高考物理总复习巩固练习 磁场对电流的作用 (基础）

【巩固练习】一、选择题1、(2014 云南昆明二模)在如图所示的电路中A1A2和B1B2为两根平行放置的导体棒S2为单刀双掷开关，下列操作中能使两根导体棒相互排斥的是()A. 闭合S1，S2接aB. 闭合S1，S2接bC. 断开S1，S2接aD. 断开S1，S2接b2、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（ ）3、（2015 浙江省十二校高三一模）如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤有一定的读数现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线，当通以一定的电流后，台秤的示数增加，同时弹簧缩短（弹簧始终处于弹性限度内），则下列说法正确的是（）A磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向内B磁铁右端为N极，左端为S极，导线中的电流方向垂直纸面向外C磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向内D磁铁右端为S极，左端为N极，导线中的电流方向垂直纸面向外4、一个小磁针悬挂在大线圈正中央，磁针静止时与线圈在同一平面内。当大线圈中通以图示方向电流时( ) A小磁针的N极向纸面里转 B小磁针的N极向纸面外转C小磁针在纸面内向左摆动 D小磁针在纸面内向右摆动5、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，导线与，之间的安培力的大小为、，判断这两段导线（ ） A.相互吸引， B.相互排斥，C.相互吸引， D.相互排斥，6、四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心O点的磁感应强度都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为（ ） A. ，方向向左 B. ，方向向下 C. ，方向向右 D. ，方向向上 7、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力欲使悬线中张力为零，可采用的方法有 ( )A适当增大电流，方向不变 B适当减小电流，并使它反向 C电流大小、方向不变，适当增强磁场 D使原电流反向，并适当减弱磁场 8、（2014 浙江省温州市十校联考）关于电场和磁场，以下说法正确的是（ ）A电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感应强度一定为零B电场中某点的电场强度的方向与放在该点的正试探电荷所受电场力方向相同C磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同D试探电荷在电场中某点不受电场力的作用，则该点的电场强度一定为零9、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是 （ ）A水平向左 B水平向右 C竖直向下 D竖直向上10、如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（ ）A转动同时靠近磁铁 B转动同时离开磁铁C不转动只靠近磁铁 D不转动只离开磁铁二、填空题1、如图所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，导线的等效长度为2 r，安培力为_。2、如图所示，质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上。若已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在图所加的各种磁场中，导体棒均处于静止状态，则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是（ ）3、如图所示是一种精密测量磁感强度的装置，虚线区域内有匀强磁场，在天平右端挂一矩形线圈，线圈共10匝，其边ab=cd=0.70米，bc=da=0.10米。线圈通进0.10安的逆时针方向电流，天平左盘加砝码使天平平衡，然后不改变电流大小而改变电流方向，再在天平左盘加8.0克砝码，才能平衡，则该磁场的磁感强度B= 特斯拉（T）。三、计算题1、如图所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m长度为L的导体棒ab静止释放，求导体棒在释放时的瞬时加速度的大小。2、如图所示，导体杆ab质量为m，电阻为R，放在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计.问：（1）导体光滑时，E为多大能使导体杆静止在导轨上？（2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，E应为多大？3、磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。如图2所示，通道尺寸a2.0m、b0.15m、c0.10m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B8.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U99.6V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率0.20m。（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；（2）船以5.0m/s的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以5.0m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U感；（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按计算，海水受到电磁力的80可以转化为对船的推力。