2012届高三物理总复习 8.1磁场的描述 磁场对电流的作用章节测试 鲁科版

用心 爱心 专心1 第一节第一节 磁场的描述磁场的描述 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 一 单项选择题 1 2011 年泉州模拟 关于磁场和磁感线的描述 正确的说法是 A 磁感线从磁体的 N 极出发 终止于 S 极 B 磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向 C 沿磁感线方向 磁场逐渐减弱 D 在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 解析 选 D 磁感线是闭合的 在磁体外部 磁感线是从 N 极出发 到达 S 极 A 错 磁场的方向与通电导体所受安培力的方向垂直 B 错 磁场的强弱与磁感线的疏密有关 沿磁感线方向 磁场不一定减弱 C 错 由安培力F BIlsin 为I与B方向的夹角 当B较大而 角较小时 F安较小 故 D 项正确 2 2011 年龙岩质检 一根容易形变的弹性导线 两端固定 导线中通有电流 方向 如图所示 当没有磁场时 导线呈直线状态 当分别加上方向竖直向上 水平向右或垂直 于纸面向外的匀强磁场时 描述导线状态的四个图示中正确的是 解析 选 D 匀强磁场竖直向上 和导线平行 导线受到安培力为 0 A 错 匀强磁场 水平向右 根据左手定则可知导线受到安培力向里 B 错 匀强磁场垂直纸面向外 由左 手定则可知导线受到安培力水平向右 C 错 D 对 3 如图所示 一根长为l的铝棒用两个劲度系数均为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场 中 磁场方向垂直纸面向里 当铝棒中通过的电流I的方向从左到右时 弹簧缩短 x 而当电流反向且大小不变时 弹簧伸长 x 则该磁场的磁感应强度为 A B 2k x Il 2Il k x 用心 爱心 专心2 C D k x Il kIl x 解析 选 A 不通电流时 mg 2k l 电流自左向右时 mg BIl 2k l x 电流自右向左时 mg BIl 2k l x 解 得B 2k x Il 4 2011 年山东济宁月考 三根平行的长直通电导线 分别通过一个等 腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直 如图所示 现在使每根 通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B 则下列说法中正 确的有 A O点处实际磁感应强度的大小为B B O点处实际磁感应强度的大小为 3B C O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为 90 D O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为 arctan 2 解析 选 D 先根据安培定则确定每根通电导线在O点所产生的磁感应强度的方向 再 根据矢量合成法则求出结果 根据安培定则 I1与I3在O点处产生的磁感应强度B1 B3方 向相同 I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1 B3方向垂直 如图所示 故O点处实际 磁感应强度大小为B0 B A B 错误 由几何关系可知O点处实 B1 B3 2 B2 25 际磁感应强度方向与斜边夹角为 arctan 2 C 错误 D 正确 5 2011 年福州八校联考 如图所示 台秤上放一光滑平板 其左边固定 一挡板 一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来 此时台秤读数为N1 现在 磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线 电流方向如图所示 当加上电流后 台秤读数为N2 则以下说法正确的是 A N1 N2 弹簧长度将变长 B N1 N2 弹簧长度将变短 C N1 N2 弹簧长度将变长 用心 爱心 专心3 D N1 N2 弹簧长度将变短 解析 选 B 根据左手定则 磁铁对导线的安培力方向为右下方 所以由牛顿第三定律 得 导线对磁铁的反作用力为左上方 所以弹簧将变短 应选 B 6 如图所示 把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的 正上方 导线可以自由转动 当导线通入图示方向电流I时 导线的运动 情况是 从上往下看 A 顺时针方向转动 同时下降 B 顺时针方向转动 同时上升 C 逆时针方向转动 同时下降 D 逆时针方向转动 同时上升 解析 选 A 首先用电流元法 把直线电流等效为AO O O OB 三段 O O段极短 电流元 由于O O段电流方向与该处磁场方向相反 所以不受安培力作用 AO 段电流元所在处的磁场方向倾斜向上 根 据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外 OB段电流元所在 处的磁场方向倾斜向下 同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里 综上可知导线将顺时 针转动 俯视 然后应用特殊位置法 把导线转过 90 的特殊位置来分析 根据左手定则判得安培力 方向向下 故导线在顺时针转动的同时向下运动 7 2011 年厦门第二次联考 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 解析 选 C 根据直线电流的安培定则 a b在c处所激发的磁场方 