高三物理总复习同步练习8-1磁场对电流的作用含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精8—1_parent"磁场对电流的作用HYPERLINK”file：///D：\\TDDOWNLOAD\\走向高考\\走向高考·人教实验版物理\\8-1。ppt"\t"_parent”一、选择题1.在磁场中某区域的磁感线,如下图所示，则(）A．a、b两处的磁感应强度的大小不等Ba>BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba<BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在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［答案]B［解析］磁感线的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟该处的B的大小和I、L有关外，还跟导线放置的方向与B的方向的夹角有关,故C、D错误；由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出Bb>Ba，所以B正确．2．（2011·新课标全国）为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）［答案]B[解析]本题考查的是电流的磁效应问题,意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力．由日常知识可知，地球的南极为磁场的N极，由右手螺旋定则可知，电流方向如上图B，故选项B正确．3．（2010·安庆模拟)如下图所示,在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）A．a、b两点磁感应强度相同B．c、d两点磁感应强度大小相等C．a点磁感应强度最大D．b点磁感应强度最大［答案］BD[解析]磁感应强度是矢量，根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向．根据矢量合成法则，可得A、C错误，B、D正确．4．(2011·武汉模拟）如下图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒．当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化,正确的说法是（)A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先减小后增大 D．先增大后减小［答案]C［解析]导体棒受三个力,三力构成的矢量三角形如下图所示．安培力的大小变化从图中即可看出是先减小后增大，由F＝BIL知，B的大小应是先减小后增大，故只有选项C正确．5．(2011·绵阳模拟)如下图所示，一正方形线圈，其中电流I恒定不变，用两条长度相等的绝缘细线静止悬挂于水平长直导线CD的正下方．当导线CD中没有电流时，两条细线中拉力都是T，当导线CD中电流为I1时，两条细线中拉力都是k1T（O<k1〈1），当导线CD中电流为I2时,两条细线中拉力都是k2T(k2〉1）．下列正确的是（）A．I1的方向是C→D B．I2的方向是C→DC．I1>I2 D．I1〈I2［答案］A[解析]由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知,当导线CD中电流为I1时，细线拉力减小，故CD与线圈间为引力,所以CD中电流方向为C→D,A项正确;导线CD中电流为I2时，细线拉力增大，故CD与线圈间为斥力，所以CD中电流方向为D→C，B项错；由题中信息无法确定I1和I2的大小关系，C、D项错．6。某专家设计了一种新型电磁船,它不需螺旋桨推进器，航行时平稳而无声,时速可达100英里．这种船的船体上安装一组强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在磁场力作用下即会推动船舶前进，如下图所示是超导电磁船的简化原理图，AB和CD是与电池相连的导体,磁场由超导线圈产生．以下说法正确的是(）A．船体向左运动B．船体向右运动C．无法断定船体向哪个方向运动D．这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速［答案]BD［解析］导电的海水的电流方向垂直AB方向从CD板流向AB板，海水所受的安培力方向水平向左，故船体上的超导体线圈所受的作用力向右，故推动船体向右运动，B、D正确．7．(2011·大连模拟）如下图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨,通电导体棒ab垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m＝1kg，长l＝2。0m，通过的电流I＝5.0A，方向如图所示,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r（3），3).若使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小,则磁场的方向与轨道平面的夹角是(g＝10m/s2A．30° B．45°C．60° D．90°[答案］C［解析］对导体棒进行受力分析，如下图所示，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力，故要使导体棒匀速直线运动，则安培力需为动力,则设磁场方向与轨道平面成θ角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方,如图所示，则BIlsinθ＝μFN①，FN＋BIlcosθ＝mg②,联立①、②式可得:B＝eq\f(μ，sinθ＋μcosθ)·eq\f(mg,Il）＝eq\f(\f(1，2），\f（\r(3）,2）sinθ＋\f（1，2）cosθ)＝eq\f(\f（1,2)，sinθ＋30°），故θ＝60°时,磁感应强度最小，故C正确．8．(2011·新课标全国)电磁轨道炮工作原理如下图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是(）A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变[答案］BD［解析］本题考查的是安培力和动能定理的知识,意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力．由题意可知磁感应强度B＝kI，安培力F＝BId＝kI2d，由动能定理可得：FL＝eq\f(mv2,2)，解得v＝Ieq\r（\f（2kdl，m)),由此式可判断BD选项正确．二、非选择题9．某兴趣小组在研究长直导线周围的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r，测得下表所示数据:I/AB/Tr/m5。010.020.00.0204。98×10－510.32×10－519。73×10－50.0402.54×10－55。12×10－59.95×10－50。0601。63×10－53.28×10－56。72×10－50.0801.28×10－52。57×10－55。03×10－5由上述数据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B＝______T．（要求估算出比例系数，用等式表示)[答案］2×10－7eq\f(I,r)［解析］分析表格中数据可得,B与电流I成正比，与测试点到直导线的距离r成反比,即B＝k·eq\f（I，r),取表格中的第一单元格进行计算可得k≈2×10－7，即B＝2×10－7×eq\f(I,r）T.10．(2011·江西师大附中、临川一中模拟）两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab，处于竖直向上的匀强磁场中，如下图所示，导电棒质量为1.2kg,长1m.当导电棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动，若电流强度增大为5A时，导电棒可获得2［答案］1。2T[解析］导电棒匀速运动有：摩擦力等于安培力：f＝F1＝BI1导电棒加速运动时，安培力和摩擦力的合力提供加速度:F2－f＝ma即BI2LBI2L－BI1L解之得B＝1。2T11．如下图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0。4m，质量为6×10－2kg的通电直导线，电流强度I＝1A，方向垂直于纸面向外,导线用平行斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中．设t＝0时，B＝0，则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10m［答案］5s[解析］斜面对导线的支持力为零时导线的受力如下图所示．由平衡条件FTcos37°＝F①FTsin37°＝mg②由①②解得：F＝eq\f（mg，tan37°）代入数值得：F＝0。8N由F＝BIL得：B＝eq\f(F，IL）＝eq\f（0。8,1×0。4）T＝2TB与t的变化关系为B＝0。4t所以：t＝5s12．(2011·潍坊模拟)如下图所示,一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上,两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37°角的导轨上，取sin37°＝0.6,cos37°＝0。8，求：（1）磁场的磁感应强度B；（2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.[答案](1）eq\f（3mg,4IL)(2)eq\f（5，8）mg[解析](1）从右向左看受力分析如上图所示，由受力平衡得:eq\f(BIL,mg）＝tan37°①解得：B＝eq\f(3mg，4IL)②(2)两导轨对棒的支持力2FN,满足：2FNcos37°＝mg③解得：FN＝eq\f（5，8)mg④即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为eq\f（5，8)mg13．(2011·北京东城模拟)如下图所示,在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0。25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，一质量m＝20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B＝0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计)．金