2020屆高三物理一輪復習 第九章 第1講 磁場的描述 磁場對電流的作用課時作業(yè)（含解析）

磁場的描述 磁場對電流的作用1(2017·高考上海卷)如圖，一導體棒ab靜止在U形鐵芯的兩臂之間電鍵閉合后導體棒受到的安培力方向()A向上B向下C向左 D向右解析：根據(jù)圖中的電流方向，由安培定則知U形鐵芯下端為N極，上端為S極，ab中的電流方向由ab，由左手定則可知導體棒受到的安培力方向向右，選項D正確答案：D2(2019·湖南師大附中月考)如圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導線a和b，放置在與導線所在平面垂直的勻強磁場中當a導線通有電流大小為I、b導線通有電流大小為2I，且電流方向相反時，a導線受到的磁場力大小為F1，b導線受到的磁場力大小為F2，則a通電導線的電流在b導線處產生的磁感應強度大小為()A.B.C. D.解析：a、b導線中電流方向相反，兩導線之間的磁場力為斥力，設大小為F，對a有F1FBIL，對b有F2F2BIL，解得F2F1F2，對于導線b，F(xiàn)2F1F2B·2IL，解得B，故C正確答案：C3(2019·河南六市聯(lián)考)如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導軌，相距L1 mP、M間接有一個電動勢為E6 V、內阻不計的電源和一只滑動變阻器，導體棒ab跨放在導軌上并與導軌接觸良好，棒的質量為m0.2 kg，棒的中點用細繩經定滑輪與物體相連，物體的質量M0.4 kg.棒與導軌的動摩擦因數(shù)為0.5(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計，g取10 m/s2)，勻強磁場的磁感應強度B2 T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是()A2 B.2.5 C3 D4 解析：對棒受力分析可知，其必受繩的拉力FTMg和安培力F安BIL.若摩擦力向左，且滿足mgMg，代入數(shù)據(jù)解得R14 ；若摩擦力向右，且滿足mgMg，代入數(shù)據(jù)解得R22.4 ，所以R的取值范圍為2.4 R4 ，則選A.答案：A4通有電流的導線L1、L2、L3、L4處在同一平面(紙面)內，放置方式及電流方向如圖甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可繞垂直紙面的中心軸O轉動，則下列描述正確的是()AL2繞軸O按順時針轉動BL2繞軸O按逆時針轉動CL4繞軸O按順時針轉動DL4繞軸O按逆時針轉動解析：題圖甲中由右手螺旋定則可知，導線L1上方磁場垂直紙面向外，且離導線L1的距離越近，磁場越強，導線L2上每一小部分受到的安培力方向水平向右，但軸O下方導線所受安培力較大，所以L2繞軸O按逆時針轉動，A錯，B對；題圖乙中軸O上方導線L4所受安培力向右，軸O下方導線L4所受安培力向左，即L4繞軸O按順時針轉動，C對，D錯答案：BC5(多選)如圖所示，有兩根長為L、質量為m的細導體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x.當兩細棒中均通以電流為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關于b的電流在a處產生的磁場的磁感應強度的說法正確的是()A方向豎直向上B大小為C要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應強度，可使b上移D若使b下移，a將不能保持靜止解析：由安培定則可知b的電流在a處產生的磁場的磁感應強度方向應豎直向上，A正確a的受力如圖甲所示tan 45°，所以B，B錯誤b無論上移還是下移，b在a處的磁感應強度均減小，若上移，a的受力如圖乙所示上移過程中FN逐漸減小，F(xiàn)安先減小后增大，兩個力的合力等于mg，可見b適當上移，a仍能保持靜止，故C正確若使b下移，導體棒中的安培力減小，根據(jù)受力平衡條件，當a受的安培力方向順時針轉動時，只有變大才能保持平衡，故a將不能保持靜止，D正確答案：ACD6(多選)(2017·高考全國卷)如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反下列說法正確的是()AL1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為11DL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1解析：由安培定則可判斷出L2在L1處產生的磁場(B21)方向垂直L1和L2的連線豎直向上，L3在L1處產生的磁場(B31)方向垂直L1和L3的連線指向右下方，根據(jù)磁場疊加原理，L3和L2在L1處產生的合磁場(B合1)方向如圖a所示，根據(jù)左手定則可判斷出L1所受磁場作用力的方向與L2和L3的連線平行，選項A錯誤；同理，如圖b所示，可判斷出L3所受磁場(B合3)作用力的方向(豎直向上)與L1、L2所在的平面垂直，選項B正確；同理，L2處的磁場方向如圖c所示設一根長直導線在另一根導線處產生的磁場的磁感應強度大小為B，根據(jù)幾何知識可知，B合1B，B合2B，B合3B，由安培力公式可知，L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小與該處的磁感應強度大小成正比，所以L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為11，選項C正確，D錯誤答案：BC7(多選)(2019·山西太原模擬)一金屬條放置在相距為d的兩金屬軌道上，如圖所示現(xiàn)讓金屬條以v0的初速度從AA進入水平軌道，再由CC進入半徑為r的豎直圓軌道，金屬條到達豎直圓軌道最高點的速度大小為v，完成圓周運動后，再回到水平軌道上，整個軌道除圓軌道光滑外，其余均粗糙，運動過程中金屬條始終與軌道垂直且接觸良好已知由外電路控制流過金屬條的電流大小始終為I，方向如圖中所示，整個軌道處于水平向右的勻強磁場中，磁感應強度為B，A、C間的距離為L，金屬條恰好能完成豎直面內的圓周運動重力加速度為g，則由題中信息可以求出() A金屬條的質量B金屬條在磁場中運動時所受的安培力的大小和方向C金屬條運動到DD時的瞬時速度D金屬條與水平粗糙軌道間的動摩擦因數(shù)解析：在圓軌道最高點，由牛頓第二定律，有BIdmgm，所以選項A正確；由題中信息可求出金屬條在磁場中運動時所受的安培力的大小和方向，選項B正確；由于不知道CD間距，故不能求出金屬條運動到DD時的瞬時速度，所以選項C錯誤；由動能定理得(mgBId)·2r(mgBId)·Lmv2mv02，所以選項D正確答案：ABD8如圖所示，兩平行導軌ab、cd豎直放置在勻強磁場中，勻強磁場方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導軌上，使其水平且始終與導軌保持良好接觸現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I，同時釋放金屬棒PQ使其運動已知電流I隨時間變化的關系為Ikt(k為常數(shù)，k>0)，金屬棒PQ與導軌間的動摩擦因數(shù)一定以豎直向下為正方向，則下面關于金屬棒PQ的速度v、加速度a隨時間變化的關系圖象中，可能正確的是()解析：因為開始時金屬棒PQ加速度方向向下，與速度方向相同，做加速運動，加速度逐漸減小，即做加速度逐漸減小的變加速運動，然后加速度方向向上，加速度逐漸增大，做加速度逐漸增大的變減速運動，故A錯誤，B正確；根據(jù)牛頓第二定律得，金屬棒PQ的加速度a，F(xiàn)fFNFABILBLkt，聯(lián)立解得加速度ag，與時間成線性關系，故C錯誤；t0時刻無電流，無安培力，只有重力，加速度豎直向下，為正值，故D錯誤答案：B6