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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場的描述 磁場對電流的作用課時作業(yè)22（含解析） 1．(xx沈陽市協(xié)作校期中聯(lián)考)地球是一個大磁體：①在地面上放置一個小磁鐵，小磁鐵的南極指向地磁場的南極；②地磁場的北極在地理南極附近；③赤道附近地磁場的方向和地面平行；④北半球地磁場方向相對地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁場方向都是和地面平行的．以上關(guān)于地磁場的描述正確的是(　　) A．①②④　　 B．②③④　　 C．①⑤　　 D．②③ 答案：D　解析：地球本身是一個巨大的磁體，地磁北極在地理南極附近，地磁南極在地理北極附近；北半球的磁場斜向下，南半球磁場斜向上，赤道處的磁場與地面平行． 2．(xx上海七校聯(lián)考)如圖所示為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況(只標(biāo)出了部分磁感線的方向)，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(　　) 答案：C　解析：由磁感線的疏密可判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，磁感線越密的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，C正確． 3．(xx天津模擬)如圖所示，一個邊長為L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．若通以圖示方向的電流(從A點(diǎn)流入，從C點(diǎn)流出)，電流為I，則金屬框受到的磁場力為(　　) A．0　 B．ILB　 C．ILB　 D．2ILB 答案：B　解析：可以把正三角形金屬框看做兩根導(dǎo)線并聯(lián)，且兩根導(dǎo)線中的總電流等于I，由安培力公式可知，金屬框受到的磁場力為ILB，B項(xiàng)正確． 4．(多選)如圖所示，在xOy平面內(nèi)有兩根平行y軸水平放置的長直導(dǎo)線，通有沿y軸正方向大小相同的電流I，兩導(dǎo)線關(guān)于y軸對稱，P為x軸上一點(diǎn)，Q為z軸上一點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B．P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直 C．P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行 D．正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動不受洛倫茲力作用 答案：AB　解析：由安培定則及矢量合成法則知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，則合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)A正確；在Q點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向左，在P點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯誤；由左手定則知，正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動受沿y軸正向的洛倫茲力，選項(xiàng)D錯誤． 5．如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導(dǎo)線的截面，導(dǎo)線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為FN1；當(dāng)導(dǎo)線中有垂直紙面向外的電流時，磁鐵對斜面的壓力為FN2，則下列關(guān)于磁鐵對斜面壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是(　　) A．FN1FN2，彈簧的伸長量增大 D．FN1>FN2，彈簧的伸長量減小 答案：C　解析：在題圖中，由于條形磁鐵的磁感線是從N極出發(fā)至S極，所以可畫出磁鐵在導(dǎo)線A處的一條磁感線，其方向是斜向左下方的，導(dǎo)線A中的電流垂直紙面向外時，由左手定則可判斷導(dǎo)線A必受斜向右下方的安培力，由牛頓第三定律可知磁鐵所受導(dǎo)線A的作用力的方向是斜向左上方，所以磁鐵對斜面的壓力減小，即FN1>FN2；同時，由于導(dǎo)線A比較靠近N極，安培力的方向與斜面的夾角小于90，所以導(dǎo)線A對磁鐵的作用力有沿斜面向下的分力，使得彈簧彈力增大，可知彈簧的伸長量增大，C正確． 6．(xx北京四中高三模擬)如圖所示，A、B、C是等邊三角形的三個頂點(diǎn)，O是A、B連線的中點(diǎn)．以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標(biāo)系．過A、B、C、O四個點(diǎn)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、方向向里的電流，則過O點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向?yàn)?　　) A．沿y軸正方向　 B．沿y軸負(fù)方向 C．沿x軸正方向　 D．沿x軸負(fù)方向 答案：A　解析：導(dǎo)線A、B在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，所以O(shè)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)線C在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向沿x軸負(fù)方向，由左手定則可知O點(diǎn)導(dǎo)線受力沿y軸正方向． 7．如圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導(dǎo)線a和b，放置在與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)a導(dǎo)線通有電流強(qiáng)度為I，b導(dǎo)線通有電流強(qiáng)度為2I，且電流方向相反時，a導(dǎo)線受到磁場力大小為F1，b導(dǎo)線受到的磁場力大小為F2，則a通電導(dǎo)線的電流在b導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(　　) A．　 B． C．　 D． 答案：C　解析：a、b電流方向相反，兩導(dǎo)線之間的磁場力為斥力，設(shè)大小為F，對a有F1＝F＋BIL，對b有F2＝F＋2BIL，解得F＝2F1－F2，對于導(dǎo)線b，F(xiàn)＝2F1－F2＝B′2IL，解得B′＝，選項(xiàng)C正確． 8．(xx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均勻輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長均為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．該磁場是勻強(qiáng)磁場 B．線圈平面總與磁場方向垂直 C．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動 D．a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl 答案：D　解析：勻強(qiáng)磁場的磁感應(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，線圈順時針轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)C錯誤；易知選項(xiàng)B錯誤；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． 9．