【优化方案】2012高三物理一轮复习课时卷 第8章 第1节磁场的描述 磁场对电流的作用

用心 爱心 专心 1 第第 8 8 章章 磁磁 场第一节场第一节 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 选择题 1 2011 年西安地区名校联考 磁场中某处的磁感线分布如图所示 下列 说法正确的是 A 磁感应强度Ba Bb B 同一通电导线在b处所受的磁场力一定比在a处大 C 通电导线在b处所受磁场力的方向可能与b处磁感线的方向相同 D 若在a处的通电导线垂直磁感线放置 则所受磁场力最大 解析 选 D 由于a处磁感线比b处磁感线疏 所以磁感应强度Ba Bb A 错误 若在b处 的通电导线平行磁感线放置 则所受磁场力为零 B 错误 根据左手定则 通电导线在b处 所受磁场力的方向一定垂直b处的磁感线 C 错误 若在a处的通电导线垂直磁感线放置 则所受磁场力最大 D 正确 2 2011 年北京海淀区期末测试 有两根长直导线a b互相平行放置 如图所示为垂直 于导线的截面图 在图中所示的平面内 O点为两根导线连线的中点 M N为两导线附近的 两点 它们在两导线连线的中垂线上 且与O点的距离相等 若两导线中通有大小相等 方 向相同的恒定电流I 则关于线段MN上各点的磁感应强度 下列说法中正确的是 A M点和N点的磁感应强度大小相等 方向相同 B M点和N点的磁感应强度大小相等 方向相反 C 在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零 D 在线段MN上只有一点的磁感应强度为零 解析 选 BD 根据安培定则和磁场的叠加原理 M点和N点的磁感应强度大小相等 方 向相反 选项 A 错 B 对 在线段MN上只有在O点处 a b两电流形成的磁场的磁感应强度 等大反向 即只有O点处的磁感应强度为零 选项 C 错 D 正确 3 2011 年广东六校联考 一段长 0 2 m 通过 2 5 A 电流的直导线 关于在磁感应强 度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况 正确的是 A 如果B 2 T F一定是 1 N B 如果F 0 B也一定为零 C 如果B 4 T F有可能是 1 N D 如果F有最大值时 通电导线一定与B平行 解析 选 C 当导线与磁场方向垂直放置时 F BIL 力最大 当导线与磁场方向平行放 置时 F 0 当导线与磁场方向成任意其他角度放置时 0 F BIL A D 不正确 C 正确 磁感应强度是磁场本身的性质 与受力F无关 B 不正确 4 2011 年吉林模拟 如图所示 平行于纸面水平向右的匀强磁 场 磁感应强度B1 1 T 位于纸面内的细直导线 长L 1 m 通有 I 1 A 的恒定电流 当导线与B1成 60 夹角时 发现其受到的安培 用心 爱心 专心 2 力为零 则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为 A T B T 1 2 3 2 C 1 T D T 3 解析 选 BCD 导线受到的安培力为零 可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向 可求 出磁感应强度B2的最小值 B2 小 B1sin60 T 故 B C D 均正确 3 2 5 如图所示 用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线 MN 电流I方向从M到N 绳子的拉力均为F 为使F 0 可能达到要 求的方法是 A 加水平向右的磁场 B 加水平向左的磁场 C 加垂直纸面向里的磁场 D 加垂直纸面向外的磁场 解析 选 C 若F 0 则F安 mg 0 故安培力方向必竖直向上 由左手定则知磁场方向 为垂直纸面向里 故 C 正确 6 2011 年济南模拟 如图所示 质量为m的回形针系在细线 下端被磁铁吸引保持静止 此时细线与竖直方向的夹角为 则下 列说法正确的是 A 回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtan B 回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcos C 现用点燃的火柴对回形针加热 过一会发现回形针不被磁铁 吸引了 原因是回形针加热后 分子电流排列无序了 D 现用点燃的火柴对回形针加热 过一会发现回形针不被磁铁吸引了 原因是回形针 加热后 分子电流消失了 解析 选 C 回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定 