2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng) 2 第一節(jié) 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課后達(dá)標(biāo)能力提升.doc

第一節(jié) 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(建議用時(shí)：35分鐘)1(2019江西十校模擬)1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)在奧斯特實(shí)驗(yàn)中，將直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，小指針靠近直導(dǎo)線，下列結(jié)論正確的是()A把小磁針?lè)旁趯?dǎo)線的延長(zhǎng)線上，通電后，小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)B把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，在導(dǎo)線與小磁針之間放置一塊鋁板，通電后，小磁針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)C把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，給導(dǎo)線通以恒定電流，然后逐漸增大導(dǎo)線與小磁針之間的距離，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度(與通電前相比)會(huì)逐漸減小D把黃銅針(用黃銅制成的小指針)平行地放在導(dǎo)線的下方，通電后，黃銅針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選C.將小磁針?lè)旁趯?dǎo)線的延長(zhǎng)線上，通電后，小磁針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)；把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，在導(dǎo)線與小磁針之間放置一塊鋁板，通電后，小磁針仍然會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，B錯(cuò)；把小磁針?lè)旁趯?dǎo)線下方，給導(dǎo)線通以恒定電流，導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度(與通電前相比)越小，C對(duì)；黃銅針沒(méi)有磁性，不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，D錯(cuò)2關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說(shuō)法正確的是()A安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)D將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半解析：選B.安培力的方向始終與電流方向和磁場(chǎng)方向垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由FBILsin 可知，安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角時(shí)，因磁場(chǎng)與導(dǎo)線的夾角未知，則安培力的大小不能確定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤3.如圖所示，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(chǎng)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)電圓環(huán)上通有如圖所示的恒定電流I，則下列說(shuō)法不正確的是()A導(dǎo)電圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)B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 解析：選C.若導(dǎo)電圓環(huán)上通有如題圖所示的恒定電流I，由左手定則可得導(dǎo)電圓環(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(shì)，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4. 如圖所示，用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有n匝，線圈由粗細(xì)均勻、單位長(zhǎng)度質(zhì)量為2.5 g的導(dǎo)線繞制而成，三條細(xì)線呈對(duì)稱分布，穩(wěn)定時(shí)線圈平面水平，在線圈正下方放有一個(gè)圓柱形條形磁鐵，磁鐵的中軸線OO垂直于線圈平面且通過(guò)其圓心O，測(cè)得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5 T，方向與豎直線成30角，要使三條細(xì)線上的張力為零，線圈中通過(guò)的電流至少為(g取10 m/s2)()A0.1 AB0.2 AC0.05 AD0.01 A解析：選A. 設(shè)線圈半徑為R，通電線圈受到的安培力為每小段導(dǎo)線所受的安培力的合力FnBI2Rsin 30，所受重力為Gn2Rg，平衡時(shí)有：FG，nBI2Rsin 30n2Rg，得I，代入數(shù)據(jù)得I0.1 A，故A正確5.如圖所示，蹄形磁鐵用懸線懸于O點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是()A靜止不動(dòng)B向紙外平動(dòng)CN極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)DN極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選C.采取轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法判斷在圖示位置，導(dǎo)線左端受磁場(chǎng)力垂直紙面向里，右端受磁場(chǎng)力垂直紙面向外，由牛頓第三定律可知，蹄形磁鐵N極受力垂直紙面向外，S極向里，故C正確6. (2019衡陽(yáng)模擬)如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CD、EF，導(dǎo)軌上放一金屬棒MN.現(xiàn)從t0時(shí)刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即Ikt，其中k為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好下列關(guān)于金屬棒的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象，可能正確的是()解析：選D.從t0時(shí)刻起，金屬棒通以電流Ikt，由左手定則可知，安培力方向垂直紙面向里，使其緊壓導(dǎo)軌，導(dǎo)致金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所受到的摩擦力增大，所以加速度在減小，當(dāng)滑動(dòng)摩擦力小于重力時(shí)速度與加速度方向相同，所以金屬棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)滑動(dòng)摩擦力等于重力時(shí)，加速度為零，此時(shí)速度達(dá)到最大當(dāng)安培力繼續(xù)增大時(shí)導(dǎo)致加速度方向豎直向上，則出現(xiàn)加速度與速度方向相反，因此做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)vt圖象的斜率絕對(duì)值表示加速度的大小，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤對(duì)金屬棒MN，由牛頓第二定律得mgFNma，而FNBILBktL，即mgBktLma，因此agt，顯然加速度a與時(shí)間t成線性關(guān)系，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確二、多項(xiàng)選擇題7(2019汕頭模擬)如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.