高考物理一轮复习第九章磁场1磁场及其对电流的作用课时作业新人教版.docx

磁场及其对电流的作用一、选择题(15题只有一个选项符合题目要求，69题有多个选项符合题目要求)1已知小磁针在电磁铁的磁场中，它的N、S极指向如图所示，则电磁铁的极性及电源的正、负极是()A电磁铁的左端为N极，右端为S极；电源的A端为正极，B端为负极B电磁铁的左端为S极，右端为N极；电源的A端为正极，B端为负极C电磁铁的左端为S极，右端为N极；电源的A端为负极，B端为正极D电磁铁的左端为N极，右端为S极；电源的A端为负极，B端为正极解析：异性磁极相吸，电磁铁左端为N极，右端为S极根据安培定则，电流是由电源A端经电磁铁线圈流向电源B端，所以电源A端为正极选项A正确答案：A2(2017海口模拟)如图所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的均强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态则()A导体棒中的电流方向从b流向aB导体棒中的电流大小为C若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大D若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大解析：由左手定则可知，导体棒中的电流方向从a流向b，选项A错误；由BILkx可得导体棒中的电流大小为I，选项B正确；若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，或缓慢逆时针转过一小角度，导体棒沿水平方向所受安培力变小，故x都变小，选项C、D错误答案：B3细线A、B悬挂一根水平通电直导线ab，电流方向由a到b，导线平行于圆盘平面现带正电圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动，细线仍然竖直，与圆盘静止时相比，下列说法正确的是()A细线所受弹力变小B细线所受弹力不变C细线所受弹力变大D若改变圆盘转动方向，细线所受弹力变大解析：圆盘静止时，通电直导线受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力两者等大反向，合力为零当圆盘匀速转动时，根据右手螺旋定则，圆盘产生水平向右的磁场，根据左手定则，通电直导线受到方向向下的安培力，故细线所受的弹力变大，选项A、B错误，C正确；若改变圆盘转动方向，通电直导线受到的安培力方向向上，细线所受的弹力变小，选项D错误答案：C4如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则()Ac点的磁感应强度的值最小Bb点的磁感应强度的值最大Cb、d两点的磁感应强度相同Da、b两点的磁感应强度相同解析：由安培定则知，直通电导线在abcd环产生的磁场的磁感线为顺时针，大小恒定(设为B)，直导线的磁场与匀强磁场叠加，c点合磁感应强度为BB，其值最小，a点的合磁感应强度为BB，其值最大，选项A正确，选项B错误；b、d两点的合磁感应强度大小均为，但方向不同，选项C、D错误答案：A5(2017河北唐山2月调研)如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连接一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()A37 B30C45 D60解析：本题考查通电导体棒在磁场中的平衡问题由题意对棒受力分析，设磁感应强度的方向与竖直方向成角，则有BIL cos (mgBIL sin )整理得BIL电流有最小值，就相当于安培力有最小值，最后由数学知识解得：30，则A、C、D错，B对答案：B6下列有关磁感应强度及安培力的说法正确的有()A若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零B通电导线放在磁场中某处不受安培力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C同一条通电导线放在某磁场中所受的安培力是一定的D磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线无关解析：若磁场某处的磁感应强度为零，则放在该处的通电导线所受的安培力一定为零，故A项正确；若导线平行于磁场方向放置时，通电导线所受的安培力也为零，故B项错误；同一条通电直导线放置在磁场中某处所受的安培力与导线的放置位置有关，导线与磁场垂直时受力最大，故C项错误；磁感应强度是反映磁场性质的物理量，与是否放置通电导线无关，故D项正确答案：AD7(2014浙江)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒从t0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向则金属棒()A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功解析：根据左手定则知金属棒在0内所受安培力向右，大小恒定，故金属棒向右做匀加速运动，在T内金属棒所受安培力与前半个周期大小相等、方向相反，金属棒向右做匀减速运动，一个周期结束时金属棒速度恰好为零，以后始终向右重复上述运动，选项A、B、C正确；在0时间内，安培力方向与运动方向相同，安培力做正功，在T时间内，安培力方向与运动方向相反，安培力做负功，在一个周期内，安培力所做的总功为零，选项D错误答案：ABC8下图中装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析：若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A选项错误，同理判定B、D选项正确，C选项错误答案：BD9一长为l0.5 m、质量为m0.2 kg的水平直导线通过绝缘细线悬挂在天花板上，整个装置处于一方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中当给该导线通以垂直纸面向里且大小为I10 A的电流时，细线与竖直方向之间的夹角为37，如图所示现保持磁场的磁感应强度大小不变，让磁场方向在纸面内沿逆时针方向缓慢转过90，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，则下列说法中正确的是()A磁场未转动时，绝缘细线对通电导线的拉力大小为2.5 NB该磁场的磁感应强度大小为1.5 TC转动过程中绝缘细线与竖直方向的夹角先变大后变小D整个过程中绝缘细线受到的拉力最小值为1.6 N解析：磁场未转动时，通电导线的受力情况如图甲所示由受力分析可知，绝缘细线对通电导线的拉力FTmg/cos ，代入数据可得FT2.5 N，选项A正确由图甲可知，安培力Fmgtan ，又因为FBIl，两式联立并代入数据可得B0.3 T，选项B错误在磁场方向沿逆时针方向缓慢转过90的过程中，由左手定则可知，通电导线受到的安培力方向逐渐由水平向右变为竖直向上，在此过程中，安培力大小不变且导线处于动态平衡状态由图乙可知，转动过程中绝缘细线与竖直方向的夹角先变大后变小，选项C正确当磁场方向转到水平向左时，安培力的方向竖直向上，由平衡条件可知，此时绝缘细线与竖直方向的夹角变为零，拉力最小且其值为FTmgBIl，代入数据可得FT0.5 N，选项D错误答案：AC二、非选择题10(2017广州模拟)电动势E3 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B1 T，导轨宽度L0.2 m导体棒ab的电阻R6 ，质量m10 g，垂直放在导轨上并接触良好，求合上开关的瞬间：(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)闭合开关的瞬间，回路中的电流IA0.5 Aab棒所受安培力F安BIL0.1 N由左手定则知方向水平向右(2)由牛顿第二定律知F安ma解得a10 m/s2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11(2015重庆理综)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计，线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率解析：(1)根据安培力公式可得每匝线圈所受安培力为F1BIL，n匝线圈所受安培力为FnF1nBIL.根据左手定则可知，安培力方向为水平向右(2)安培力的功率PFvnBILv.答案：(1)nBIL方向水平向右(2)nBILv12如图所示，两平行金属导轨间的距离d1.0 m，导轨所在平面与水平面之间的夹角为53，在导轨所在的空间内分布着磁感应强度大小为B1.5 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，导轨的一端接有电动势E6.0 V、内阻r1.0 的直流电源现将一质量m0.5 kg、电阻R3.0 、长度为1.0 m的导体棒ab垂直导轨放置，开关S接通后导体棒刚好能保持静止已知电路中定值电阻R06.0 ，重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6，导体棒受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力求：(1)导体棒中通过的电流大小；(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数解析：(1)由电路知识可知，导体棒与定值电阻R0并联后接在电源两端，设电路中的总电阻为R总，则有R总r，代入数据可得R总3 ，故电路中的总电流I2 A，由闭合电路欧姆定律可知，导体棒ab两