【导与练】(福建专版)2014届高考物理一轮复习 第一课时磁场 磁场对电流的作用课时训练.doc

第课时磁场磁场对电流的作用【测控导航】知识点题号1.磁场、磁感应强度、磁感线1、2、102.磁通量3、43.通电导体受到安培力作用5、6、7、84.与安培力有关的力学综合问题9、11、121.(2012上海普陀区一模)把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转.首先观察到这个实验现象的物理学家是(A)A.奥斯特B.爱因斯坦C.牛顿D.伽利略解析:奥斯特发现了电流会产生磁场,故选项A对,选项B、C、D错误.2.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(B)解析:本题考查的是电流的磁效应问题,意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力.由日常知识可知,地球的南极为磁场的N极,由右手螺旋定则可知,电流方向如图B,故选项B正确.3.如图所示,一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中,若球冠的底面大圆半径为r,磁场方向与球冠底面垂直,则穿过整个球冠的磁通量为(A)A.r2BB.大于r2BC.小于r2BD.不能确定解析:有效面积S=r2,所以磁通量=r2B.4.如图所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直面内有一根通电导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过线圈面积的磁通量将(C)A.逐渐变大B.逐渐变小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变解析:穿过线圈的磁通量是由通电导线产生的磁场造成的,但是通电导线处于圆形线圈的正上方,所以穿过线圈的磁通量为零,而竖直方向的移动不会影响总磁通量的变化.5.如图所示,纸面内A、B两点间连接有四段导线,ACB、ADB、AEB、AFB,四段导线的粗细相同,材料相同,匀强磁场垂直于纸面向内,现给MN两端加上电压,则关于四段导线下列说法正确的是(B)A.四段导线受到的安培力的大小相等B.四段导线受到的安培力方向相同C.ADB段受到的安培力最小D.ACB段受到的安培力最大解析:四段导线等效成通电直导线的等效长度都等于ADB的长度,电流方向相同,因此受到的安培力的方向相同,由于ADB段电阻最小,因此电流最大,受到的安培力最大.6.如图所示,电磁炮由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成.当电源接通后,磁场对流过炮弹的电流产生力的作用,使炮弹获得极大的发射速度.下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是(B)解析:要使电磁炮弹加速,则炮弹应受向右的安培力.由左手定则可知:磁场方向应为垂直纸面向外.B正确.7.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直,“”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里.开关S闭合后,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是(C)A.水平向左B.水平向右C.竖直向下D.竖直向上解析:开关闭合后根据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右,再由左手定则判定导线受到安培力的方向为竖直向下,C项正确.8.如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,闸刀处于垂直纸面向里、B=1 T的匀强磁场中,CO间距离为10 cm,当磁场力为0.2 N时,闸刀开关会自动跳开.则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为(B)A.电流方向CO B.电流方向OCC.电流大小为1 AD.电流大小为0.5 A解析:根据左手定则通以O到C方向的电流时,受到的安培力向左,安培力为0.2 N时,电流应为2 A,B正确.9.如图所示,有一固定在水平地面上的倾角为的光滑斜面,有一根水平放在斜面上的导体棒,长为L,质量为m,通有垂直纸面向外的电流I.空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.现在释放导体棒,导体棒静止不动,设导体棒受到斜面的支持力为N,则关于导体棒所受各力间的关系正确的是(重力加速度为g)(C)A.mgsin =BIL B.mgcos =BILC.mgcos =N-BILsin D.Nsin =BIL解析:对导体棒受力分析如图所示,沿垂直于斜面方向列平衡方程得N=BILsin +mgcos 解得mgcos =N-BILsin 故C选项正确,D选项错误;平行斜面方向列平衡方程得BILcos =mgsin ,故A、B错误.10.已知地磁场的水平分量为B,利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度,如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度.实验方法:先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内,中央放一枚小磁针,N极指向北方;给线圈通电,此时小磁针N极指北偏东角后静止,由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感应强度分别为(C)A.顺时针;BcosB.顺时针;BsinC.逆时针;BcosD.逆时针;Bsin解析:通电线圈产生磁场方向向东,由安培定则可知电流沿逆时针方向;磁感应强度为矢量,根据其叠加原理可得B=Bcos (B为合磁感应强度),所以B=Bcos.分析这类新情景问题,一定要认真审题,把图文结合阅读,并需要较强的空间想象能力.11.粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab恰好处在水平位置,如图所示.已知ab的质量为m=10 g,长度l=60 cm,沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4 T. (1)要使两根弹簧能处在自然状态,既不被拉长,也不被压缩,ab中应沿什么方向、通过多大的电流?(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时,两根弹簧均被拉长了x=1 mm,求该弹簧的劲度系数.(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧均被拉长多少?(取g=9.6 m/s2=9.6 N/kg)解析:(1)只有当ab受到的安培力方向竖直向上且大小等于ab的重力时,两根弹簧才能处于自然状态,根据左手定则,ab中的电流应由a到b,由二力平衡得mg=IlB,则I=mgBl=0.019.60.40.6 A=0.4 A.(2)当导线中通过由a到b的电流时,受到竖直向上的安培力作用,被拉长的两根弹簧对ab有竖直向上的拉力,同时ab受竖直向下的重力,平衡时平衡方程为I1lB+2kx=mg可得弹簧的劲度系数k=mg-I1lB2x=0.019.6-0.20.60.420.001 N/m=24 N/m.(3)当电流方向由b到a时,ab所受安培力竖直向下,这时的平衡方程为:2kx=mg+I2lB,由此式可求出两根弹簧均被拉伸的长度为x=mg+I2lB2k=0.019.6+0.20.60.4224 m=0.003 m.答案:(1)由a到b0.4 A(2)24 N/m(3)0.003 m12.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为l,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为且指向右斜上方,如图所示,问:(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?解析:从b向a看侧视图如图所示. (1)水平方向:f=Fsin