2019年高考物理一轮复习第九章磁场第1讲磁场及其对电流的作用练习

1、A.B答案2. 2018 郑州质量预测目前世界上输送功率最大的直流输电工程程已正式投运。高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。通有从西向东I= 4000 A 的恒定电流，该处地磁场的磁感应强度 角）为5 （sin5 0.1）。则该段导线所受安培力的大小和方向为A. 40 N，向北与水平面成B. 4 N，向北与水平面成C. 4 N，向南与水平面成D. 40 N，向南与水平面成答案 A解析 地磁场方向与电流方向垂直，由安培力F=BIl= 40 N , B C 项错误；由左手定则可知，电线所受安培力方向向北与水平面成85 角斜向上方，A 项正确，D 项错误。3. 2017 郑州模拟一条形

2、磁铁放在光滑的斜面上，并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上，磁铁第 1 讲 磁场及其对电流的作用板块三限时规范特训一、选择题（本题共 10 小题，每小题1. 2018 陕西宝鸡一模如图所示，时间：45 分钟6 分，共 60 分。其中 16 为单选，710 为多选）垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流满分：100 分且I112，纸面内的一点H到两根导线的距离相等，则该点的磁感应强度方向可能为图中的85角斜向上方85角斜向上方5角斜向下方5角斜向下方哈（密）郑（州）特高压直流输电工已知某段直流输电线长度I= 200 m,E= 5X10一5T，磁倾角（磁感线与水平面的夹（ ）CH点

3、的合磁2静止时弹簧的伸长量为xo,将通 有方 向垂 直纸 面向 外的 直导 线分 别放 在a、b、c位置时，弹簧的伸长量分别为a、3xa、*、xc，已知a、b、c三点的连线与斜面平行，且A.X0=Xa=Xb=XcC.XaX0=XbXc答案 CN 极出发到 S 极，所以可画出磁铁在a处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，如图所示，由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力Fa,由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力Fa的方向是斜向左上方，Fa有沿斜面向下的分力，该分力使得弹簧弹力增大，所以弹 簧的伸长量增大；同理可知，导线在b点时弹簧的伸长量不变，导线在c点时弹簧的伸长量减小，则XaX0=XbXc

4、, C 正确。4.2016河北唐山调研如图所示，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 卩=#，在安培力的作用下，金属棒以V。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（答案 B解析由于在磁铁外部，条形磁铁的磁感线是从A.37B . 30 C . 454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5成e角则有BILcose（眄BILsine），整理得肌

5、=迹 ；，电流最小时，安培力最小，由 数学知识解得：e= 30,B正确。iI、i IVf6、R5.2014 全国卷I关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）A. 安培力的方向可以不垂直于直导线B. 安培力的方向总是垂直于磁场的方向C. 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D. 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半答案 B解析 安培力的方向、磁感应强度的方向及电流的方向遵循左手定则，所以安培力的方向既垂直于直导线，也垂直于磁场的方向，B 正确，A 错误；当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力最大F=BIl，当通电直导线与磁场方向平行时，安培力最小为零，

6、C 错误；由于通电直导线与磁场方向夹角不确定，将直导线从中点折成一 1直角，直导线在磁场中的有效长度不一定变为原来的，安培力的大小不一定变为原来的一半，D 错误。6. 2017 山东临汾市二模如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一用绝缘细线悬挂着的正方形线框。线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框的边长为L,线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L。已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为B=k,（k为常量），线框的质量为m则剪断细线的瞬间，线框的加速度为（）kI2+g答案 D解析 线框下边受到的安培力的大小为R=kLIL=kI2,方向向

7、下。线框上边受到的安培力大小Fa=A.0C.k|2-gD.kI2m67.有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在如图所示的平面内，0点为两根导线连线的中点，MN为两导线连线的中垂线上两点，与0点的距离相等，aM与MN的夹角为B。若两 导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度大小为B)，则关于B.M点和N点的磁感应强度大小均为 2Bcos0C.M点和N点的磁感应强度大小均为 2B)sin0D. 在线段MN上有磁感应强度为零的点答案 AC解析 作出两根导线在M N两处产生的磁感应强度的图示，并根据平行四边形定则求出合磁感应强度，MN

