高考物理一轮复习知能演练 8.1 磁场及其对电流的作用 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 8.1 磁场及其对电流的作用 沪科版.图8114在磁场中某区域的磁感线, 如图8114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处受力小解析: 选 b.磁感线的疏密程度表示b的大小, 但安培力的大小除跟该处的b的大小和i、l有关外, 还跟导线放置的方向与b的方向的夹角有关, 故c、d错误; 由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出bbba, 所以b正确. 2. (2012启东中学模拟)如下图所示的各图中, 表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况, 其中磁感应强度b、电流i、磁场力f三者之间的方向关系正确的是()图8115解析: 选abd.由左手定则可以判断c项中力f方向应向上, 故c错, a、b、d正确. 3.图8116(2011高考上海单科卷)如图8116所示, 质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于o、o, 并处于匀强磁场中, 当导线中通以沿x轴正方向的电流i, 且导线保持静止时, 悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度方向和大小可能为()a. z正向, tan b. y正向, c. z负向, tan d. 沿悬线向上, sin解析: 选bc.若b沿z轴正方向, 导线无法平衡, a错误; 若b沿y轴正方向, 由左手定则, 受力如图甲: mgbil, 所以b正确; 若b沿z轴负方向, 受力如图乙, tsinbil; tcosmg, 所以btan, c正确; 若b沿悬线向上, 受力如图丙, 导线无法平衡, d错误. 图81174. (2012咸阳高三检测)如图8117所示, 用细橡皮筋悬吊一轻质线圈, 置于一固定直导线上方, 线圈可以自由运动. 当给两者通以图示电流时, 线圈将()a. 靠近直导线, 两者仍在同一竖直平面内b. 远离直导线, 两者仍在同一竖直平面内c. 靠近直导线, 同时旋转90d. 远离直导线, 同时旋转90图81185. (2012亳州模拟)如图8118所示, 两平行金属导轨间的距离l0.40 m, 金属导轨所在的平面与水平面夹角37, 在导轨所在平面内, 分布着磁感应强度b0.50 t、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场. 金属导轨的一端接有电动势e4.5 v、内阻r0.50 的直流电源. 现把一个质量m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上, 导体棒恰好静止. 导体棒与金属导轨垂直且接触良好, 导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻r02.5 , 金属导轨电阻不计, g取10 m/s2.已知sin370.60, cos370.80, 求: (1)通过导体棒的电流; (2)导体棒受到的安培力大小; (3)导体棒受到的摩擦力. 解析: (1)根据闭合电路欧姆定律i1.5 a.(2)导体棒受到的安培力f安bil0.30 n.(3)导体棒受力如图所示, 将重力正交分解f1mgsin370.24 nf1f安, 根据平衡条件mgsin37ff安, 解得: f0.06 n, 方向为沿导轨面向下. 答案: (1)1.5 a(2)0.30 n(3)0.06 n, 方向沿斜导轨面向下一、选择题1. (2012浙江省高三调研)电流计的主要结构如图8119甲所示, 固定有指针的铝框处在由磁极与软铁芯构成的磁场中, 并可绕轴转动. 铝框上绕有线圈, 线圈的两端与接线柱相连. 用两根导线分别将两只电流计的“”、“”接线柱相连, 如图乙所示, 拔动一只电流计的指针, 另一只电流计的指针也会转动. 为了解释上述现象, 有同学对软铁芯内部的磁感线分布提出了如下的猜想, 可能正确的是()图8119图8120解析: 选c.磁感线不能相交, abd均错, 只有c有可能. 图81212. 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8121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强度分别为()a. 顺时针; b. 顺时针; c. 逆时针; d. 逆时针; 解析: 选c.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bbcos(b为合磁感应强度), 所以b所以本题选c项. 3. 如图8122所示, 两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上, 当导线环中通有同向电流时(如图), 两导线环的运动情况是()图8122a. 互相吸引, 电流大的环其加速度也大b. 互相排斥, 电流小的环其加速度较大c. 互相吸引, 两环加速度大小相同d. 互相排斥, 两环加速度大小相同解析: 选c.本题可采用等效法, 将两环形电流等效为两磁体, 如图所示, 可知两线圈相互吸引, 且由牛顿第二定律和牛顿第三定律知, 两环的加速度大小相等. snsn4. 