《（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第19講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用夯基提能作業(yè)本.docx》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第19講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用夯基提能作業(yè)本.docx（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第19講　磁場(chǎng)的描述　磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 A組　基礎(chǔ)題組 1.(2018浙江11月選考,2,3分)發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的物理學(xué)家是(　　) A.法拉第 B.奧斯特 C.庫(kù)侖 D.安培 答案　B　通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的。 2.中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針?shù)h,則能指南,然常微偏東,不全南也。”進(jìn)一步研究表明,地球周?chē)卮艌?chǎng)的磁感線(xiàn)分布示意如圖。結(jié)合上述材料,下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合 B.地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近 C.地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行 D.地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子有力的作用 答案　C　由題意可知,地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合,存在磁偏角,A正確。磁感線(xiàn)是閉合的,再由圖可推知地球內(nèi)部存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近,故B正確。只有赤道上方附近的磁感線(xiàn)與地面平行,故C錯(cuò)誤。射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)方向不平行,故地磁場(chǎng)對(duì)其有力的作用,這是磁場(chǎng)的基本性質(zhì),故D正確。選C。 3.四根相互平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a、b、c、d電流均為I,如圖所示放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,每根通電直導(dǎo)線(xiàn)單獨(dú)存在時(shí),四邊形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是B,則四根通電導(dǎo)線(xiàn)同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?　　) A.22B,方向向左 B.22B,方向向下 C.22B,方向向右 D.22B,方向向上 答案　A　根據(jù)安培定則知,四根導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向分別為:a導(dǎo)線(xiàn)的沿bd方向,b導(dǎo)線(xiàn)的沿ca方向,c導(dǎo)線(xiàn)的沿bd方向,d導(dǎo)線(xiàn)的沿ca方向。則根據(jù)平行四邊形定則可知,四根導(dǎo)線(xiàn)同時(shí)存在時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為22B,方向水平向左。故選A。 4.某興趣小組同學(xué)制作出一個(gè)可以測(cè)量電流的儀器,其主要原理如圖所示,銅棒左右兩側(cè)的中點(diǎn)分別固定相同彈簧,銅棒所在的虛線(xiàn)范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩彈簧為原長(zhǎng)時(shí),指針指向0刻度。在測(cè)量一個(gè)自上而下電流時(shí)指針在0刻度左邊靜止。由題中所給條件,判斷正確的是(　　) A.可知磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外 B.僅改變磁場(chǎng)方向,指針將在0刻度左邊靜止 C.僅改變電流的方向,指針將在0刻度左邊靜止 D.同時(shí)改變磁場(chǎng)和電流的方向,指針將在0刻度右邊靜止 答案　A　電流向下時(shí),指針在0刻線(xiàn)左邊靜止,彈力向右,說(shuō)明電流所受安培力向左,由左手定則知,磁場(chǎng)垂直于紙面向外,故A正確;僅磁場(chǎng)改變或僅改變電流方向,由左手定則可知受力向右,則彈力向左,指針將在0刻度右邊靜止,故B、C錯(cuò)誤;同時(shí)改變磁場(chǎng)和電流的方向,安培力方向仍向左,故指針仍在0刻度左邊靜止,故D錯(cuò)誤。 5.下列各圖中,已標(biāo)出電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向,其中符合安培定則的是(　　) 答案　C　通電直導(dǎo)線(xiàn)的安培定則:用右手握住通電直導(dǎo)線(xiàn),讓大拇指指向電流的方向,那么四指的指向就是磁感線(xiàn)的環(huán)繞方向,由此可知A、B錯(cuò)誤;通電螺線(xiàn)管的安培定則:用右手握住通電螺線(xiàn)管,使四指彎曲方向與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端就是通電螺線(xiàn)管的N極,據(jù)此可知D錯(cuò)誤。 6.如圖所示,厚度均勻的木板放在水平地面上,木板上放置兩個(gè)相同的條形磁鐵,兩磁鐵的N極正對(duì)。在兩磁鐵豎直對(duì)稱(chēng)軸上的C點(diǎn)固定一垂直于紙面的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn),并通以垂直紙面向里的恒定電流,木板和磁鐵始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則(　　) A.導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力豎直向上,木板受到地面的摩擦力水平向右 B.導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力豎直向下,木板受到地面的摩擦力水平向左 C.導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力水平向右,木板受到地面的摩擦力水平向右 D.導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力水平向右,木板受到地面的摩擦力為零 答案　C　做出兩磁鐵的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的磁感線(xiàn),并標(biāo)出兩磁場(chǎng)在C點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,由矢量合成可知,合磁場(chǎng)的方向豎直向上,根據(jù)左手定則可知,導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力水平向右,A、B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第三定律可知,木板和磁鐵組成的整體受到通電導(dǎo)線(xiàn)對(duì)它們水平向左的作用力,因此木板受到地面的摩擦力的方向水平向右,C正確,D錯(cuò)誤。 7.