2012届高三物理一轮复习 磁场 磁感应强度 安培力测试 大纲人教版

用心 爱心 专心 1 20122012 版高三物理一轮复习版高三物理一轮复习 磁场磁场 磁感应强度磁感应强度 安培力安培力 1 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 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 由右手可判断导线 a b 产生的磁场在导线 c 处的磁感应强度方向的合方向是竖直向 下 再由左手可判得导线 c 受安培力方向为向左并与 ab 边垂直 所以 C 正确 A B D 错误 答案 C 2 科学研究表明 地球自西向东的自转速度正在变慢 假如地球的磁场是由地球表面带电 引起的 则可以断定 A 地球表面带正电 由于地球自转变慢 地磁场将变弱 B 地球表面带正电 由于地球自转变慢 地磁场将变强 C 地球表面带负电 由于地球自转变慢 地磁场将变弱 D 地球表面带负电 由于地球自转变慢 地磁场将变强 解析 地球的磁场可类比成一个通电螺线管 在地理北极附近是地磁场的 S 极 由安培定 则可知电流方向是自东向西 所以地球自转方向是电流的反方向 所以地球表面带负电 而由 用心 爱心 专心 2 于地球自转变慢 电流变小 地磁场将变弱 选项 C 正确 答案 C 3 如图所示 一水平导轨处于与水平方向成 45 角斜向左上方的匀强磁场中 一根通有恒 定电流的金属棒 由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动 现将磁场方向沿顺 时针缓慢转动至竖直向上 在此过程中 金属棒始终保持匀速运动 已知棒与导轨间动摩擦因 数 1 则磁感应强度 B 的大小变化情况是 A 不变 B 一直减小 C 一直增大 D 先变小后变大 解析 分析金属棒的受力如图所示 由平衡条件有 BILsin Ff Ff FN mg BILcos 可解得 B 2 1 mgmg IL sincos ILsin 其中 arctan 因为 从 45 变化到 90 所以当 90 时 B 最小 此过程中 B 应先减小后增大 D 正确 答案 D 4 如图是一个用均匀金属导线做成的圆环 A B 是圆环直径的两端点 当电流 I 从 A 点流 用心 爱心 专心 3 入 从 B 点流出时 在环中心处的磁场方向是 A 在圆环所在的平面内 且指向 B B 垂直圆环平面 且指向纸外 C 垂直圆环平面 且指向纸内 D 磁感应强度为零 无方向 解析 利用安培定则结合对称性分析 易得 D 正确 答案 D 5 取两个完全相同的长导线 用其中一根绕成如图甲所示的螺线管 当该螺线管中通以电 流强度为 I 的电流时 测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 B 若将另一根长导线对折后绕 成如图乙所示的螺线管 并通以电流强度也为 I 的电流时 则在螺线管内中部的磁感应强度大 小为 A 0 B 0 5B C B D 2B 解析 乙为双绕线圈 两通电导线的磁场相互抵消 管同磁感应强度为零 故选 A 答案 A 6 如图 长为 2l 的直导线折成边长相等 夹角为 60 的 V 形 并置于与其所在平面相垂直 的匀强磁场中 磁感应强度为 B 当在该导线中通以电流强度为 I 的电流时 该 V 形通电导线受 用心 爱心 专心 4 到的安培力大小为 A 0 B 0 5BIl C BIl D 2BIl 解析 本题考查左手定则和力的合成 由左手定则得 导体受力如图所示 根据平行四边形 定则可知 合力 F F1 F2 BIL C 正确 答案 C 7 如图所示 条形磁铁放在光滑斜面上 用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡 A 为水平放置 的直导线的截面 导线中无电流时磁铁对斜面的压力为 F N1 当导线中有电流通过时 磁铁对斜 面的压力为 F N2 此时弹簧的伸长量减小了 则 A F N1F N2 A 中电流方向向内 D F N1 F N2 A 中电流方向向外 解析 如图所示 画出磁铁在导线 A 处的一条磁感线 若导线 A 中通有向外的电流 由左手 定则判断出导线所受安培力 F 方向向下 由牛顿第三定律知磁铁所受反作用力 F 向上 磁铁 对斜面的压力 F N 减小 F N2 F N1 同时由于 F 有沿斜面向上的分力 使得弹簧弹力减小 可知 弹簧的伸长量减小 假设正确 故选 D 答案 D 8 如图所示的天平可用于测定磁感应强度 天平的右臂下面挂有一个矩形线圈 宽度为 L 共 N 匝 