則()A該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直C線圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)Da、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl解析：選CD.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)大小處處相等，方向處處相同，由圖可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在圖示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；易知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，電流大小不變，則安培力大小始終為BIl，選項(xiàng)D正確8指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一關(guān)于指南針，下列說(shuō)法正確的是()A指南針可以僅具有一個(gè)磁極B指南針能夠指向南北，說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)C指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾D在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)解析：選BC.指南針是一個(gè)小磁體，具有N、S兩個(gè)磁極，因?yàn)榈卮艌?chǎng)的作用，指南針的N極指向地理的北極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確因?yàn)橹改厢槺旧硎且粋€(gè)小磁體，所以會(huì)對(duì)附近的鐵塊產(chǎn)生力的作用，同時(shí)指南針也會(huì)受到反作用力，所以會(huì)受鐵塊干擾，選項(xiàng)C正確在地磁場(chǎng)中，指南針南北指向，當(dāng)直導(dǎo)線在指南針正上方平行于指南針南北放置時(shí)，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在指南針處是東西方向，所以會(huì)使指南針偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤9. 如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角30，金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)，要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是()A增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BB調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流增大C增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角D將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變解析：選AB.對(duì)金屬桿受力分析，沿導(dǎo)軌方向：mgsin 0，若想讓金屬桿向上運(yùn)動(dòng)，則增大，A、B正確；若增大，則mgsin 增大，C錯(cuò)誤；若電流反向，則金屬桿受到的安培力反向，D錯(cuò)誤10(2017高考全國(guó)卷)某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)示意圖如圖所示矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對(duì)邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，該同學(xué)應(yīng)將()A左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉C左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉解析：選AD.如果將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，則線圈在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，每轉(zhuǎn)一周安培力驅(qū)動(dòng)一次，可保證線圈不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，A項(xiàng)正確；如果左、右轉(zhuǎn)軸上下側(cè)的絕緣漆均刮掉，不能保證線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去，B項(xiàng)錯(cuò)誤；如果僅左轉(zhuǎn)軸的上側(cè)絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸的下側(cè)絕緣漆刮掉，則線圈中不可能有電流，因此線圈不可能轉(zhuǎn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；如果左轉(zhuǎn)軸上下側(cè)的絕緣漆均刮掉，右轉(zhuǎn)軸僅下側(cè)的絕緣漆刮掉效果與A項(xiàng)相同，因此D項(xiàng)正確三、非選擇題11. 據(jù)報(bào)道，最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖所示炮彈(可視為長(zhǎng)方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁接觸良好開(kāi)始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會(huì)被磁力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d0.10 m，導(dǎo)軌長(zhǎng)L5.0 m，炮彈質(zhì)量m0.30 kg.導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示可以認(rèn)為，炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B2.0 T，方向垂直于紙面向里若炮彈出口速度為v2.0103 m/s，求通過(guò)導(dǎo)軌的電流I.忽略摩擦力與重力的影響解析：在導(dǎo)軌通有電流I時(shí)，炮彈作為導(dǎo)體受到磁場(chǎng)施加的安培力為FIdB根據(jù)動(dòng)能定理有FLmv2聯(lián)立解得I代入題給數(shù)據(jù)得I6.0105 A.答案：6.0105 A12.如圖所示，在水平地面上固定一對(duì)與水平面傾角為的光滑平行導(dǎo)電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上，且與兩軌道垂直已知通過(guò)導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止(1)求磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大??；(2)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向，試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向解析：(1)導(dǎo)體棒受力如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小F安mgtan .(2)要使磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則要求安培力最小根據(jù)受力情況可知，最小安培力F安minmgsin ，方向平行于軌道斜向上所以最小磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin根據(jù)左手定則可判斷出，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪避壍榔矫嫘毕蛏洗鸢福?1)mgtan (2)垂直軌道平面斜向上