拉力大小也不能 确定 故 A B 错误 对回形针加热 回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了 所以选 项 C 正确 D 错误 7 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 B方向垂直斜面向上 由左手定则可知 安培力方向沿斜面向下 导线不可 能静止 A 错 同理可知 C D 错 B方向垂直斜面向下 安培力沿斜面向上 由平衡条件得 BIL mgsin 解得B 故 B 项对 mgsin IL 8 2011 年黄冈质检 如图所示 用粗细均匀的电阻丝 折成平面梯形框架 ab cd边均与ad边成 60 角 ab bc cd L 长度为L的电阻丝电阻为r 框架与一电动 势为E 内阻为r的电源相连接 垂直于框架平面有磁感应 强度为B的匀强磁场 则框架受到的安培力的合力大小为 用心 爱心 专心 3 A 0 B 5BEL 11r C D 10BEL 11r BEL r 解析 选 C 总电阻R r r 总电流I 梯形框架受的安培力可等 3r 2r 3r 2r 11 5 E R 5E 11r 效为I通过ad边时受到的安培力 F BI BI2L 所以 C 选项正确 ad 10BEL 11r 9 2011 年上海模拟 如图所示 在竖直向下的匀强磁场中 有两根竖 直放置的平行导轨AB CD 导轨上放有质量为m的金属棒MN 棒与导轨间的 动摩擦因数为 现从t 0 时刻起 给棒通以图示方向的电流 且电流强 度与时间成正比 即I kt 其中k为恒量 若金属棒与导轨始终垂直 则 如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中 正确的是 解析 选 C 当Ff BIL BLktmg时 棒 沿导轨向下减速 在棒停止运动前 所受摩擦力为滑动摩擦力 大小为 Ff BLkt 当棒 停止运动时 摩擦力立即变为静摩擦力 大小为 Ff mg 故选项 C 正确 10 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为 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F BIL 0 5 2 0 5 N 0 5 N 金属细杆开始运动的加速度为a F 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W F MN OP 1 J 重力做功WG mg ON 0 5 J 由动能定理得W WG mv2 解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v m s 选项 1 220 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 11 2011 年辽宁联考 如图所示 PQ和EF为水平放置的平行金属导轨 间距为l 1 0 用心 爱心 专心 4 m 导体棒ab跨放在导轨上 棒的质量为m 20 g 棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连 物体c的质量M 30 g 在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B 0 2 T 的匀强磁场 磁场方 向竖直向上 重力加速度g取 10 m s2 若导轨是粗糙的 且导体棒与导轨间的最大静摩擦力 为导体棒ab重力的 0 5 倍 若要保持物体c静止不动 应该在棒中通入多大的电流 电流 的方向如何 解析 因导轨粗糙 设棒和导轨之间的最大静摩擦力为f 若BIl Mg 则静摩擦力的方 向与细绳的拉力方向相同 设此时电流为I1 即有 BI1l Mg f 0 5 mg 解得I1 2 0 A 0 5 mg Mg Bl 若BIl Mg 则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反 设此时电流为I2 即有 Mg BI2l f 0 5mg 解得I2 1 0 A Mg 0 5mg Bl 即ab棒中的电流为 1 0 A I 2 0 A 根据左手定则判断 棒中的电流方向应该由a到b 答案 1 0 A I 2 0 A 由a到b 12 如图所示 电源电动势E 2 V 内电阻r 0 5 竖直导轨电 阻可忽略 金属棒的质量m 0 1 kg 电阻R 0 5 它与导轨的动摩擦 因数 0 4 有效长度为L 0 2 m 为了使金属棒能够靠在导轨外面静 止不动 我们施一与纸面成 30 角向里且与金属棒垂直的磁场 问磁场方 向是斜向上还是斜向下 磁感应强度B的范