質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓軌道上,整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,直導(dǎo)體棒中通有恒定電流,平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線(xiàn)與豎直方向成60角,其截面圖如圖所示,則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中電流的分析正確的是(　　) A.導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外,大小為3mgBL B.導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外,大小為3mg3BL C.導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里,大小為3mgBL D.導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里,大小為3mg3BL 答案　C　平衡時(shí)導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力、斜向左上方的彈力和水平向右的安培力,重力和安培力的合力大小與彈力大小相等、方向相反,由平衡條件,有 tan 60=BILmg=3,得導(dǎo)體棒中電流I=3mgBL。再由左手定則,可知導(dǎo)體棒中電流的方向應(yīng)垂直紙面向里,故C正確。 8.如圖所示,光滑導(dǎo)軌與水平面成θ角,導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上(未畫(huà)出),金屬桿的質(zhì)量為m,長(zhǎng)為L(zhǎng),水平放置在導(dǎo)軌上。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使回路的總電流為I1,此時(shí)金屬桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)(重力加速度為g,金屬桿與導(dǎo)軌電阻不計(jì))。求: (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小; (2)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變,而將磁場(chǎng)方向改為豎直向上,則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止。 答案　(1)mgsinθI1L　(2)EcosθI1-r 解析　(1)在側(cè)視圖中,導(dǎo)體棒受力如圖甲所示 由平衡條件得mg sin θ=I1LB,解得B=mgsinθI1L。 (2)導(dǎo)體棒受力如圖乙所示,由平衡條件得 mg sin θ=BI2L cos θ I2=ER+r 又B=mgsinθI1L 解得R=EcosθI1-r。  B組　提升題組 1.(2018課標(biāo)Ⅱ,20,6分)(多選)如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線(xiàn)L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點(diǎn),它們相對(duì)于L2對(duì)稱(chēng)。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為13B0和12B0,方向也垂直于紙面向外。則(　　) A.流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為712B0 B.流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為112B0 C.流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為112B0 D.流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為712B0 答案　AC　本題考查安培定則、磁場(chǎng)的疊加。由安培定則判定,L1中的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,L2中的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向分別垂直于紙面向里和向外;設(shè)L1和L2中的電流在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1和B2,由磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量疊加原理可得,B0-B1-B2=13B0,B0+B2-B1=12B0,解得B1=712B0,B2=112B0,故A、C項(xiàng)正確。 2.如圖所示,兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ,整個(gè)裝置處于沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,當(dāng)金屬桿ab中通有從a到b的恒定電流I時(shí),金屬桿ab剛好靜止。則(　　) A.磁場(chǎng)方向豎直向上 B.磁場(chǎng)方向豎直向下 C.金屬桿ab受平行導(dǎo)軌向上的安培力 D.金屬桿ab受水平向左的安培力 答案　A　金屬桿靜止,則受力平衡,由于磁場(chǎng)方向沿豎直方向,則安培力必沿水平方向、導(dǎo)軌對(duì)金屬桿必有支持力,只有安培力的方向水平向右,金屬桿ab才可能靜止。根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向豎直向上。 3.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。當(dāng)導(dǎo)體棒中的恒定電流I垂直于紙面向里時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,可將導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中,關(guān)于B的大小的變化,正確的是(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 答案　D　對(duì)導(dǎo)體棒受力分析,受重力G、支持力FN和安培力FA,三力平衡,合力為零,將支持力FN和安培力FA合成,合力與重力相平衡,如圖 從圖中可以看出,安培力FA先變小后變大,由于FA=BIL,其中電流I和導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度L均不變,故磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大;故選D。 4.如圖所示,三根平行的足夠長(zhǎng)的通電直導(dǎo)線(xiàn)A、B、C分別放置在一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,其中AB邊水平,AC邊豎直。O點(diǎn)是斜邊BC的中點(diǎn),每根導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0,則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的有(　　) A.導(dǎo)線(xiàn)B、C在O點(diǎn)產(chǎn)生的總的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0 B.導(dǎo)線(xiàn)A、B、C在O點(diǎn)產(chǎn)生的總的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 C.導(dǎo)線(xiàn)B、C在A點(diǎn)產(chǎn)生的總的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向由A指向O D.