(xx河北石家莊質(zhì)檢)(多選)如圖所示，水平長直導(dǎo)線MN中通以M到N方向的恒定電流，用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線將矩形線圈abcd懸掛在其正下方．開始時線圈內(nèi)不通電流，兩細(xì)線內(nèi)的張力均為T，當(dāng)線圈中通過的電流為I時，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為T′.下列說法正確的是(　　) A．線圈中通過的電流方向?yàn)閍→d→c→b→a B．線圈中通過的電流方向?yàn)閍→b→c→d→a C．當(dāng)線圈中電流變?yōu)镮時，兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零 D．當(dāng)線圈中電流變?yōu)镮時，兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零 答案：BC　解析：線圈不通電流時，由力的平衡有2T＝mg，當(dāng)通過的電流為I時，張力減小為T′，由安培定則知通電導(dǎo)線MN在ab處產(chǎn)生的磁場比dc處強(qiáng)，則可判知ab上必受向上的安培力，且大于cd上所受向下的安培力，再結(jié)合左手定則判斷電流順時針流動，所以A項(xiàng)錯，B項(xiàng)正確．當(dāng)兩細(xì)線內(nèi)張力均為T′時，BabIL－BcdIL＋2T′＝mg，當(dāng)兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零時，BabI′L－BcdI′L＝mg，且又知2T＝mg，聯(lián)立以上方程得I′＝I，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯． 10．(多選)如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，水平放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，當(dāng)通以圖示方向電流I時，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針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，下列說法中正確的是(　　) 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 答案：AC　解析：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正確，B錯誤；剛開始安培力F最小，有sin α＝，所以此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為，C正確；最后安培力最大，有F＝mg，即此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為，D錯誤． 11．(xx山東名校質(zhì)檢)如圖所示，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌平行且間距為L，導(dǎo)軌處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自右向左的電流I時，導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37角的導(dǎo)軌上，取sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，求： (1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； (2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN. 答案：(1)　(2)mg 解析：(1)從左向右看，受力分析如圖所示．由平衡條件得：tan 37＝F安/mg，F(xiàn)安＝BIL， 解得：B＝. (2)設(shè)兩導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒支持力為2FN，別有2FNcos 37＝mg，解得FN＝mg. 即每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小為mg. 12．如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L＝0.5 m，導(dǎo)軌電阻忽略不計；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1 kg，電阻R0＝0.9 Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動勢E＝10 V，內(nèi)阻r＝0.1 Ω，電阻R＝4 Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5 T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α＝53角；ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，定滑輪摩擦不計，線對ab的拉力為水平方向，取重力加速度g＝10 m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知sin 53＝0.8，cos 53＝0.6.求： (1)通過ab的電流大小和方向； (2)ab受到的安培力大小； (3)重物重力G的取值范圍． 答案：(1)2 A　方向?yàn)閍到b　(2)5 N (3)0.5 N≤G≤7.5 N 解析：(1)I＝＝2 A，方向?yàn)閍到b (2)F＝BIL＝5 N (3)受力分析如圖，則fm＝μ(mg－Fcos 53)＝3.5 N 當(dāng)最大靜摩擦方向向右時，F(xiàn)T＝Fsin 53－fm＝0.5 N 當(dāng)最大靜摩擦方向向左時，F(xiàn)T＝Fsin 53＋fm＝7.5 N 所以0.5 N≤G≤7.5 N. 13．(xx蘇州模擬)如圖所示為一電流表的原理示意圖．質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k.在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長度大于.當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，當(dāng)MN中有電流通過時，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度． (1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時，彈簧伸長多少？(重力加速度為g) (2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？ (3)若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.050 m，B＝0.20 T，此電流表的量程是多少？(不計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用) (4)若將量程擴(kuò)大2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅? 答案：(1)　(2)M端　(3)2.5 A　(4)0.10 T 解析：(1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為Δx，則有mg＝kΔx，① 解得：Δx＝.② (2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒MN的安培力必須向下，因此M端應(yīng)接正極． (3)設(shè)電流表滿偏時通過MN的電流強(qiáng)度為Im，則有 BIm＋mg＝k(＋Δx)，③ 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得Im＝2.5 A．④ (4)設(shè)量程擴(kuò)大后，磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽′，則有 2B′Im＋mg＝k(＋Δx)，⑤ 解得：B′＝.⑥ 代入數(shù)據(jù)得：B′＝0.10 T.