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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第8章 第1講 磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用練習(xí) 選擇題(每題5分,共25分) 1.(xx河北唐山摸底,6)將長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)彎成六分之一圓弧,固定于垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩端點(diǎn)A、C連線(xiàn)豎直,如圖所示。若給導(dǎo)線(xiàn)通以由A到C、大小為I的恒定電流,則導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小和方向是(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.ILB,水平向左 B.ILB,水平向右 C.,水平向右 D.,水平向左 2.(xx北京西城期末,10)一根通電直導(dǎo)線(xiàn)水平放置在地球赤道的上方,其中的電流方向?yàn)樽晕飨驏|,該導(dǎo)線(xiàn)所受地磁場(chǎng)的安培力方向?yàn)?　　) A.水平向北 B.水平向南 C.豎直向上 D.豎直向下 3.(xx浙江湖州期末,8)如圖所示,E、F分別表示蓄電池兩極,P、Q分別表示螺線(xiàn)管兩端。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)小磁針N極偏向螺線(xiàn)管Q端。下列判斷正確的是(　　) A.F為蓄電池正極 B.螺線(xiàn)管P端為S極 C.流過(guò)電阻R的電流方向向下 D.管內(nèi)磁場(chǎng)方向由Q指向P 4.(xx上海七校聯(lián)考,8)如圖所示,為某種用來(lái)束縛原子的磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)分布情況(只標(biāo)出了部分磁感線(xiàn)的方向),以O(shè)點(diǎn)(圖中白點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn),沿z軸正方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的變化最有可能為(　　) 5.(xx廣東十校聯(lián)考,8)如圖所示,磁場(chǎng)方向豎直向下,通電直導(dǎo)線(xiàn)ab由水平位置1繞a點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)到位置2,通電導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的情況是(　　) A.數(shù)值變大,方向不變 B.數(shù)值變小,方向不變 C.數(shù)值不變,方向改變 D.數(shù)值、方向均改變 B組　xx模擬提升題組 時(shí)間:30分鐘　　分值:30分 一、選擇題(每題5分,共20分) 1.(xx浙江湖州期末,7)如圖所示,MN、PQ為放置于水平面上的兩根平行導(dǎo)軌,通電導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上,已知導(dǎo)體棒質(zhì)量m=1 kg,長(zhǎng)l=2.0 m,通過(guò)的電流I=5.0 A,方向如圖所示。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。若使導(dǎo)體棒水平向右勻速運(yùn)動(dòng),要求軌道內(nèi)所加與導(dǎo)體棒ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,則磁場(chǎng)的方向與軌道平面的夾角是(g=10 m/s2)(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.30 B.45 C.60 D.90 2.(xx湖南永州聯(lián)考,6)如圖所示,有兩根長(zhǎng)均為L(zhǎng)、質(zhì)量均為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,其中a被水平放置在傾角為45的絕緣光滑斜面上,b被水平固定在斜面的右側(cè),且與a在同一水平面上,a、b相互平行。當(dāng)兩細(xì)棒中均通以大小為I的同向電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止,關(guān)于b中電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.方向豎直向上 B.大小為 C.大小為 D.若使b豎直向下移動(dòng),a仍能保持靜止 3.(xx浙江衢州月考,3)如圖所示為一同學(xué)自制的測(cè)量電流大小和方向的裝置。一勻質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)與豎直懸掛的絕緣彈簧相連,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd中,與MN右端相接的輕指針可指示標(biāo)尺上的電流讀數(shù)。若金屬棒長(zhǎng)0.3 m,ab邊長(zhǎng)0.2 m,勻質(zhì)細(xì)金屬棒質(zhì)量m=20 g。沒(méi)有電流通過(guò)時(shí),MN處于平衡狀態(tài),指針指在零位置,如圖所示,當(dāng)通以方向由N指向M的電流時(shí),指針上移1.5 cm,并指在1.5 A位置;若通以方向由M指向N的電流,指針向下移2 cm,則指針?biāo)傅碾娏鞔笮?　　) A.1.5 A B.2.0 A C.2.5 A D.3.0 A 4.(xx浙江杭州第一次質(zhì)檢)如圖所示為電流天平,可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂上掛有一匝數(shù)為N的矩形線(xiàn)圈,線(xiàn)圈下端在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。當(dāng)線(xiàn)圈中通有電流I(方向如圖)時(shí),發(fā)現(xiàn)天平的右端低左端高,下列哪些調(diào)節(jié)方案可以使天平水平平衡(　　) A.僅減小電流大小 B.僅增長(zhǎng)線(xiàn)框的寬度l C.僅減輕左盤(pán)砝碼的質(zhì)量 D.僅增加線(xiàn)圈的匝數(shù) 二、非選擇題(10分) 5.