導(dǎo)線(xiàn)A、B在O點(diǎn)產(chǎn)生的總的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向右 答案　B　導(dǎo)線(xiàn)B、C在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同,磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加后大小為2B0,選項(xiàng)A正確;由題意可知,三根平行的通電直導(dǎo)線(xiàn)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,B合=12(B0)2+(2B0)2=5B0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;導(dǎo)線(xiàn)B、C在A點(diǎn)產(chǎn)生的總的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是兩個(gè)磁場(chǎng)疊加后的方向,方向由A指向O,選項(xiàng)C正確;根據(jù)安培定則和矢量的疊加原理,導(dǎo)線(xiàn)A、B在O點(diǎn)產(chǎn)生的總的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向右,選項(xiàng)D正確。 5.如圖所示,AC是一個(gè)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)彎成的、以O(shè)為圓心的四分之一圓弧,將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)在該導(dǎo)線(xiàn)中通以由C到A、大小為I的恒定電流時(shí),該導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小和方向是(　　) A.BIL,平行于OC向左 B.22BILπ,平行于OC向右 C.22BILπ,垂直A、C的連線(xiàn)指向左下方 D.22BIL,垂直A、C的連線(xiàn)指向左下方 答案　C　由14圓弧長(zhǎng)為L(zhǎng),所以2πR4=L,即R=2Lπ,AC的有效長(zhǎng)度為l=2R=22Lπ,所受安培力為FA=BIl=22BILπ,方向由左手定則判斷,即垂直A、C的連線(xiàn)指向左下方,因此選項(xiàng)C正確。 6.如圖所示,用兩根相同的彈簧測(cè)力計(jì)鉤住一根銅棒,銅棒所在的虛線(xiàn)框范圍內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)銅棒中通入自左向右的電流,靜止時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為F1;若將銅棒中電流反向而大小保持不變,靜止時(shí)兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為F2,且彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2大于F1。則根據(jù)以上所給的信息不能求出的是(　　) A.銅棒自身重力的大小 B.銅棒所受安培力的大小 C.虛線(xiàn)框內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 D.虛線(xiàn)框內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 答案　D　因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F2>F1,故電流自左向右時(shí),導(dǎo)體棒受到的磁場(chǎng)力方向向上,根據(jù)左手定則可以確定磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)均為F1時(shí),2F1+BIL=mg,示數(shù)均為F2時(shí),2F2-BIL=mg,解得銅棒自身重力mg=F1+F2,故銅棒所受安培力的大小FA=BIL=F2-F1;由于電流大小和銅棒的長(zhǎng)度未知,故虛線(xiàn)框內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不能計(jì)算。本題選D。 7.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒,當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí),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(chǎng),當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變 B.此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小后增大 C.此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為mgsinαIL D.此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為mgtanαIL 答案　C　導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力作用而處于平衡狀態(tài),當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至水平向左的過(guò)程中,安培力由沿斜面向上轉(zhuǎn)至豎直向上,可知安培力逐漸增大,即此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大,A、B錯(cuò);剛開(kāi)始安培力F最小,有 sin α=Fmg,所以此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為mgsinαIL,C對(duì);最后安培力最大,有F=mg,即此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為mgIL,D錯(cuò)。 8.(多選)光滑平行導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌左端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連,右端與半徑為L(zhǎng)=20 cm的兩段光滑圓弧導(dǎo)軌相接,一根質(zhì)量m=60g、電阻R=1 Ω、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab,用長(zhǎng)也為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛,如圖所示,系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng),擺到最大高度時(shí),細(xì)線(xiàn)與豎直方向成θ=53角,擺動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線(xiàn)處于張緊狀態(tài),導(dǎo)軌電阻不計(jì),sin 53=0.8,g=10 m/s2,則(　　) A.磁場(chǎng)方向一定豎直向下 B.電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0 V C.導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F=3 N D.導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中電源提供的電能為0.048 J 答案　AB　導(dǎo)體棒向右沿圓弧擺動(dòng),說(shuō)明受到向右的安培力,由左手定則知該磁場(chǎng)方向一定豎直向下,A對(duì);導(dǎo)體棒擺動(dòng)過(guò)程中只有安培力和重力做功,由動(dòng)能定理知BILL sin θ-mgL(1- cos θ)=0,解得導(dǎo)體棒中的電流I=3 A,由E=IR得電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0 V,B對(duì);由F=BIL得導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F=0.3 N,C錯(cuò);由能量守恒定律知電源提供的電能W等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q和導(dǎo)體棒重力勢(shì)能的增加量ΔE的和,即W=Q+ΔE,而ΔE=mgL(1- cos θ)=0.048 J,D錯(cuò)。