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【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測29 磁場的描述、磁場對電流的作用

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【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測29 磁場的描述、磁場對電流的作用

課時(shí)跟蹤檢測(二十九)磁場的描述、磁場對電流的作用高考??碱}型:選擇題計(jì)算題1. (2013·寶雞模擬)19世紀(jì)法國學(xué)者安培提出了著名的分子電流假說。他認(rèn)為,在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流分子電流(分子電流實(shí)際上是由原子內(nèi)部電子的繞核運(yùn)動(dòng)形成的),分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。圖2中將分子電流(圖1中箭頭表示電 圖1子運(yùn)動(dòng)方向)等效為小磁體的圖示中正確的是()圖22.在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處,各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖3所示。過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向()A與ab邊平行,豎直向上B與ab邊平行,豎直向下 圖3C與ab邊垂直,指向左邊D與ab邊垂直,指向右邊3.將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來,在其附近放一塊條形磁鐵,磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi),且通過圓環(huán)中心,如圖4所示,當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針方向的電流時(shí),從上往下看()A圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),靠近磁鐵B圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),遠(yuǎn)離磁鐵 圖4C圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),靠近磁鐵D圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),遠(yuǎn)離磁鐵4. (2012·江西省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖5所示,一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個(gè)軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場處處正交,環(huán)上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等,方向均與環(huán)面軸線方向成角(環(huán)面軸線為豎直方向)。若導(dǎo)線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,則下列說法正確的是()A導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢 圖5B導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上C導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRD導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsin 5(2012·晉江聯(lián)考)如圖6所示,長為L的通電直導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上,勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定,另一端拴在棒的中點(diǎn),且與棒垂直,整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,彈簧伸長x,棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()圖6A導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向aB導(dǎo)體棒中的電流大小為C若只將磁場方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度,x變大D若只將磁場方向緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度,x變大6. (2012·天津高考)如圖7所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,棒中通以由M向N的電流,平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為,如果僅改變下列某一個(gè)條件,角的相應(yīng)變化情況是()A棒中的電流變大,角變大 圖7B兩懸線等長變短,角變小C金屬棒質(zhì)量變大,角變大D磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,角變小7(2012·紹興期末)如圖8所示,豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌EF和GH兩部分導(dǎo)軌間距為2L,IJ和MN兩部分導(dǎo)軌間距為L。整個(gè)裝置處在水平向里的勻強(qiáng)磁場中,金屬桿ab和cd的質(zhì)量均為m,可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng),且與導(dǎo)軌接觸良好?,F(xiàn)對金屬桿ab施加一個(gè)豎直向上的作用力F,使其勻速向上運(yùn)動(dòng),此時(shí)cd處于靜止?fàn)顟B(tài),則力F的大小為() 圖8AmgB2mgC3mg D4mg8. (2011·新課標(biāo)全國高考)電磁軌道炮工作原理如圖9所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng),并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入,通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強(qiáng)磁場),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?,F(xiàn)欲使 圖9彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可采用的辦法是()A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,其他量不變9.