2011年高考物理二轮总复习 磁场的描述磁场对电流的作用课时练习

20112011 年高考物理二轮总复习回归基础提分课时练习年高考物理二轮总复习回归基础提分课时练习 第十一章第十一章 第一课时第一课时 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 分 1 百所名校模拟 一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里 当在墙的西侧某处放一指南 针时 其指向刚好比原来旋转了 180 由此可以断定 这根电缆中电流的方向 C 可能是向南 D 可能是竖直向上 解析 由题意 后来磁针所在处磁场方向向南 根据安培定则可知电流方向竖直 向上 答案 D 2 一束带电粒子沿着水平方向 平行地飞过磁针上方 如图所示 当带电粒子飞过磁 针上方的瞬间 磁针的 S 极向纸里转 这带电粒子可能是 向右飞行的正电荷束 向左飞行的正电荷束 向右飞行的负电荷束 向左飞 行的负电荷束 A 只有 正确 B 只有 正确 C 只有 正确 D 只有 正确 解析 由磁针所在处磁场方向向外 根据右手螺旋定则可判断 若为正电荷应当 向左飞行 若为负电荷应当向右飞行 答案 C 3 如图所示 把两个同样的导线环同轴平行悬挂 相隔一小段距离 当同时给两导线 环通以同向电流时 我们可观察到导线环将 A 吸引 B 排斥 C 保持静止 D 边吸引边转动 解析 同向电流相互吸引 A 选项正确 也可等效为两个小磁针来分析 答案 A 4 如图所示是三根平行直导线的截面图 若它们的电流强度大小都相同 且 ab ac ad 则 a 点的磁感应强度的方向是 A 垂直纸面指向纸里 B 垂直纸面指向纸外 C 沿纸面由 a 指向 b D 沿纸面由 a 指向 d 解析 根据磁场的叠加 可知 b d 导线的磁场在 a 点相互抵消了 因此 a 点的磁 场可以认为是 c 导线产生的 由安培定则 知方向由 a指向 d 答案 D 5 如图所示 在通电直导线 L1右侧有一小段可自由运动的导线 L2 开始垂直纸面放 置 若通入垂直纸面向里的电流 它将 A 从右向左看 顺时针转动并远离 L1 B 从右向左看 逆时针转动并靠近 L1 C 因为 L2与磁场平行 不受磁场作用 D 以上说法都不对 解析 此题必须充分考虑到 L2所在处磁场的分布情况 若绘出俯视图 则格外直 观 如图所示 可判断出纸面里侧部分受力向上 纸面外侧部分受力向下 转动后 L2中 电流渐渐变成与 L1同向 并垂直于磁场 受力向左 答案 B 6 全国 如图 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 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 本题考查磁场对通电直导线的作用 安培力 左手定则和力的合成与分解 等知识点 意在考查考生通过力的合成运动将通电弯曲导线受力问题转化为直导线受力问 题的能力 将导线分为三段直导线 根据左手定则分别判断出安培力的大小 根据 F BIL 计算出安培力的大小 再求合力 导线所受合力 F BIL 2BILsin45 1 ILB 2 答案 A 7 高考海南卷 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 中箭头所示 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 本题考查通电导体在磁场中所受安培力的方向 意在考查考生对左手定则 的理解和应用 用左手定则可判断出 A 中导线所受安培力为零 B 中导线所受安培力垂直 纸面向里 C D 中所受安培力向右 故导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致 D 正确 答案 D 8 高考重庆理综 如图所示电路中 电池均相同 当开关 S 分别置于 a b 两处时 导致 MM 与 NN 之间的安培力的大小分别为 fa fb 可判断这两段导线 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 本题考查电路结构分析 安培力的方向和大小的决定因素 意在考查考生 识图能力和对基本概念的掌握情况 不管电流方向如何 MM 和 NN 两段导线中的电流 方向总是相反的 则两段导线始终产生排斥力 又安培力的大小和电流成正比 单刀双掷 开关接 b 时的电压高 则电流大 两段导线间产生的安培力也大 答案 D 