2012届高三物理第一轮复习 磁场、磁场对电流的作用基础过关练习 粤教版

第一节第一节 磁场 磁场对电流的作用磁场 磁场对电流的作用 一 单项选择题 1 2011 年浙江模拟 根据所学知识判断图中哪一个图是正确的 解析 选 A 由左手定则知 A 正确 B 错误 由右手定则 安培定则 知 D 错误 电场中某 点场强方向应沿电场线的切线方向 正电荷受力与其方向相同 C 错误 2 2011 年广东模拟 如图所示 水平放置的扁平条形磁铁 在磁铁的左端正上方有一 金属线框 线框平面与磁铁垂直 当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程 中 穿过它的磁通量的变化情况是 A 先减小后增大 B 先增大后减小 C 始终增大 D 始终减小 解析 选 B 线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框的磁通量最小 在磁铁中央时穿过该 线框的磁通量最多 所以该过程中的磁通量先增大后减小 故 B 对 3 2009 年高考重庆卷 在如图所示电路中 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 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 选 D 导线MM 与NN 中的电流方向相反 这两段导线相互排斥 当电键 S 置于 a处时 电路中接一节电池 导线中电流小 当电键 S 置于b处时 电路中接两节电池 导 线中电流大 所以Fa Fb 选项 D 正确 二 双项选择题 4 磁场中某区域的磁感线如图所示 则 A a b两处的磁感应强度的大小不等 Ba Bb B a b两处的磁感应强度的大小不等 Ba Bb C 同一通电导线放在a处受力可能比放在b处受力大 D 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 解析 选 BC 在磁场中 磁感线疏密表示磁场的强弱 故Ba Bb 选项 B 正确 A 错误 同一通电导线如果都垂直放入磁场中 则在a处受力一定比b处受力小 但如果导线与磁场 平行放置 受力均为零 故 D 错误 若同一导线在a处垂直放置 在b处与磁场平行放置 则在a处受力大于b处受力 C 正确 5 如图所示 条形磁铁放在水平桌面上 在其右上方固定一根长直 导线 导线与磁铁垂直 给导线通以垂直纸面向外的电流 则 A 磁铁对桌面压力减小 B 磁铁对桌面的压力增大 C 磁铁受到桌面向右的摩擦力作用 D 磁铁受到桌面向左的摩擦力作用 解析 选 AD 根据条形磁铁的磁场特点 可知长直导线受到斜向左下方的安培力 则磁 铁受到向右上方的磁场力 故磁铁对桌面压力减小 磁铁有向右的运动趋势 摩擦力向左 6 质量为m的通电导体棒ab置于倾角为 的导轨上 如图所示 已知导体与导轨间 的动摩擦因数为 在下面四图所加磁场中 导体均静止 则导体与导轨间摩擦力为零的可 能情况是下面四幅图中的 解析 选 AB 要使静摩擦力为零 如果FN 0 必有f 0 B 选项中安培力的方向竖直向 上与重力的方向相反可能使FN 0 B 是正确的 如果FN 0 则导体除受静摩擦力f以外的 其他力的合力只要为零 那么f 0 在题图 A 选项中 导体所受到的重力G 支持力FN及安 培力F安三力合力可能为零 则导体所受静摩擦力可能为零 题图的 C D 选项中 从导体所 受到的重力G 支持力FN及安培力F安三力的方向分析 合力不可能为零 所以导体所受静 摩擦力不可能为零 故正确的选项应为 A B 7 2011 年杭州质检 如图所示 两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E 导 轨平面与水平面间的夹角 30 金属杆ab垂直导轨放置 导轨与金属杆接触良好 整个 装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中 当磁场方向垂直导轨平面向上时 金属杆ab刚好 处于静止状态 要使金属杆能沿导轨向上运动 可以采取的措施是 A 增大磁感应强度B B 调节滑动变阻器使电流增大 C 增大导轨平面与水平面间的夹角 D 将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变 解析 选 AB 对金属杆受力分析 沿导轨方向 mgsin 0 若想让金属杆向上 BEd R 运动 则增大 A B 正确 若增大 则mgsin 增大 C 错误 若电流反向 则金属 BEd R 杆受到的安培力反向 D 错误 