻及导轨电阻不计.匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度b1 t.金属棒ab的电阻r6 ，质量m10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间，(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度.11.(易错题)(20分)如图所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为b的匀强磁场中，导轨中接入电动势为e、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为r的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为l的导体棒呈水平放于导轨上，并将导体棒由静止释放，求导体棒在释放的瞬间加速度的大小.答案解析1.【解析】选d.磁感应强度是反映磁场基本属性的物理量，一旦磁场确定，各处的磁感应强度b也就客观地确定了.选项a认为磁场某处的磁感应强度的值随通电导线受力情况而变，是没有深刻理解b的意义，故a错.磁感应强度b的方向一定和磁场力方向垂直，b选项错.当通电导线与磁场平行时，导线就不受磁场力，故c选项错，磁感应强度为零，则通电导线一定不受磁场力，d正确.2.【解析】选b.转动过程中导线一直与磁场方向垂直，安培力的大小不变，只是方向发生了变化，b正确.3.【解析】选a.根据安培定则，线圈中电流产生的磁场磁感线方向垂直于纸面由外向里，而n极受力方向和磁感线方向相同，故a正确.4.【解析】选b.根据安培定则和左手定则可以判断，同向电流互相吸引，故b正确.5.【解析】选c、d.根据安培定则判断，b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向向上，a错误；a受力如甲图所示，由平衡条件得fmgbil，所以b，b错误；作如乙图所示的动态平衡图知，b上移时要使a仍能保持静止，f可以变小，a、b间距变大，则b在a处的磁感应强度减小，所以c正确；若使b下移，f应变大，但此时a、b间距变大，则b在a处的磁感应强度减小，所以f将变小，a将不能保持静止，d正确.【总结提升】与安培力相关的平衡问题的分析技巧(1)求解安培力作用下的导体平衡问题一般是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件f合0或fx合0，fy合0列平衡方程.(2)安培力的方向很容易出错，应特别关注；安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面.在判断安培力方向时，要首先确定磁场和电流所决定的平面，从而判断安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向.6.【解析】选b、c.画出条形磁铁周围的磁感线，确定通电导体棒所在位置磁场方向，根据左手定则可确定安培力方向，如图，根据牛顿第三定律，磁铁受反作用力的方向和f相反，正交分解可得b、c正确.【变式备选】(双选)如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则()a.磁铁对桌面的压力增大b.磁铁对桌面的压力减小c.桌面对磁铁有向右的摩擦力d.磁铁所受的合力不变【解析】选a、d.磁铁中央上方磁场方向水平向左，根据左手定则，电流受安培力方向竖直向上，如图，根据牛顿第三定律，电流对磁铁作用力方向竖直向下，故磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁没有摩擦力，磁铁所受合力为零，a、d正确，b、c错误.7.【解析】选a、c.根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可以确定，a受合力方向向左，b受合力方向向右，c受合力方向向左，d受合力方向向右，故a、c正确，b、d错误.8.【解析】选c、d.当导线与b1成60夹角时，其受到的安培力为零，说明合磁场方向与电流方向平行，根据矢量合成的三角形法则画出如图所示的矢量图，知b2的最小值为b1sin60 t，所以c、d正确.9.【解题指南】本题可按以下思路进行分析：(1)弹体在安培力作用下加速，已知轨道长度可以确定安培力做功，根据动能定理列式求解.(2)推导出速度表达式，可以分析速度与哪些物理量有关，从而确定正确答案.【解析】选b、d.设轨道长度为l，弹体质量为m，电流为i，轨道宽度为d，发射速度为v，此时bki，根据动能定理，kiidlmv2.解得vi，由此可确定，b、d正确.10.【解析】(1)闭合开关的瞬间，回路中的电流ia0.5 a (4分)ab棒所受安培力f 安bil0.1 n (4分)由左手定则知方向水平向右 (2分)(2)由牛顿