当船以5.0m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。【答案与解析】一、选择题1、【答案】D【解析】根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知：要使两根导体棒相互排斥，则要求流经A1A2和B1B2导体棒中的电流为反向电流。闭合S1，S2接a时，A1A2和B1B2导体棒中的电流均向下，选项A错误；闭合S1，S2接b时，A1A2和B1B2导体棒中的电流均为零，选项B错误；断开S1，S2接a时，A1A2中的电流向下，B1B2中的电流为零，选项C错误；断开S1，S2接b时，A1A2中的电流向下，B1B2中的电流向上，选项D正确。2、D解析：A、匀强磁场竖直向上、和导线平行，导线受到安培力为0，A错；B、匀强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；C、匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C错、D对。3、【答案】AD【解析】若磁铁右端为N极，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向左上的，若电流的方向垂直于纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平和竖直方向分解可知，光滑平板对磁铁支持力增大，由于在水平向左产生分力，所以弹簧长度将变短，故A正确，B错误；同理，若磁铁右端为S极，磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向右下的，若电流的方向垂直于纸面向外，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右上，长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左下的；将这个力在水平和竖直方向分解可知，光滑平板对磁铁支持力增大，弹簧长度将变短，故C错误，D正确故选：AD4、A解析：实际上是要判断环形电流圆圈里面的磁场方向，根据安培定则（右手螺旋定则）可知圆圈里面的磁场方向垂直向里，所以小磁针的N极向纸面里转，A对。5、D 解析：电键S分别置于a、b两处时，电源分别为一节干电池、两节干电池，而电路中灯泡电阻不变，则电路中电流IaIb，在处的磁感应强度BaBb，应用安培力公式FBIL可知fafb，又在电流方向相反、则相互排斥。6、A解析：导线a的电流在O处的磁场方向与aO连线垂直指向d，（磁感应强度都是B），为了便于分析，磁场用Ba表示如图；导线b的电流在O处的磁场方向与b O连线垂直指向a，磁场用Bb表示如图；导线a、b在O处的合磁感应强度方向水平向左，大小为。同理导线c的电流在O处的磁感应强度方向与Ba方向相同、导线d在O处的磁感应强度方向与Bb方向相同，两者合磁感应强度大小也为，方向水平向左。所以O处的磁感应强度大小为，方向向左。故选A。7、AC解析：根据左手定则，安培力方向向上，要使悬线中张力为零，当安培力等于重力时，悬线中张力为零，即必须使安培力变大，由，可知适当增大电流，方向不变可以，A对、B错、C对、D错。故选AC。8、【思路点拨】电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量，电场强弱可由试探电荷所受的力与试探点电荷带电量的比值确定，电场方向与正电荷受力方向一致与负电荷受力方向相反磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度比值与磁场力及电流元均无关电场强度是用比值法定义的物理量之一，电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与该点是否有试探电荷无关，本题是考查基础知识的好题磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关【答案】BD 【解析】A、电流在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零，可能电流与磁场方向平行，故A错误；B、电场中某点的电场强度的方向，与放在该点的正试探电荷，所受电场力方向相同，与负电荷受到的电场力相反，故B正确；C、根据左手定则，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直故C错误；D、由电场的基本性质可知，对放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，则该位置一定为零，故D正确；故选BD9、D解析：根据右手螺旋定则知，通电螺线管右端为N极，导线处的磁场方向为水平向左，根据左手定则，可判断出安培力方向为竖直向上，所以D对。10、A解析：N极附近磁场方向向左，由左手定则，线圈右侧受安培力向纸内，左侧受安培力向纸外，因此将逆时针转动（从上向下看），转动90后，线圈N极在左，S极在右，将受磁铁吸引靠近磁铁。二、填空题1、2BIr解析：导线垂直磁场方向的有效长度为2r，故安培力等于F=2BIr。2、AB解析：由左手定则判断导体所受安培力的方向，结合平衡条件，易知AB正确。3、0.4解析：改变电流的方向，则右边向下的合力增加了，由题意 三、计算题1、解析：取截面做受力图如图，根据牛顿第二定律 安培力, 电流 联立解得 。2、（1） （2）解析：（1）电流，电流方向从b到a，取截面，电流向里，受力图如图，安培力 ，方向水平向右，根据平衡条件 ，联立解得 （2）不通电时导体杆不能静止在导轨上，即重力沿斜面的分力大于摩擦力，当E小于某一值时，导体杆有沿斜面向下滑动的趋势，摩擦力方向沿斜面向上，要使杆