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2019-2020年高考物理一輪復習 第9章 第1單元 磁場的描述 磁場對電流的作用課時跟蹤檢測 高考?？碱}型：選擇題＋計算題 一、單項選擇題 1．關于磁感應強度，下列說法正確的是(　　) A．由B＝可知，B與F成正比，與IL成反比 B．通電導線放在磁場中某點，該點就有磁感應強度，如果將通電導線拿走，該點的磁感應強度就變?yōu)榱? C．通電導線所受磁場力不為零的地方一定存在磁場，通電導線不受磁場力的地方一定不存在磁場(即B＝0) D．磁場中某一點的磁感應強度由磁場本身決定 2.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖1所示。過c點的導線所受安培力的方向(　　) 圖1 A．與ab邊平行，豎直向上 B．與ab邊平行，豎直向下 C．與ab邊垂直，指向左邊 D．與ab邊垂直，指向右邊 3.將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖2所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看(　　) 圖2 A．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵 B．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵 C．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵 D．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵 4.(xx天津高考)如圖3所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為θ，如果僅改變下列某一個條件，θ角的相應變化情況是(　　) 圖3 A．棒中的電流變大，θ角變大 B．兩懸線等長變短，θ角變小 C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大 D．磁感應強度變大，θ角變小 5.電磁軌道炮工作原理如圖4所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導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(可視為勻強磁場)，磁感應強度的大小與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(　　) 圖4 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 二、多項選擇題 6．假設能將小磁針移到地球球心附近，則小磁針的N極指向(　　) A．可以根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”進行判定 B．應根據(jù)“小磁針N極所受到磁場力方向與該處磁場方向相同”進行判定 C．指向地球的地理南極附近 D．指向地球的地理北極附近 7．(xx海南高考)圖5中裝置可演示磁場對通電導線的作用。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軌，L是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿。當電磁鐵線圈兩端a、b，導軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導軌上滑動。下列說法正確的是(　　) 圖5 A．若a接正極，b接負極，e接正極，f接負極，則L向右滑動 B．若a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，則L向右滑動 C．若a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，則L向左滑動 D．若a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，則L向左滑動 8.如圖6所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1 T的勻強磁場中，以導線為中心，半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應強度為0，則(　　) 圖6 A．直導線中電流方向垂直紙面向里 B．d點的磁感應強度為0 C．a(chǎn)點的磁感應強度為2 T，方向向右 D．b點的磁感應強度為 T，方向斜向右下方 三、計算題 9.水平放置的光滑金屬導軌寬L＝0.2 m，接有電源電動勢E＝3 V，電源內(nèi)阻及導軌電阻不計。勻強磁場豎直向下穿過導軌，磁感應強度B＝1 T。導體棒ab的電阻R＝6 Ω，質(zhì)量m＝10 g，垂直放在導軌上并接觸良好，求合上開關的瞬間。 圖7 (1)金屬棒受到安培力的大小和方向； (2)金屬棒的加速度。 10．如圖8甲所示，質(zhì)量為m＝50 g，長l＝10 cm的銅棒，用長度也為l的兩根輕軟導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B＝ T。未通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ＝37，求此棒中恒定電流的大小。 圖8 某同學對棒中恒定電流的解法如下：對銅棒進行受力分析，通電時導線向外偏轉(zhuǎn)，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如圖乙所示(側(cè)視圖)。當最大偏轉(zhuǎn)角θ＝37時，棒受力平衡。有 tan θ＝＝，得I＝＝11.25 A。 (1)請判斷，該同學的解法正確嗎？若不正確則請指出錯在哪里？ (2)試寫出求解棒中電流的正確解答過程及結(jié)果。 答 案 1．選D　磁感應強度是由磁場本身決定的，與是否放入通電導線及其受力無關；通電導線在磁場中所受的安培力與磁感應強度B、電流I、導線長度L以及B與I的夾角θ均有關，F(xiàn)＝BILsin θ，當B與I平行時，即使有磁場，所受安培力依然為零。 2．選C　a處導線在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點的導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)相當于一個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項正確。 4．選A　分析MN受力如圖所示，由平衡條件可得：tan θ＝，由此式可知，棒中電流變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項A正確；兩懸線等長變短，θ角不變，選項B錯誤；金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，選項C錯誤；磁感應強度變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項D錯誤。 5．選D　由題意可知磁感應強度B＝kI，安培力F＝BId＝kI2d，由動能定理可得：FL＝，解得v＝I ，由此式可判斷D選項正確。 6．選BC　將地磁場等效為條形磁鐵磁場，同時注意地磁場磁感線是貫穿的閉合曲線，可知地球球心的磁場方向指向地理南極附近，故選BC。 7．選BD　若a接正極，b接負極，根據(jù)安培定則，電磁鐵產(chǎn)生豎直向上的磁場。e接負極，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，選項A錯誤B正確；若a接負極，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，選項D正確C錯誤。 8．選CD　c點磁感應強度為0，說明通電直導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度大小為1 T，方向與勻強磁場方向相反。根據(jù)右手螺旋定則可判斷知：通電直導線中電流方向垂直紙面向外。以通電導線為圓心的圓周上各點磁感應強度大小相等。故a點處兩個分磁感應強度大小都為1 T，方向都水平向右，故a點合磁感應強度大小為2 T，方向水平向右。同理可得，b點磁感應強度大小為 T，方向與勻強磁場成45角斜向右下方；d點磁感應強度大小為 T，方向與勻強磁場成45角斜向右上方，故選CD。 9．解析：(1)閉合電鍵的瞬間，回路中的電流 I＝＝ A＝0.5 A ab棒所受安培力F安＝BIL＝0.1 N 由左手定則知方向水平向右 (2)由牛頓第二定律知a＝＝10 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 10．解析：(1)該同學的解法錯誤。錯誤原因：認為棒到達最高點速度為零時，一定處于平衡狀態(tài)；或者認為偏角最大的是平衡位置。 (2)正確的解法如下：金屬棒向外偏轉(zhuǎn)過程中，導線拉力不做功，如圖所示，安培力F做功為 WF＝Fs1＝BIl2sin 37 重力做功為 WG＝－mgs2＝－mgl(1－cos 37) 由動能定理得 BIl2sin 37－mgl(1－cos 37)＝0 解得I＝＝5 A。 答案：(1)見解析　(2)5 A