2020高考物理一轮总复习第九章磁场基础课1磁场磁场对电流作用练习(含解析)新人教版

基础课1磁场及磁场对电流的作用追踪检测一、选择题1．(多项选择)指南针是我国古代四大发明之一，对于指南针，以下说法正确的选项是()A．指南针能够仅拥有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球拥有磁场C．指南针的指向会遇到邻近铁块的扰乱D．在指南针正上方邻近沿指针方向搁置向来导线，导线通电时指南针不偏转分析：选

BC

指南针两头分别是

N极和

S极，拥有两个磁极，选项

A错误；指南针静止时，

N极的指向为该处磁场的方向，故指南针能够指向南北，说明地球拥有磁场，选项

B正确；铁块在磁场中被磁化，会影响指南针的指向，选项

C正确；通电直导线在其四周会产生磁场，会影响指南针的指向，选项

D错误．2．对于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，以下说法正确的选项是()A．安培力的方向能够不垂直于直导线B．安培力的方向老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没关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小必定变成本来的一半分析：选B由左手定章可知，安培力的方向必定与磁场方向和直导线垂直，选项A错误，B正确；安培力的大小F＝BILsinθ，与直导线和磁场方向的夹角相关，选项C错误；将直导线从中点折成直角，假定本来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一段与磁场仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变成本来的一半，若折成直角后，两段都与磁场垂直，则安培力的大小变成本来的2D错误．，所以安培力大小不必定是本来的一半，选项23．(2017年上海卷)如图，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间．电键闭合后导体棒遇到的安培力方向()A．向上

B．向下C．向左

D．向右分析：选

D

依据图中的电流方向，由安培定章知

U形铁芯下端为

N极，上端为

S极，ab中的电流方向由a→b，由左手定章可知导体棒遇到的安培力方向向右，选项D正确．4．如图，两根互相平行的长直导线分别通有方向相反的电流I和I，且I>I；a、b、1212c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且、、c与两导线共面，b点在两导线之间，abb、d的连线与导线所在平面垂直．磁感觉强度可能为零的点是()A．a点

B．b点C．c点

D．d点分析：选

C

由安培定章画出

a、b、c、d

点的磁感线的散布图，由图可知电流

I1、I2在a、c

两点的磁场方向相反，这两点处的磁感觉强度可能为零，又

I1＞I2，故磁感觉强度为零的点距

I1的距离应比

I2的大，故

C正确，

A、B、D均错误．5．(多项选择)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，搁置方式及电流方向如图甲、乙所示，此中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则以下描绘正确的选项是()A．L2绕轴O按顺时针转动B．L2绕轴O按逆时针转动C．L4绕轴O按顺时针转动D．L4绕轴O按逆时针转动分析：选BC题图甲中由安培定章，可知导线L1上方磁场垂直纸面向外，且离导线L1的距离越近，磁场越强，导线2上每一小部分遇到的安培力方向水平向右，但轴O下方导L线所受安培力较大，所以L绕轴O按逆时针转动，A错，B对；题图乙中轴O上方导线L24所受安培力向右，轴O下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，C对，D错．6．如下图，两平行的粗拙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感觉强度为B，导轨宽度为L，一端与电源连结．一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨搁置并接触优秀，金3属棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝3，在安培力的作用下，金属棒以v0的速度向右匀速运动，经过改变磁感觉强度的方向，可使流过导体棒的电流最小，此时磁感觉强度的方向与竖直方向的夹角为(不考虑金属棒切割的影响)()A．37°B．30°C．45°D．60°分析：选B由题意对棒受力剖析，设磁感觉强度的方向与竖直方向成θ角，则有BILcosθ＝μ(mg－BILsinθ)，整理得BIL＝μmgcosθ＋μsinθ.电流有最小值，就相当于安培力有最小值，由数学知识解得θ＝30°，则选项A、C、D错误，B正确．7．如下图，金属棒MN两头由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由向N的电流，均衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.假如仅改变以下某一个条M件，θ角的相应变化状况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感觉强度变大，θ角变小分析：选A金属棒MN受力剖析及其侧视图如下图，由均衡条件可知F安＝mgtanθ，而F安＝BIL，即BIL＝mgtanθ，则I↑?θ↑，m↑?θ↓，B↑?θ↑，故A正确，C、D错误；θ角与悬线长度没关，B错误．8．(多项选择)如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条互相平行且足够长的水平圆滑导轨上，电流方向由M指向N，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直导轨面向下的方向为磁感觉强度的正方向，当t＝0时导线恰巧静止，若磁感觉强度B按如图乙所示的规律变化，则以下说法正确的选项是()A．在最先的一个周期内，导线在导轨上做来去运动B．在最先的一个周期内，导线向来向左运动C．导线向来做加快度不变的匀加快直线运动D．在最先的半个周期内，导线的速度先增大后减小分析：选AD由安培力的表达式F＝BIL联合题图乙可知，安培力F在一个周期内随磁1感觉强度B的变化而变化，在前4周期内，安培力F大小方向均不变，加快度大小方向均不11变，因为初速度为零，所以导线在水平方向上向右做匀加快直线运动；在4周期到2周期内，1磁场方向改变，安培力方向改变，加快度方向改变，速度减小，至2周期时速度减小到零，133所以D项正确；尔后在2周期到4周期内，导线MN反向加快，4周期到1个周期内，导线又减速，在一个周期结束时又回到本来的地点，即做来去运动，所以A项正确，B、C错误．9．(多项选择)(2019届山东潍坊调研)美国研发的强力武器轨道电磁炮在试射中将炮弹以5倍音速，击向200公里外目标，射程为海军惯例武器的10倍，其损坏力惊人．电磁炮原理如下图，若炮弹质量为m，水平轨道长L，宽为d，轨道摩擦不计，炮弹在轨道上做匀加速运动．要使炮弹达到5倍音速(设音速为v)，则()25v2A．炮弹在轨道上的加快度为52B．磁场力做的功为mv2