向分别为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 用心 爱心 专心4 方向如图所示 根据左手定则可知安培力的方向与ab连线垂直 指向左边 8 2011 年泉州模拟 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上 垂直斜面放 置一根长为l 质量为m的直导线 当通以电流I时 欲使导线静止在斜面上 外加匀强磁场B的大小和方向可能是 A B mgtan Il 方向垂直斜面向上 B B mgsin Il 方向垂直斜面向下 C B mgtan Il 方向竖直向上 D B mg Il 方向水平向右 解析 选 B 导线在重力 支持力和安培力三力作用下平衡 当磁场方向垂直斜面向上 时 安培力沿斜面向下 三力不可能平衡 A 错 当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜 面向上 则有mgtan BIl 故B mgsin Il B 项正确 当磁场方向竖直向上时 安培力水平向右 三力不可能平衡 C 错 若磁场方向水平向右时 安培力竖直向下 三 力也不可能平衡 D 错 9 2011 年郑州第二次质量预测 如图所示 光滑的金属轨道分水 平段和圆弧段两部分 O点为圆弧的圆心 两金属轨道之间的宽度为 0 5 m 匀强磁场方向如图 大小为 0 5 T 质量为 0 05 kg 长为 0 5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M点 当在金属细杆内通以电流强度为 2 A 的恒定电流时 金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动 已知MN OP 1 m 则 A 金属细杆开始运动的加速度为 5 m s2 B 金属细杆运动到P点时的速度大小为 5 m s C 金属细杆运动到P点时的向心加速度大小 10 m s2 D 金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为 0 75 N 解析 选 D 金属细杆在水平方向受到安培力作用 安培力大小FA BIL 0 5 2 0 5 N 0 5 N 金属细杆开始运动的加速度为a FA m 10 m s2 选项 A 错误 对金属细杆从 M点到P点的运动过程 安培力做功WA FA MN OP 1 J 重力做功 WG mg ON 0 5 J 由动能定理得WA WG mv2 解得金属细杆运动到P点时的速度 1 2 大小为v m s 选项 B 错误 金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的 20 向心加速度和竖直方向的加速度 水平方向的向心加速度大小为a v2 r 20 m s2 选 项 C 错误 在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F 水平向右的安培力FA 由牛顿 用心 爱心 专心5 第二定律得F FA mv2 r 解得F 1 5 N 每一条轨道对金属细杆的作用力大小为 0 75 N 由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为 0 75 N 选 项 D 正确 二 计算题 10 2011 年山东济南月考 据报道 最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮 其 原理如图所示 炮弹 可视为长方形导体 置于两固定的平行导轨之间 并与轨道壁密 接 开始时炮弹在导轨的一端 通以电流后炮弹会被磁力加速 最后从位于导轨另一端的 出口高速射出 设导轨之间的距离 0 10 m 导轨长L 5 0 m 炮弹质量m 0 30 kg 导轨上的电流I的方向如图中箭头所示 可以认为 炮弹在轨道内运动时 它所在处磁场 的磁感应强度始终为B 2 0 T 方向垂直于纸面向里 若炮弹出口速度为v 2 0 103 m s 求通过导轨的电流I 忽略摩擦力与重力的影响 解析 导轨通有电流I时 炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F I B 设炮弹的加速度的大小为a 则有 F ma 炮弹在两导轨间做匀加速运动 因而 v2 2aL 联立 式得I 1 2mv2 B L 代入题给数据得I 6 105 A 答案 6 105 A 11 如图所示 在倾角为 37 的光滑斜面上有一根长为 0 4 m 质 量为 6 10 2kg 的通电直导线 电流强度I 1 A 方向垂直于纸面向 外 导线用平行于斜面的轻绳拴住不动 整个装置放在磁感应强度每秒 增加 0 4 T 方向竖直向上的磁场中 设t 0 时 B 0 则需要多长时间 斜面对导线的 支持力为零 g取 10 m s2 解析 斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示 由平衡条 件 Tcos 37 F 用心 爱心 专心6 Tsin 37 mg 由 解得 F mg tan 37 代入数值得 F 0 8 N 由F BIL得 B T 2 T F IL 0 8 1 0 4 B与t的变化关系为B 0 4t 所以t 5 s 答案 5 s 12 2011 年漳州质检 如图 在绝缘的水平桌面上固定着两个圆 环 它们的半径相等 环面竖直 相互平行 间距是 20 cm 两环由 均匀的电阻丝制成 电阻都是 9 在两环的最高点a和b之间接有 一个内阻为 0 5 的直流电源 连接导线的电阻可忽略不计 空间有竖直向上的磁感应强 度为 3 46 10 1T 的匀强磁场 一根长度等于两环间距 质量为 10 g 电阻为 1 5 的 均匀导体棒水平地置于两环内侧 不计与环间的摩擦 当将棒放