高考物理一輪復習 第10章 磁場 微專題52 磁場的描述及磁場對電流的作用試題 粵教版-粵教版高三物理試題

52 磁場的描述及磁場對電流的作用方法點撥(1)判斷安培力的方向時，充分利用F安B，F(xiàn)安I；(2)受力分析時，要注意將立體圖轉化為平面圖1(直線電流的磁場)真空中兩根金屬導線平行放置，其中一根導線中通有恒定電流在導線所確定的平面內(nèi)，一電子從P點運動的軌跡的一部分如圖1中的曲線PQ所示，則一定是()圖1Aab導線中通有從a到b方向的電流Bab導線中通有從b到a方向的電流Ccd導線中通有從c到d方向的電流Dcd導線中通有從d到c方向的電流2(磁場的疊加)分別置于a、b兩處的長直導線垂直紙面放置，通有大小相等的恒定電流，方向如圖2所示，a、b、c、d在一條直線上，且accbbd.已知c點的磁感應強度大小為B1，d點的磁感應強度大小為B2.若將b處導線的電流切斷，則()圖2Ac點的磁感應強度大小變?yōu)锽1，d點的磁感應強度大小變?yōu)锽1B2Bc點的磁感應強度大小變?yōu)锽1，d點的磁感應強度大小變?yōu)锽2B1Cc點的磁感應強度大小變?yōu)锽1B2，d點的磁感應強度大小變?yōu)锽1B2Dc點的磁感應強度大小變?yōu)锽1B2，d點的磁感應強度大小變?yōu)锽2B13(磁場對電流的作用)如圖3所示，磁感應強度大小為B的勻強磁場方向斜向右上方，與水平方向所夾的銳角為45°.將一個金屬圓環(huán)ab置于磁場中，圓環(huán)的圓心為O，半徑為r，兩條半徑Oa和Ob相互垂直，且Oa沿水平方向當圓環(huán)中通以電流I時，圓環(huán)受到的安培力大小為()圖3A.BIr B.BIrCBIrD2BIr4(電流間的相互作用)(多選)如圖4所示，無限長水平直導線中通有向右的恒定電流I，導線正下方沿豎直方向固定一正方形線框，線框中也通有沿順時針方向的恒定電流I，線框的邊長為L，線框上邊與直導線平行，且到直導線的距離也為L，已知在長直導線的磁場中距長直導線r處的磁感應強度大小為Bk，線框的質量為m，則釋放線框的一瞬間，線框的加速度可能為()圖4A0B.gC.gDg5(多選)如圖5所示，在平面直角坐標系的第一象限內(nèi)分布著非勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，沿y軸方向磁場分布是不變的，沿x軸方向磁感應強度與x滿足關系Bkx，其中k是一恒定的正數(shù)，由粗細均勻的同種規(guī)格導線制成的正方形線框ADCB邊長為a，A處有一極小開口AE，整個線框放在磁場中，且AD邊與y軸平行，AD邊與y軸距離為a，線框AE兩點與一電源相連，穩(wěn)定時流入線框的電流為I，關于線框受到的安培力情況，下列說法正確的是()圖5A整個線框受到的合力方向與BD連線垂直B整個線框沿y軸方向所受合力為0C整個線框在x軸方向所受合力為ka2I，沿x軸正向D整個線框在x軸方向所受合力為ka2I，沿x軸正向6如圖6所示，一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧，下面掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd，bc邊長為l，線框的下半部分處在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向與線框平面垂直(在圖中垂直于紙面向里)，線框中通以電流I，方向如圖所示，開始時線框處于平衡狀態(tài)令磁場反向，磁感應強度的大小仍為B，線框達到新的平衡，則在此過程中線框位移的大小x及方向是()圖6Ax，方向向上 Bx，方向向下Cx，方向向上 Dx，方向向下7.