9 质量为 m 的通电细杆 ab 置于倾角为 的导轨上 导轨 宽度为 d 杆 ab 与导轨间 的动摩擦因数为 k 有电流时 ab 恰好在导轨上静止 如右图所示 它的四个侧视图中标 出四种可能的匀强磁场方向 其中杆 ab 与导轨之间的摩擦力可能为零的图是下图中的 A 1 和 2 B 3 和 4 C 1 和 3 D 2 和 4 解析 对题图的 1 2 3 4 杆受力情况的分析分别为如图的 甲 乙 丙 丁 所示 1 若 F安 mg 则 Ff 0 2 若 F安cos mgsin 则 Ff 0 3 Ff mg F安 sin 0 4 Ff mgsin F安cos 0 答案 A 10 如图所示 在正四棱柱 abcd a b c d 的中心线 OO 上有一根通有恒定电 流的无限长直导线 下列有关各点的磁场的说法中正确的是 A 棱 aa 上的各点磁感应强度大小相等 B 棱 ad 上的各点磁感应强度大小相等 C 棱 ab 上的各点磁感应强度方向相同 D 棱 cc 上的各点磁感应强度方向相同 解析 根据恒定电流周围磁场的分布特点可知 棱 aa 上的各点磁感应强度大小 相等 A 正确 棱 ad 上的各点到导线的距离不相等 因此磁感应强度大小不相等 B 错 根据安培定则 棱 ab 上各点磁感应强度方向不相同 C 错 根据安培定则 棱 cc 上各 点磁感应强度方向相同 D 正确 答案 AD 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 计算公 式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案中必须明确数值和 单位 11 如图所示 质量为 m 长为 L 的金属棒 MN 通过两根柔软的轻质导线悬挂于 a b 两点 a b 间接有电压为 U 电容为 C 的电容器 整个装置处于磁感应强度为 B 方 向竖直向上的匀强磁场中 接通 S 电容器瞬间放电后又断开 S 求 MN 能摆起的最大高 度是多少 解析 MN 之所以摆起 是由于电容器放电时 导体棒所受安培力对导体棒产生 一个水平冲量 I冲 BIL t BLq 式中 q 是电容器的放电量 设电容器放电结束时 金属棒的速度为 v 则在放电过程中 由动量定理得 BIL t mv CU I t 设 MN 摆起的最大高度为 h 则在上摆过程中 由机械能守恒定律得 mv2 mgh 1 2 解 式得 h B2C2U2L2 2m2g 答案 B2C2U2L2 2m2g 12 如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置 一长方体绝缘容器内部高为 L 厚为 d 左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子 a b 上 下两侧装有 电极 C 正极 和 D 负极 并经开关 S 与电源连接 容器中注满能导电的液体 液体的密度为 将容器置于一匀强磁场中 磁场方向垂直纸面向里 当开关断开时 竖直管子 a b 中 的液面高度相同 开关 S 闭合后 a b 管中液面将出现高度差 若当开关 S 闭合后 a b 管中液面将出现高度差为 h 电路中电流表的读数为 I 求磁感应强度 B 的大小 解析 开关 S 闭合后 导电液体中有电流由 C 流到 D 根据左手定则可知导电液 体要受到向右的安培力 F 作用 在液体中产生附加压强 p 这样 a b 管中液面将出现高度 差 又 p gh BI d 所以磁感应强度 B 的大小为 B ghd I 答案 ghd I 13 石家庄模拟 如图所示 两根相距 L 1 0m 的光滑平行金属导轨水平固定放 置 导轨距水平地面 H 0 8m 导轨的左端通过开关连接一电动势 E 4 0V 内阻 r 1 0 的电源 在导轨上横跨一质量 m 0 5kg 有效电阻 R 1 0 的金属棒 不计导轨电阻 整 个装置处在磁感应强度 B 0 5T 方向竖直向上的匀强磁场中 将开关接通后 金属棒在 磁场力的作用下沿导轨向右滑动 最终滑离导轨 g 取 10m s2 1 求金属棒在滑动过程中的最大加速度 2 若金属棒离开导轨后的水平射程 s 0 8m 则从闭合开关到金属棒离开导轨 在此 过程中金属棒上产生的焦耳热为多少 解析 1 开关刚闭合的瞬间金属棒上通过的电流最大 棒的加速度最大 则 F安 BIL BEL R r 由牛顿第二定律 可得 a 2m s2 F安 m 2 金属棒脱离导轨后做平抛运动 设平抛的初速度为 v0 有 v0 s s t g 2h 解得 v0 2m s 导