2L3125mvC．磁场力做功的最大功率为2L2D．磁场力的大小为25mdv2L分析：选AC炮弹在轨道上做初速度为零的匀加快直线运动，由公式v2＝2ax得a＝v212，A正确；不计摩擦，磁场力做的功等于炮弹增添的动能，即＝v225mv2L(5)＝，BW2m21mv22错误；由动能定理得FL＝2m(5v)，磁场力的大小F＝2L，则磁场力的最大功率Pm＝)＝mv23·(5v·(5v)＝125mv，C正确，D错误．F2L2L10．(多项选择)(2018届沈阳四校联考)一质量为0.06kg、长为0.1m的金属棒MN用两根长度均为1m的绝缘细线悬挂于天花板的顶端，此刻金属棒所在的空间加一竖直向下的磁感觉强度大小为0.5T的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒能在竖直平面内摇动，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为37°，已知全部阻力可忽视不计，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.以下正确的说法是()A．金属棒在摇动到最高点的过程中，机械能增添B．金属棒在摇动到最高点的过程中，机械能先增添后减少C．通入金属棒中的电流为9AD．通入金属棒中的电流为4A分析：选AD金属棒的长度用l表示，细线的长度用R表示，则在金属棒上涨过程中，安培力做正功，机械能向来增添，A正确，B错误；由动能定理知安－重＝0，即BIlRsin37°WW＝mgR(1－cos37°)，代入数值得I＝4A，C错误，D正确．二、非选择题11．如下图，一长为10cm的金属棒ab用两个完整同样的弹簧水平川悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感觉强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒经过开关与一电动势为

12V

的电池相连，电路总电阻为

2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为

0.5cm

；闭合开关，系统从头均衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时对比均改变了

0.3cm

，重力加快度大小取

10m/s

2.判断开封闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．分析：开封闭合后，电流方向从b到a，由左手定章可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了

l

1＝0.5cm.

由胡克定律和力的均衡条件得2kl1＝mg①式中，m为金属棒的质量，k是弹簧的劲度系数，g是重力加快度的大小．开封闭合后，金属棒所受安培力的大小为F＝BIL②式中，I

是回路电流，

L是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了

l2＝0.3cm

，由胡克定律和力的均衡条件得

2k(

l1＋

l2)＝mg＋F③由欧姆定律有E＝IR④式中，E是电池的电动势，R是电路总电阻．联立①②③④式，并代入题给数据得

m＝0.01kg.答案：竖直向下

0.01kg12．(2019

届陕西渭南教课质量检测

)如下图，电源电动势为

3V，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面圆滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1m，两环分别与电源正负极相连．现将一质量0.06kg、电阻1.5Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有优秀电接触．两环之间有方向竖直向上、磁感觉强度为0.4T的匀强磁场．当开封闭合后，导体棒上滑到某地点静止不动，试求在此地点上棒对每一个