一根长0.20 m、通有2.0 a电流的通电直导线, 放在磁感应强度为0.50 t的匀强磁场中, 受到的安培力大小不可能是()a. 0 b. 0.10 nc. 0.20 n d. 0.40 n解析: 选 d.当导线与磁场平行放置时, 安培力为零; 当导线与磁场垂直放置时, 其受到的安培力最大, 最大值为fbil0.20 n, 所以0.40 n是不可能的. 图81235. 表面光滑的细导线做成的圆形闭合导线环固定在绝缘的水平面上, 在圆形导线环上放置一直导线ab, 直导线ab与导线环相互绝缘, 直导线的中点与细导线环的圆心重合, 如图8123所示, 当两者通过图示方向的电流时, 直导线ab的运动情况是()a. 向m方向平动 b. 向n方向平动c. 静止不动 d. 在导线环上转动解析: 选a.由右手螺旋定则知闭合圆环在直导线处产生的磁场方向是垂直于纸面向里的, 再由左手定则知直导线受到的安培力方向指向m, 所以导线ab将向m运动. 图81246. 如图8124所示, 两个完全相同的通电圆环a、b, 圆心o重合、圆面相互垂直的放置, 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都为b0, 则o处的磁感应强度大小为()a. 0 b. 2b0c.b0 d. 无法确定解析: 选c.根据安培定则可知, 图中a环在圆心o处产生的磁感应强度的方向是垂直纸面向里, b环在圆心o处产生的磁感应强度的方向是竖直向下. 根据平行四边形定则可知, 圆心o处磁感应强度大小为b0.图81257. 质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上, 如图8125所示. 已知导体与导轨间的动摩擦因数为, 在题图所加各种磁场中, 导体均静止, 则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是()图8126解析: 选ab.要使静摩擦力为零, 如果n0, 必有f0.b图中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使n0, b是正确的; 如果n0, 则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零, 那么f0在a选项中, 导体所受到的重力g、支持力n及安培力f安三力合力可能为零, 则导体所受静摩擦力可能为零. c、d选项中, 从导体所受到的重力g、支持力n及安培力f安三力的方向分析, 合力不可能为零, 所以导体所受静摩擦力不可能为零, 故正确的选项应为a、b.图81278. (2012辽宁锦州一模)如图8127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大小为i的同向电流时, a恰能在斜面上保持静止, 则下列关于b中的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是()a. 方向竖直向下b. 大小为c. 若使b向上移动, a仍然可能保持静止d. 若使b下移, a也能保持静止解析: 选bc.根据安培定则可知b电流在a处的磁场方向为竖直向上, 选项a错误; a受力如图甲所示. 由力平衡条件可知, 安培力fbamg, 又fbabil, 则b, 选项b正确; 若b向上移动, 则fba减小, 方向如图乙所示, 三力仍能平衡; 若b向下移动, 则fba减小, 方向如图乙所示, 三力不能平衡, 选项c对, d错. 9. (原创题)一通电直导线用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上, 静止在水平位置(如下正面图). 在通电导线所处位置加上匀强磁场后, 导线偏离平衡位置一定角度静止(如下侧面图). 如果所加磁场的强弱不同, 要使导线偏离竖直方向角, 则所加磁场的方向所处的范围是(以下选项中各图, 均是在侧面图的平面内画出的, 磁感应强度的大小未按比例画)()图8128图8129解析: 选a.导线受三个力的作用: 重力、细线的拉力、安培力. 拉力与安培力的合力应与重力等大反向, 安培力的方向既垂直于电流i方向, 还垂直于磁感应强度b的方向, 综合考虑图a正确. 图813010. (2011高考新课标全国卷)电磁轨道炮工作原理如图8130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, 理论上可采用的办法是()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, 其它量不变解析: 选b d.磁感应强度bki.对弹体应用动能定理: f安lmv20, 推得v (d为轨道宽度), 欲使v增加至原来的2倍, 由上式可知, 可以使i增加至原来的2倍, b正确, 也可以使m减为原来的一半同时l变为原来的2倍, 故d正确. 二、非选择题11.图8131如图8131所示, pq和mn为水平、平行放置的金属导轨, 相距1 m, 导体棒ab跨放在导轨上, 棒的质量为m0.2 kg, 棒的中点用细绳经滑轮与物体相连, 物体的质量m0.3 kg, 棒与导轨间的动摩擦因数为0.5, 匀强磁场的磁感应强度b2 t, 方向竖直向下, 为了使物体匀速上升, 应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g10 m/s2)解析: 导体棒ab受力如图所示, 由平衡条件知: nmgbilfmg0又fn联立式求得i2 a, 由左手定则知电流方向由a到b.答案: 2 a方向由a到b图813212. 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813