如圖10所示,在傾角為的光滑斜面上,垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒,當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場,當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,下列 圖10說法中正確的是()A此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大B此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小后增大C此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為D此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為10(2012·海南高考)圖11中裝置可演示磁場對通電導(dǎo)線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌,L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b,導(dǎo)軌兩端e、f,分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí),L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。下列說法正確的是()圖11A若a接正極,b接負(fù)極,e接正極,f接負(fù)極,則L向右滑動(dòng)B若a接正極,b接負(fù)極,e接負(fù)極,f接正極,則L向右滑動(dòng)C若a接負(fù)極,b接正極,e接正極,f接負(fù)極,則L向左滑動(dòng)D若a接負(fù)極,b接正極,e接負(fù)極,f接正極,則L向左滑動(dòng)11.如圖12所示,MN是一根長為l10 cm,質(zhì)量m50 g的金屬棒,用兩根長度也為l的細(xì)軟導(dǎo)線將導(dǎo)體棒MN水平吊起,使導(dǎo)體棒處在B T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,未通電流時(shí),細(xì)導(dǎo)線在豎直方向,通入恒定電流后,金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的最大偏角37°, 圖12求金屬棒中恒定電流的大小。12.水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌寬L0.2 m,接有電源電動(dòng)勢E3 V,電源內(nèi)阻及導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T。導(dǎo)體棒ab的電阻R6 ,質(zhì)量m 圖1310 g,垂直放在導(dǎo)軌上并接觸良好,求合上開關(guān)的瞬間。(1)金屬棒受到安培力的大小和方向;(2)金屬棒的加速度。答 案課時(shí)跟蹤檢測(二十九) 磁場的描述、磁場對電流的作用1選B由安培定則可判斷出分子電流等效為小磁體的圖示中正確的是B。2選Ca處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B1的方向垂直于ac連線向左下方,b處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B2的方向垂直于bc連線向右下方。B1和B2的合磁場B的方向豎直向下。由左手定則可判斷出過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向與ab邊垂直,指向左邊。C正確。3選C該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個(gè)垂直于紙面的小磁針,N極在內(nèi),S極在外,根據(jù)同極相互排斥,異極相互吸引,可得C項(xiàng)正確。4選ABD若導(dǎo)線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,由左手定則可得導(dǎo)線環(huán)上各小段所受安培力斜向內(nèi),導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢,導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上,導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsin ,選項(xiàng)A、B、D正確,C錯(cuò)誤。5選B由左手定則可知,導(dǎo)體棒中的電流方向從a流向b,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由BILkx可得導(dǎo)體棒中的電流大小為Ikx/BL,選項(xiàng)B正確;若只將磁場方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度,或逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度,x都變小,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。6選A分析MN受力如圖所示,由平衡條件可得:tan ,由此式可知,棒中電流變大,金屬棒所受安培力變大,角變大,選項(xiàng)A正確;兩懸線等長變短,角不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;金屬棒質(zhì)量變大,角變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,金屬棒所受安培力變大,角變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7選C由cd處于靜止?fàn)顟B(tài)可知cd所受向上的安培力等于mg,ab所受向下安培力等于2mg。由平衡條件可知,力F的大小為3mg,選項(xiàng)C正確。8選BD由題意可知磁感應(yīng)強(qiáng)度BkI,安培力FBIdkI2d,由動(dòng)能定理可得:FL,解得vI ,由此式可判斷B、D選項(xiàng)正確。9選AC導(dǎo)體棒受重力、支持力、安培力作用而處于平衡狀態(tài),當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,安培力由沿斜面向上轉(zhuǎn)至豎直向上,導(dǎo)體棒受力的動(dòng)態(tài)變化如圖所示,則由圖知安培力逐漸增大,即此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大,A對、B錯(cuò);剛開始安培力F最小,有sin ,所以此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為,C對;最后安培力最大,有Fmg,即此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為,D錯(cuò)。10選BD若a接正極,b接負(fù)極,根據(jù)安培定則,電磁鐵產(chǎn)生豎直向上的磁場。e接負(fù)極,f接正極,由左手定則可判斷出L所受安培力向右,則L向右滑動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確;若a接負(fù)極,b接正極,根據(jù)安培定則,電磁鐵產(chǎn)生豎直向下的磁場。e接負(fù)極,f接正極,由左手定則可判斷出L所受安培力向左,則L向左滑動(dòng),選項(xiàng)D正確C錯(cuò)誤。11解析:金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的過程中,受重力mg、導(dǎo)線拉力FT、安培力F共三個(gè)力的作用,其中導(dǎo)線的拉力不做功,由動(dòng)能定理得:WFWG0其中WFFlsin BIl2sin ,WGmgl(1cos )金屬棒中的電流為I解得:I5 A答案:5 A12解析:(1)閉合電鍵的瞬間,回路中的電流I A0.5 Aab棒所受安培力F安BIL0.1 N由左手定則知方向水平向右(2)由牛頓第二定律知a10 m/s2方向水平向右答案:(1)0.1 N水平向右(2)10 m/s2,方向水平向右5

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