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 方向水平向左 解析 选 BD 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mgsin 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 若磁场方向水平向左时 安培力竖直向上 则有 mg BIL 即B 故 D 正确 mg IL 三 非选择题 9 三根平行的直导线 分别垂直地通过一个等腰直角三角形的 三个顶点 如图所示 现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感 应强度的大小均为B 则该处的磁感应强度的大小和方向如何 解析 根据安培定则 I1与I3在O点处产生的磁感应强度方向相 同 I2在O点处产生的磁感应强度的方向与B1 B3 垂直 如图所示 又 知B1 B2 B3的大小均为B 根据矢量运算定则可知O点的磁感应强度 大小为 BO B B2 2B 25 其方向在三角形平面内与斜边夹角的正切值 tan 2 答案 B 方向与I1I3连线夹角的正切值为 2 5 10 如图为一电流表的原理示意图 质量为m的轻质细金属棒MN的中点处通过一绝缘 挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连 弹簧劲度系数为k 在矩形区域abcd内有匀强磁场 磁感应 强度大小为B 方向垂直纸面向外 与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数 MN的长度大于 当MN中没有电流通过且处于平衡状态时 MN与矩形区域的cd边重合 当 ab MN中有电流通过时 指针示数可表示电流强度 1 当电流表示数为零时 弹簧伸长多少 重力加速度为g 2 若要电流表正常工作 MN的哪一端应与电源正极相接 3 若k 2 0 N m 0 20 m 0 05 m B 0 20 T 此电流表的量程是多少 abbc 不计通电时电流产生的磁场的作用 4 若将量程扩大 2 倍 磁感应强度应变为多大 解析 1 设弹簧的伸长量为 x 根据胡克定律和平衡条件有mg k x 由 式得 x mg k 2 为使电流表正常工作 作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下 根据左手定 则 电流方向为M指向N 因此M端应该接正极 3 设满量程时通过MN的电流强度为Im 根据平衡条件有 BIm mg k x abbc 联立 得Im 2 5 A 4 设量程扩大后 磁感应强度变为B 则有 2B Im mg k x abbc 由 整理得B kbc 2Imab 代入数据得B 0 10 T 答案 1 2 M端点应接正极 3 2 5 A 4 0 10 T mg k 1 2011 年郑州模拟 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 匀强磁场方向如图所示 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 2 2010 年高考浙江卷 如图所示 一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平 轴转动 其在纸面上的长度OA为L1 垂直纸面的宽度为L2 在膜的下端 图中A处 挂有一平 行于转轴 质量为m 长为L2的导体棒使膜绷成平面 在膜下方水平放置一足够大的太阳能 光电池板 能接收到经反射到光电池板上的所有光能 并将光能转化成电能 光电池板可等 效为一个电池 输出电压恒定为U 输出电流正比于光电池板接收到的光能 设垂直于入射光 单位面积上的光功率保持恒定 导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中 并与光电池构 成回路 流经导体棒的电流垂直纸面向外 注 光电池与导体棒直接相连 连接导线未画出 1 现有一束平行光水平入射 当反射膜与竖直方向成 60 时 导体棒处于受力平 衡状态 求此时电流强度的大小和光电池的输出功率 2 当 变为 45 时 通过调整电路使导体棒保持平衡 光电池除维持导体棒力学平衡 外 还能输出多少额外电功率 解析 1 导体棒所受安培力F1 IBL2 由导体棒受力平衡得mgtan F1 解得I mgtan BL2 所以当 60 时 I60 mg BL2 mgtan60 BL23 光电池输出功率为P60 UI60 mgU BL2 3 2 当 45 时 根据 式可知维持平衡需