线圈下端悬在匀强磁场中 磁场方向垂直纸面 当线圈中通有方向如图所示的电流 I 时 在天平左右两边加上质量各为 m1 m2的砝码 天平平衡 当电流反向 大小不变 时 右边再 加上质量为 m 的砝码后 天平重新平衡 由此可知 A 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 大小为 12 mm g NIL B 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 大小为 2 mg NIL C 磁感应强度的方向垂直于纸面向外 大小为 12 mm g NIL 用心 爱心 专心 6 D 磁感应强度的方向垂直于纸面向外 大小为 2 mg NIL 解析 由于当电流反向时 右边需要加砝码 可判定电流反向后 安培力方向向上 因此在 图示电流时安培力方向向下 此时 m1g m2g NBIL 电流反向后 m1g m2 m g NBIL 由以上两式 可解得 mg 2 NBIL 则 2 mg B NIL 由左手定则可判定磁感应强度的方向为垂直于纸面向里 答案 B 9 电磁炮是利用电磁技术制成的一种理想武器 它的主要原理如图所示 电磁炮轨道宽 2 m 长 100 m 通过的电流为 10 A 要把 2 2g 的弹体 包括金属杆的质量 加速到 10 km s 则轨 道间所加的匀强磁场的磁感应强度 B T 磁场力的最大功率 P W 轨道摩 擦不计 解析 在电磁炮发射炮弹的过程中 磁场力做功 增加炮弹的动能 即 F x 1 2 mv2 而 F BIL 则 233 2 2 2 10 10 10 55 22 10 2 100 mv BT IL x A P Fv BIL v 55 10 2 10 103 1 1 107 W 答案 55 T 1 1 107 W 10 如图所示 通电导体棒 ab 质量为 m 长为 L 水平放置在倾角为 的光滑斜面上 通以 图示方向的电流 电流强度为 I 要求导体棒 ab 静止在斜面上 求 用心 爱心 专心 7 1 若磁场方向竖直向上 则磁感应强度 B 为多大 2 若要求磁感应强度最小 则磁感应强度如何 解析 1 沿导体棒从 a 向 b 观察 对 ab 棒受力分析 如图所示 由平衡条件得 在沿斜面方向 mgsin Fcos 在垂直斜面方向 FN mgcos Fsin 其中 F BIL 联立以上各式可得 mgtan B IL 2 当安培力 F 全部用来平衡重力沿斜面方向的分力 mgsin 时 磁感应强度 B 最小 此 时安培力方向为平行斜面向上 此时有 BIL mgsin mgsin B IL 磁场方向垂直斜面向上 答案 1 mgtan IL 2 mgsin IL 磁场方向垂直斜面向上 11 有两个相同的总电阻为 9 的均匀光滑圆环 固定于一个绝缘的水平台面上 两环分 别在两个互相平行的 相距为 20 cm 的竖直平面内 两环的连心线恰好与环面垂直 两环面间有 方向竖直向下的磁感应强度 B 0 87 T 的匀强磁场 两环的最高点 A 和 C 间接有一内阻为 0 5 的电源 连接导线的电阻不计 今有一根质量为 10 g 电阻为 1 5 的棒置于两环内侧且 可顺环滑动 而棒恰好静止于图所示的水平位置 它与圆弧的两接触点 P Q 和圆弧最低点间所 夹的弧所对应的圆心角均为 60 取重力加速度为 g 10 m s2 试求此电源电动势 E 的大小 用心 爱心 专心 8 解析 在图中 从左向右看 棒 PQ 的受力如图所示 棒所受的重力和安培力 FB的合力与环 对棒的弹力 FN 是一对平衡力 且 FB mgtan 3mg 而 FB IBL 所以 3 33 10 10 101 0 87 0 2 mg IAA BL 在图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为 R 则 99 9 33 2 9 R 由闭合电路欧姆定律得 E I r 2R R棒 1 0 5 2 2 1 5 V 6 V 答案 6 V 12 如图所示 表面光滑的平行金属导轨 P Q 水平放置 左端与一电动势为 E 内阻为 r 的 电源连接 导轨间距为 d 电阻不计 导轨上放有两根质量均为 m 的细棒 棒 电阻为 R 棒 为 绝缘体 两棒之间用一轻杆相连 导轨所在的空间有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场 磁感 应强度大小为 B 求 1 闭合开关 S 瞬间棒 的加速度 2 从闭合开关 S 到两棒速度达到 v 的过程中 通过棒 的电荷量和电源消耗的总能量分 别为多少 导轨足够长 用心 爱心 专心 9 解