【全程复习方略】（广东专用）高考物理一轮复习 第十一章 第1讲磁场及其对电流的作用课时作业.doc

【全程复习方略】（广东专用）2014版高考物理一轮复习 第十一章 第1讲磁场及其对电流的作用课时作业(40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)1.(2013柳州模拟)如图所示,把一条导线平行地放在磁针的上方附近,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转。发现这个实验现象的物理学家是()2.两个完全相同的通电圆环a、b的圆心o重合、圆面相互垂直,通电电流相同,电流方向如图所示,设每个圆环在其圆心o处独立产生的磁感应强度为b0,则o处的磁感应强度大小为()a.0b.2b0c.2b0d.无法确定3.(2011新课标全国卷)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流i引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()4.(2013苏州模拟)在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。过c点的导线所受安培力的方向()a.与ab边平行,竖直向上b.与ab边平行,竖直向下c.与ab边垂直,指向左边d.与ab边垂直,指向右边5.(2013北海模拟)在赤道正上方某处有一条东西方向水平放置的长直导线,通有从东向西流动的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是()a.竖直向上b.竖直向下c.向南d.向北6.(2013湛江模拟)在磁场中某区域的磁感线如图所示,则()a.a、b两处的磁感应强度的大小不等,babbb.a、b两处的磁感应强度的大小不等,babbc.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大d.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小7.如图所示,电流从a点分两路通过环形支路再汇合于b点,已知两个支路的金属材料相同,但截面积不相同,上面部分的截面积较大,则环形中心o处的磁感应强度方向是()a.垂直于环面指向纸内b.垂直于环面指向纸外c.磁感应强度为零d.斜向纸内8.(2013杭州模拟)通有电流的导线l1、l2处在同一平面(纸面)内,l1是固定的,l2可绕垂直纸面的固定转轴o转动(o为l2的中心),各自的电流方向如图所示。下列哪种情况将会发生()a.因l2不受安培力的作用,故l2不动b.因l2上、下两部分所受的安培力平衡,故l2不动c.l2绕轴o按顺时针方向转动d.l2绕轴o按逆时针方向转动9.(2013柳州模拟)如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不会掉下来。原来,棋盘和棋子都是由磁性材料制成的。棋子不会掉落是因为()a.质量小,重力可以忽略不计b.受到棋盘对它向上的摩擦力c.棋盘对它的吸引力与重力平衡d.它一方面受到棋盘的吸引,另一方面受到空气的浮力10.通电闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,电流方向如图所示,那么三角形线框受到的磁场力的合力为()a.方向垂直于ab边斜向上b.方向垂直于ac边斜向上c.方向垂直于bc边向下d.为零二、计算题(本大题共2小题,共30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)11.(能力挑战题)(15分)如图所示,在磁感应强度b=1.0t,方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成=37角的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势e=12v,内阻不计。ab杆长l=0.5m,质量m=0.2kg,杆与滑轨间的动摩擦因数=0.1,滑轨与ab杆的电阻忽略不计。求:要使ab杆在滑轨上保持静止,滑动变阻器r的阻值在什么范围内变化?(g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留一位有效数字)12.(2013苏州模拟)(15分)如图所示为一电流表的原理示意图。质量为m的均质细金属棒mn的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连,绝缘弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场,磁感应强度大小为b,方向垂直纸面向外。与mn的右端n连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数,mn的长度大于ab。当mn中没有电流通过且处于平衡状态时,mn与矩形区域的cd边重合,当mn中有电流通过时,指针示数可表示电流强度。(1)当电流表示数为零时,弹簧伸长多少?