高考物理一轮 8.1磁场及其对电流的作用课时提升作业 新人教版选修31.doc

2014届高考物理一轮课时提升作业：选修3-1.8.1磁场及其对电流的作用(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4分)1.(2013南通模拟)如图所示,a为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴oo 转动时,通电直导线所受磁场力的方向是( )a.竖直向上b.竖直向下c.水平向里d.水平向外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.0 b.2b0c.b0d.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福州模拟)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的实验，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( )a.顺时针；b.顺时针；c.逆时针；d.逆时针；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杭州模拟)在两个倾角均为的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流i1和i2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图所示，两金属棒均处于平衡状态。则两种情况下的电流之比i1i2为( )a.sinb.c.cosd.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=1.0 t，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=12 v，内阻不计。ab杆长l=0.5 m，质量m=0.2 kg，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10 m/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。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=2.0 n/m, =0.20 m, =0.050 m,b=0.20 t,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。由于带负电的圆盘顺时针方向旋转,形成的等效电流为逆时针方向,所产生的磁场方向竖直向上。由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里。故c正确。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c。由于合磁场的方向北偏东角，地磁场的水平分量为b向北，根据平行四边形定则，线圈中央的合磁感应强度大小为，通电线圈中央一点的磁场水平向东，结合安培定则，可判断线圈中电流方向(由东向西看)为逆时针方向，c正确。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d。由题图甲有：bi1lcos=mgsin，由题图乙有：bi2l=mgsin，联立解得i1i2=1cos，d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。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= (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= (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3 r5 。 (1分)答案：3 r5 【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=。 (1分)(2)为使电流表正常