(xx浙江金麗衢十二校二聯(lián),24)“電磁炮”是利用電磁力對(duì)彈體加速的新型武器,具有速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“電磁炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖,光滑水平加速導(dǎo)軌電阻不計(jì),軌道寬為L(zhǎng)=0.2 m。在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1102 T?！半姶排凇睆楏w總質(zhì)量m=0.2 kg,其中彈體在軌道間的電阻R=0.4 Ω?？煽仉娫吹膬?nèi)阻r=0.6 Ω,電源的電壓能自行調(diào)節(jié),以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗(yàn)發(fā)射時(shí),電源為加速?gòu)楏w提供的電流是I=4103 A。不計(jì)空氣阻力。求: (1)彈體所受安培力大小; (2)彈體從靜止加速到4 km/s,軌道至少要多長(zhǎng)? (3)彈體從靜止加速到4 km/s的過(guò)程中,該系統(tǒng)消耗的總能量; (4)請(qǐng)說(shuō)明電源的電壓如何自行調(diào)節(jié),以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。 A組　xx模擬基礎(chǔ)題組 選擇題 1.D　將長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)彎成六分之一圓弧,圓弧所對(duì)的圓心角為60,圓弧半徑R=L,圓弧的弦長(zhǎng)為L(zhǎng),導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小F=BIL,由左手定則可判斷出導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的方向?yàn)樗较蜃?選項(xiàng)D正確。 2.C　通電直導(dǎo)線(xiàn)電流自西向東,在赤道上方磁場(chǎng)方向由南向北,由左手定則判斷導(dǎo)線(xiàn)所受安培力豎直向上,C正確。 3.AD　根據(jù)小磁針N極偏向螺線(xiàn)管Q端可判斷Q端為螺線(xiàn)管的S極,P端為N極,選項(xiàng)B錯(cuò);根據(jù)安培定則,流過(guò)電阻R的電流方向向上,選項(xiàng)C錯(cuò);根據(jù)外電路電流從電源正極流向負(fù)極,F為蓄電池正極,選項(xiàng)A對(duì);螺線(xiàn)管外部磁場(chǎng)從N極指向S極,內(nèi)部磁場(chǎng)從S極指向N極,所以管內(nèi)磁場(chǎng)方向由Q指向P,選項(xiàng)D對(duì)。 4.C　由磁感線(xiàn)的疏密可判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,磁感線(xiàn)越密的地方,磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,C正確。 5.B　安培力的計(jì)算公式為F=BIL sin θ,其中θ表示磁場(chǎng)方向與通電直導(dǎo)線(xiàn)之間的夾角,本題中θ變小,所以安培力變小;根據(jù)左手定則,安培力既垂直于磁場(chǎng)方向,也垂直于電流方向,本題中安培力的方向不變,仍垂直于紙面所在平面,綜上分析,只有選項(xiàng)B正確。 B組　xx模擬提升題組 一、選擇題 1.C　導(dǎo)體棒受到自身重力G、安培力F、支持力FN及滑動(dòng)摩擦力μFN。其中支持力FN和滑動(dòng)摩擦力μFN互相垂直,如圖所示,設(shè)合力與豎直方向的夾角為θ,則有tan θ==μ,即θ=30。若使導(dǎo)體棒水平向右勻速運(yùn)動(dòng),重力G和安培力F的合力F1與支持力FN和滑動(dòng)摩擦力μFN的合力應(yīng)等大反向,根據(jù)幾何關(guān)系可知,當(dāng)安培力F與合力F1垂直時(shí),安培力最小,即安培力與豎直方向的夾角為90-θ=60,根據(jù)左手定則,磁場(chǎng)與安培力垂直,所以磁場(chǎng)方向與軌道平面夾角為60,選項(xiàng)C正確。 2.AC　由安培定則,b中電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向豎直向上,選項(xiàng)A正確。對(duì)a分析受力,由平衡條件,BIL cos 45=mg sin 45,解得b中電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=,選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤;若使b豎直向下移動(dòng),二者距離增大,a、b之間安培力減小,且方向與沿斜面向上方向的夾角增大,a不能保持靜止,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3.B　由左手定則可知,電流從N指向M時(shí),安培力方向向上,且F=kx1=BI1L,同理電流從M指向N時(shí),安培力方向向下,且F=kx2=BI2L,聯(lián)立解得I2=2.0 A,B選項(xiàng)正確。 4.A　天平左端高右端低,說(shuō)明左端輕右邊重,要使天平平衡,可以增加左盤(pán)砝碼的質(zhì)量,也可以減小右盤(pán)砝碼質(zhì)量,選項(xiàng)C錯(cuò);根據(jù)左手定則判斷線(xiàn)框在磁場(chǎng)中受到豎直向下的安培力F=NBIl,也可以減小安培力,等效于減小右盤(pán)砝碼質(zhì)量。減小安培力可以采取減小電流大小,減小線(xiàn)框的寬度l或者減小線(xiàn)圈的匝數(shù),選項(xiàng)A對(duì),B、D錯(cuò)。 二、非選擇題 5.答案　(1)8104 N　(2)20 m　(3)1.76106 J　(4)見(jiàn)解析 解析　(1)在通有電流I時(shí),彈體作為導(dǎo)體受到磁場(chǎng)施加的安培力為: F=ILB=8104 N (2)由動(dòng)能定理:Fx=mv2 x==20 m (3)由F=ma,v=at得t==0.01 s 彈體的動(dòng)能:Ek=mv2=1.6106 J 產(chǎn)生的熱量:Q=I2(R+r)t=1.6105 J 系統(tǒng)消耗的總能量E=Ek+Q=1.76106 J (4)由于彈體的速度增大,彈體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),電源的電壓應(yīng)增大,抵消產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),以保證電源為加速?gòu)楏w提供恒定的電流,使電磁炮勻加速發(fā)射。