(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作,mn的哪一端应与电源正极相接?(3)若k=2.0n/m,ab=0.20m,cb=0.050m,b=0.20t,此电流表的量程是多少?(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍,磁感应强度应变为多大?答案解析1.【解析】选c。牛顿是经典力学的奠基人,爱因斯坦创立了狭义和广义相对论,居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献,奥斯特首先发现了电流的磁效应,正确答案为c。2.【解析】选c。由安培定则可知a在圆心处产生的磁感应强度垂直于纸面向里,b在圆心处产生的磁感应强度竖直向下,两者垂直,所以合磁感应强度大小b=b02+b02=2b0,c选项正确。【变式备选】如图所示,a和b为两根互相平行的长直导线,通以同方向等大电流,虚线c为在a和b所确定的平面内与a、b等距的直线,则下列说法正确的是()a.两导线间的空间不存在磁场b.虚线c处磁感应强度为零c.a、c间磁感应强度垂直纸面向外d.c、b间磁感应强度垂直纸面向里【解析】选b。由安培定则可知,在a、b之间,a中电流产生的磁场方向垂直纸面向里,b中电流产生的磁场方向垂直纸面向外,在c处两磁场的磁感应强度大小相等,方向相反,则合磁场的磁感应强度为零,a、c之间磁感应强度向里,b、c之间磁感应强度向外,故b正确,a、c、d错误。3.【解析】选b。由于地磁场的北极在地理南极附近,由安培定则可知,安培假设中环形电流方向如b图所示,故a、c、d错,b正确。4.【解析】选c。解法一:根据直线电流的安培定则,a、b在c处所激发的磁场方向分别如图中ba、bb所示,应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示。根据左手定则可知安培力f安的方向与a、b连线垂直,指向左边。解法二:根据同向电流相互吸引、异向电流相互排斥的特点,可判断导线a、b对导线c的安培力均为吸引力,再由平行四边形定则可知c导线所受合力的方向与ab边垂直,水平向左,c正确。5.【解析】选b。赤道正上方地磁场的方向水平向北,由于电流方向沿水平方向由东向西,根据左手定则判断知通电导线所受安培力方向应竖直向下,故b对,a、c、d均错。6.【解析】选b。因为磁场中磁感线的疏密表示磁场的强弱,所以babb,b正确,a错误;由于通电导线的方向与磁场的方向的关系未知,因此同一通电导线放在a、b两处受力大小无法判断,c、d均错误。7.【解析】选a。两个支路在o处的磁感应强度方向均在垂直于圆环方向上,但上面支路的电流大,在o处的磁感应强度较大,故叠加后应为垂直于纸面向内,a正确。8.【解析】选d。由安培定则可知,导线l1上方的磁场方向垂直于纸面向外,且离导线l1的距离越远的地方,磁感应强度越弱,导线l2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右,由于o点的下方磁感应强度较强,则安培力较大,因此l2绕轴o按逆时针方向转动,d项正确。9.【解析】选b。棋子受力如图所示,磁性棋子受到棋盘的吸引而对棋盘产生压力,棋盘对棋子有向外的弹力。重力使得棋子有向下滑动的趋势,因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力,此力和重力平衡,使得棋子不会滑下来。由于空气浮力远小于重力,故可以忽略不计。故b正确。10.【解题指南】解答本题应按以下流程进行:【解析】选d。解法一:ac、bc两边所受安培力分别为fac、fbc,其合力为f,如图所示。f=fbc2-fac2=bibc2-ac2=biab方向沿ac方向,而ba边所受安培力与f等大反向,故abc所受安培力的合力为零,选项d正确。解法二:由于三角形为通电闭合线框,有效长度为零,所以三角形线框受到的合力为零,d正确。11.【解析】分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图,如图所示。当ab杆恰好不下滑时,如图甲所示。由平衡条件得沿斜面方向mgsin=fn1+f安1cos(2分)垂直斜面方向fn1=mgcos+f安1sin(2分)而f安1=ber1l,(1分)解得r1=5。 (2分)当ab杆恰好不上滑时,如图乙所示。由平衡条件得沿斜面方向mgsin+fn2=f安2cos(2分)垂直斜面方向fn2=mgcos+f安2sin(2分)而f安2=ber2l,(1分)解得r2=3。 (2分)所以,要使ab杆保持静止,r的取值范围是3r5。 (1分)答案：3r5【总结提升】安培力及相关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,首先要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。(3)有关安培力的力电综合题往往涉及三维立体空间问题,处理该类问题时,要变三维立体为二维平面图,可变难为易。12.【解析】(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为x,则有mg=kx,(2分)解得:x=mgk。(1分)(2)为使电流表正常工作,作用于通有电