如圖7所示，長為L，質量為m的細導體棒a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，無限長直導線b被水平固定在與a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a、b中均通以電流強度為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止已知無限長直導線周圍的磁場為一系列的同心圓，周圍某點的磁場的磁感應強度與該點到導線的距離成反比則下列說法正確的是()圖7Aa、b中電流必垂直紙面向里Bb中的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為C若將b適當上移以增大x，則導體棒仍可能靜止D無論將b上移還是下移，導體棒都可能處于靜止狀態(tài)8如圖8所示，空間中有垂直紙面向里的勻強磁場，一不可伸縮的軟導線繞過紙面內(nèi)的小動滑輪P(可視為質點)，兩端分別拴在紙面內(nèi)的兩個固定點M、N處，并通入由M到N的恒定電流I，導線PM和PN始終伸直現(xiàn)將P從左側緩慢移動到右側，在此過程中導線MPN受到的安培力大小()圖8A始終不變B逐漸增大C先增大后減小D先減小后增大答案精析1C2Ac點的磁場是分別置于a、b兩處的長直導線中的電流產(chǎn)生的由安培定則可知分別置于a、b兩處的長直導線在c點產(chǎn)生的磁場方向相同，磁感應強度大小均為.由對稱性可知，b處的長直導線在d點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為，方向向下a處的長直導線在d點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小為B2，方向向上若將b處導線的電流切斷，則c點的磁感應強度大小變?yōu)锽1，d點的磁感應強度大小變?yōu)锽1B2，選項A正確3A連接題圖中a、b兩點，由幾何關系知ab連線與磁場方向垂直，故金屬圓環(huán)在磁場中所受安培力的等效長度為r，則所受安培力為BIr，A項正確4AC線框上邊所在處的磁感應強度大小為B1k，由安培定則可判斷出線框所在處磁場方向為垂直紙面向里，所受安培力的大小為F1B1ILkI2，由左手定則可判斷出安培力方向向上；線框下邊所在處的磁感應強度大小為B2k，所受安培力的大小為F2B2ILkI2，由左手定則可判斷出安培力方向向下；若F1F2mg，則加速度為零，選項A正確若F1>F2mg，則加速度方向向上，由F1(F2mg)ma，解得ag，選項C正確，B錯誤若F1<F2mg，則加速度方向向下，由F2mgF1ma，解得ag，選項D錯誤5BC由于沿y軸方向磁場分布是不變的，故而整個線框沿y軸方向所受合力為0，B正確；沿x軸方向磁感應強度與x滿足關系Bkx，AD邊受到的向左的安培力小于BC邊受到的向右的安培力，故而整個線框受到的合力方向沿x軸正向，A錯誤；整個線框在x軸方向所受合力為k(aa)Ia(ka)Iaka2I，C正確，D錯誤6B線框在磁場中受重力、安培力和彈簧彈力處于平衡狀態(tài)，安培力為FAnBIl，且開始時方向向上，改變磁場方向后方向向下，大小不變設在磁場反向之前彈簧的伸長量為x，則反向之后彈簧的伸長量為xx，由平衡條件知kxnBIlmg及k(xx)nBIlmg，聯(lián)立解得x，且線框向下移動，B對7C因a恰能在斜面上保持靜止，其受力如圖甲所示，而由平行通電直導線之間的相互作用可知，電流同向時導線相互吸引，電流反向時導線相互排斥，故A錯；由圖甲知tan 45°，即B，B錯；無論b是上移還是下移，b中的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度均減小，上移時其重力mg、安培力BIL、斜面支持力FN滿足圖乙所示關系，支持力逐漸減小，安培力減小，但兩個力的合力仍可能等于重力，即a仍可能處于靜止狀態(tài)，C對；當b下移時，安培力在減小，而支持力方向不變，則a所受合力不可能為零，即a不可能處于靜止狀態(tài)，D錯8A在P從左側緩慢移動到右側的過程中，導線MPN受到的安培力可等效為直導線MN通入電流I時受到的安培力，即導線MPN受到的安培力大小始終不變，A正確