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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 第1單元 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課時(shí)跟蹤檢測(cè) 高考?？碱}型：選擇題＋計(jì)算題 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)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(dǎo)線放在磁場(chǎng)中某點(diǎn)，該點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就變?yōu)榱? C．通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力不為零的地方一定存在磁場(chǎng)，通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力的地方一定不存在磁場(chǎng)(即B＝0) D．磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定 2.在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖1所示。過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)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(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來(lái)，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過(guò)圓環(huán)中心，如圖2所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，從上往下看(　　) 圖2 A．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵 B．圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵 C．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵 D．圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵 4.(xx天津高考)如圖3所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為θ，如果僅改變下列某一個(gè)條件，θ角的相應(yīng)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(zhǎng)變短，θ角變小 C．金屬棒質(zhì)量變大，θ角變大 D．磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)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(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)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。現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的辦法是(　　) 圖4 A．只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B．只將電流I增加至原來(lái)的倍 C．只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半 D．將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他量不變 二、多項(xiàng)選擇題 6．假設(shè)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(jìn)行判定 B．應(yīng)根據(jù)“小磁針N極所受到磁場(chǎng)力方向與該處磁場(chǎng)方向相同”進(jìn)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(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)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(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A．若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng) B．若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng) C．若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng) D．若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng) 8.如圖6所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以導(dǎo)線為中心，半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，已知c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，則(　　) 圖6 A．直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里 B．d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0 C．a(chǎn)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2 T，方向向右 D．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，方向斜向右下方 三、計(jì)算題 9.水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌寬L＝0.2 m，接有電源電動(dòng)勢(shì)E＝3 V，電源內(nèi)阻及導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T。導(dǎo)體棒ab的電阻R＝6 Ω，質(zhì)量m＝10 g，垂直放在導(dǎo)軌上并接觸良好，求合上開關(guān)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(zhǎng)l＝10 cm的銅棒，用長(zhǎng)度也為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T。未通電時(shí)，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(xué)對(duì)棒中恒定電流的解法如下：對(duì)銅棒進(jìn)行受力分析，通電時(shí)導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明安培力方向垂直電流和磁場(chǎng)方向向外，受力如圖乙所示(側(cè)視圖)。當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ＝37時(shí)，棒受力平衡。有 tan θ＝＝，得I＝＝11.25 A。 (1)請(qǐng)判斷，該同學(xué)的解法正確嗎？若不正確則請(qǐng)指出錯(cuò)在哪里？ (2)試寫出求解棒中電流的正確解答過(guò)程及結(jié)果。 答 案 1．選D　磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)本身決定的，與是否放入通電導(dǎo)線及其受力無(wú)關(guān)；通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L以及B與I的夾角θ均有關(guān)，F(xiàn)＝BILsin θ，當(dāng)B與I平行時(shí)，即使有磁場(chǎng)，所受安培力依然為零。 2．選C　a處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1的方向垂直于ac連線向左下方，b處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B2的方向垂直于bc連線向右下方。B1和B2的合磁場(chǎng)B的方向豎直向下。由左手定則可判斷出過(guò)c點(diǎn)的導(dǎo)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(dāng)于一個(gè)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(xiàng)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(xiàng)A正確；兩懸線等長(zhǎng)變短，θ角不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；金屬棒質(zhì)量變大，θ角變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，金屬棒所受安培力變大，θ角變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．選D　由題意可知磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝kI，安培力F＝BId＝kI2d，由動(dòng)能定理可得：FL＝，解得v＝I ，由此式可判斷D選項(xiàng)正確。 6．選BC　將地磁場(chǎng)等效為條形磁鐵磁場(chǎng)，同時(shí)注意地磁場(chǎng)磁感線是貫穿的閉合曲線，可知地球球心的磁場(chǎng)方向指向地理南極附近，故選BC。 7．選BD　若a接正極，b接負(fù)極，根據(jù)安培定則，電磁鐵產(chǎn)生豎直向上的磁場(chǎng)。e接負(fù)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(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；若a接負(fù)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(chǎng)。e接負(fù)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(dòng)，選項(xiàng)D正確C錯(cuò)誤。 8．選CD　c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0，說(shuō)明通電直導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1 T，方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反。根據(jù)右手螺旋定則可判斷知：通電直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向外。以通電導(dǎo)線為圓心的圓周上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。故a點(diǎn)處兩個(gè)分磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為1 T，方向都水平向右，故a點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2 T，方向水平向右。同理可得，b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 T，方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)成45角斜向右下方；d點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 T，方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(xué)的解法錯(cuò)誤。錯(cuò)誤原因：認(rèn)為棒到達(dá)最高點(diǎn)速度為零時(shí)，一定處于平衡狀態(tài)；或者認(rèn)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(guò)程中，導(dǎo)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(dòng)能定理得 BIl2sin 37－mgl(1－cos 37)＝0 解得I＝＝5 A。 答案：(1)見(jiàn)解析　(2)5 A