【三维设计】2013高三物理备考复习 第九章第1单元 磁场的描述　磁场对电流的作用课下综合提升 新人教版（广东专版）

用心 爱心 专心1 三维设计三维设计 2013 2013 高三物理备考复习高三物理备考复习 第九章第九章 第第 1 1 单元单元 磁磁 场的描述场的描述 磁场对电流的作用课下综合提升磁场对电流的作用课下综合提升 新人教版 广东专版 新人教版 广东专版 1 如图 1 所示 一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中 且与磁场方向 垂直于纸面向里 垂直 线段ab bc和cd的长度均为L 且 abc bcd 135 流经 导线的电流为I 方向如图中箭头所示 导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 图 1 A 方向沿纸面向上 大小为 1 ILB 2 B 方向沿纸面向上 大小为 1 ILB 2 C 方向沿纸面向下 大小为 1 ILB 2 D 方向沿纸面向下 大小为 1 ILB 2 解析 由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上 故知选项 C D 错误 再由安 培力公式F BIL可得合力大小为 1 ILB 选项 A 正确 B 错误 2 答案 A 2 在如图 2 所示电路中 电池均相同 当电键 S 分别置于a b两处时 导线MM 与 NN 之间的安培力的大小分别为Fa Fb 则这两段导线 图 2 A 相互吸引 Fa Fb B 相互排斥 Fa Fb C 相互吸引 Fa Fb D 相互排斥 Fa Fb 解析 电键 S 分别置于a b两处时 电源分别为一节干电池和两节干电池 而电路中 灯泡电阻不变 则电路中电流Ia Ib MM 在NN 处的磁感应强度Ba Bb 应用安培力公式 F BIL可知Fa Fb 又MM 与NN 电流方向相反 则相互排斥 答案 D 3 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 3 所示 过c点的导线所受安培力的方向 用心 爱心 专心2 图 3 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 a处导线在c处产生的磁场B1的方向垂直于ac连线向左下方 b处导线在c处 产生的磁场B2的方向垂直于bc连线向右下方 B1和B2的合磁场B的方向竖直向下 由左 手定则可判断出过c点的导线所受安培力的方向与ab边垂直 指向左边 C 正确 答案 C 4 如图 4 所示 两个完全相同的通电圆环A B的圆心O重合 圆面相互垂直放置 通 电电流相同 电流方向如图 4 所示 设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度大小 为B0 则O处的磁感应强度大小为 图 4 A 0 B 2B0 C B0 D 无法确定 2 解析 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垂直于纸面向 里 B环在圆心O处产生的磁感应强度的方向竖直向下 据平行四边形定则可知 圆心O 处磁感应强度大小为B0 2 答案 C 5 双选 2011 上海高考 如图 5 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 图 5 用心 爱心 专心3 A z正向 tan mg IL B y正向 mg IL C z负向 tan mg IL D 沿悬线向上 sin mg IL 解析 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 mg BIL 所以 B 正确 若B沿z轴负方向 受力如图乙 Tsin BIL Tcos mg 所以B tan C 正确 若B沿悬线向上 受力如图丙 导 mg IL 线无法平衡 D 错误 答案 BC 6 双选 在磁感应强度为B0 方向竖直向上的匀强磁场中 水平放置一根长通电直 导线 电流的方向垂直于纸面向里 如图 6 所示 a b c d是以直导线为圆心的同一圆 周上的四点 在这四点中 图 6 A b d两点的磁感应强度大小相等 B a b两点的磁感应强度大小相等 C c点的磁感应强度的值最小 D b点的磁感应强度的值最大 解析 通电直导线在c点的磁感应强度方向与B0的方向相反 b d两点的磁感应强度 方向与B0垂直 故b d两点磁感应强度大小相等 a点的磁感应强度方向与B0同向 由 磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小 A C 项正确 答案 AC 7 双选 如图 7 所示 质量为m 长为L的导体棒电阻为R 初始时静止于光滑的水 平轨道上 电源电动势为E 内阻不计 匀强磁场的磁感应强度为B 其方向与轨道平面成 用心 爱心 专心4 