8、两处磁感应强度相同，大小为B= 2Bsin0，选项 A 正确、B 错误，选项 C 正确；线段MN上各点磁感应强度 方向均水平向右且不为零，选项D 错误。8.质量为m的金属细杆置于倾角为0的导轨上，导轨的宽度为d,杆与导轨间的动摩擦因数为 ，有电导轨间的摩擦力可能为零。当安培力变大或变小时，细杆有上滑或下滑的趋势，于是有静摩擦力产生。kl12LIL=2,方向向上。根据牛顿第二定律可得,F+mg- F2=ma解得:kI2a=岳 +g,D 正确。7选项 B 中，通电细杆可能受重力、安培力作用处于静止状态，如图乙所示，所以杆与导轨间的摩擦力可能8为零。当安培力减小时，细杆还受到导轨的弹力和沿导轨向上的

9、静摩擦力，也可能处于静止状态。选项 C 和 D 中，通电细杆受重力、安培力、导轨弹力作用具有下滑趋势，故一定受到沿导轨向上的静摩擦 力，如图丙、丁所示，所以杆与导轨间的摩擦力一定不为零。故正确答案为CD9如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN垂直平放在两条相互平行且足够长的水平光滑导轨上，电流方向由M指向N在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t= 0 时导线恰好静止，若磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法正确的是()ViBXXX()- *-XXXI甲乙A. 在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动B. 在最初的一个周期内，导线一直向左运动C. 导线一

10、直做加速度不变的匀加速直线运动D. 在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小答案 AD解析 由安培力的表达式F=BIL结合题图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，1 一 一在前 4 周期内，安培力F大小方向均不变，加速度大小方向均不变，由于初速度为零，所以导线在水平方向上1 1 一向右做匀加速直线运动；在 4 周期到 2 周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，加速度方向改变，速度减小，9A. 磁场方向一定竖直向下B. 电源电动势E= 3.0 VC. 导体棒在摆动过程中所受安培力F= 3 ND. 导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J答案 AB解析 导体棒向右沿圆

11、弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A 对;导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BILLsin0mgl（1 cos0） = 0,代入数值得导体棒中的电流为1= 3 A，由E=IR得电源电动势E= 3.0 V , B 对；由F=BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F= 0.3 N,C 错；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量E的和，即W Q+AE,而E=mgL1 cos0） = 0.048 J , D 错。二、非选择题（本题共 2 小题，共 40 分）11.（20 分）如图所示，在磁感应强度B= 1.0 T,

12、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成0= 37角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势E= 12 V，内阻不计。ab杆长L= 0.5 m，质量 m= 0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数= 0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。求：要使ab杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？（g取 10 m/s2, sin37 = 0.6 , cos37=0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字）答案 3QRC5Q解析分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示。10*0甲乙当ab杆恰好不下滑时，如

13、图甲所示。由平衡条件得沿斜面方向mn0=卩FNI+F安icos0垂直斜面方向FNI=mgpos0+F安isin0而F安i=BRL,解得R= 5当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示。由平衡条件得沿斜面方向mn0+卩FN2=F安2cos0垂直斜面方向FN2=mgpos0+F安2sin0而F安2=B L,解得艮=3Q o所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是 3QWRW5Q o12.（20 分）如图所示，MN是一根长为I= 10 cm,质量 m= 50 g 的金属棒，用两根长度也为I的细软导线1将导体棒MN水平吊起，使金属棒处在B=- T 的竖直向上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向， 通3入

14、恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角0= 37,忽略磁场对软导线的作用力，sin37 =答案 5 A解析 金属棒向外偏转的过程中，受重力mg导线拉力FT、安培力F共三个力的作用，其中导线的拉力不做功，由动能定理得W W00.6 ,cos37=0.8，重力加速度11其中WF=FIs in0=BII2sin0WG=-mgl(1cos0)解得I= 5 A。113至 2 周期时速度减小到零， 所以D项正确；而后在 2 周期到4周期内，导线MN反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，即做往复运动，所以A 项正确，B C 错误。10.光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S 与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L=20 cm