角斜向上方 开关闭合后导体棒开始运动 则 图 7 A 导体棒向左运动 B 开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 BEL R C 开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为 BELsin R D 开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为 BELsin mR 解析 磁场方向与导体棒垂直 导体棒所受安培力F BIL 方向为垂直于磁场 BEL R 方向与导线方向所确定的平面斜向下 其有水平向右的分量 故 A C 错误 B 正确 导体 棒的合力F合 Fcos 90 Fsin 由a 得a D 正确 F合 m BELsin mR 答案 BD 8 双选 如图 8 所示 一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时 磁针的 S 极向纸内偏转 这一束带电粒子可能是 图 8 A 向右飞行的正离子 B 向左飞行的正离子 C 向右飞行的负离子 D 向左飞行的负离子 解析 同学们往往只考虑粒子一个方向的运动 而忽略了此题的多解性 带电粒子的 定向移动可形成电流 一束带电粒子的运动可看做通电直导线 再由安培定则可推出可能 是向左飞行的正离子或向右飞行的负离子 答案 BC 9 磁铁放久了 其磁性将变弱 为了保持其磁性 我们需要给磁铁充磁 充磁的方式 有两种 图 9 甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中 图 9 乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间 a b和c d接直流电源 下列接线正确的是 用心 爱心 专心5 图 9 A a接电源正极 b接电源负极 c接电源正极 d接电源负极 B a接电源正极 b接电源负极 c接电源负极 d接电源正极 C a接电源负极 b接电源正极 c接电源正极 d接电源负极 D a接电源负极 b接电源正极 c接电源负极 d接电源正极 解析 充磁时 应使外加磁场方向与磁铁的磁场方向相同 甲图中 因磁铁在螺线管 内部 应使螺线管内部磁感线方向从右向左 由安培定则可判定 a接电源正极 b接电源 负极 乙图中 同理可知 右端为螺线管 N 极 左端为 S 极 由安培定则可判定c接电源 负极 d接电源正极 故 B 对 答案 B 10 如图 10 所示 abcd四边形闭合线框 a b c三点坐标分别为 0 L 0 L L 0 L 0 0 整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中 通入电流I 方向如图所示 关于四 边形的四条边所受到的安培力的大小 下列叙述中正确的是 图 10 A ab边与bc边受到的安培力大小相等 B cd边受到的安培力最大 C cd边与ad边受到的安培力大小相等 D ad边不受安培力作用 解析 根据左手定则 ab边受到的安培力大小为Fab BIab bc边平行于磁场方向受 力为零 故 A 错 ad边受到的安培力大小为Fad BIOd cd边受到的安培力大小为 Fcd BIcd 故 B 正确 C D 均错 答案 B 11 水平放置的光滑金属导轨宽L 0 2 m 接有电源电动势E 3 V 电源内阻及导轨 电阻不计 匀强磁场竖直向下穿过导轨 磁感应强度B 1 T 导体棒ab的电阻R 6 质量m 10 g 垂直放在导轨上并良好接触 求合上开关的瞬间 用心 爱心 专心6 图 11 1 金属棒受到安培力的大小和方向 2 金属棒的加速度 解析 1 闭合电键的瞬间 回路中的电流 I A 0 5 A E R 3 6 ab棒所受安培力 F安 BIL 0 1 N 由左手定则知方向水平向右 2 由牛顿第二定律知 a 10 m s2 F安 m 方向水平向右 答案 1 0 1 N 水平向右 2 10 m s2 方向水平向右 12 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 12 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 图 12 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受到的磁场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 电流的大小由mg BIL求得 用心 爱心 专心7 I A 0 4 A mg BL 0 01 9 6 0 4 0 6 2 当导线中通过由a到b的电流时 受到竖直向上的磁场力作用 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 BIL 2k x mg 可得弹簧的劲度系数