（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（二十六）磁場的描述 磁場對電流的作用（含解析）.doc

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磁場的描述 磁場對電流的作用 對點訓練：磁感應強度、安培定則 1．[多選](2019揚州月考)中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”。進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖。結合上述材料，下列說法正確的是(　　) A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合 B．地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近 C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行 D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用 解析：選ABD　地理南、北極與地磁場的南、北極不重合，有磁偏角，選項A正確；地球內部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近，選項B正確；只有在赤道附近，在地球表面的地磁場方向與地面平行，選項C錯誤；根據帶電粒子在磁場中會受到力的作用可知，地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用，選項D正確。 2．[多選](2018常熟模擬)磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，下列說法中正確的是(　　) A．a、b兩處的磁感應強度大小Ba＜Bb B．a、b兩處的磁感應強度大小Ba＞Bb C．一通電直導線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小一定有Fa＜Fb D．一通電直導線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小可能有Fa＞Fb 解析：選AD　磁感線越密，磁場越強，故A正確，B錯誤；通電導線放在a、b兩處，但沒有說明導線的方向與磁場的方向的關系，其所受安培力的大小關系不確定，故C錯誤，D正確。 3.電視機顯像管的偏轉線圈示意圖如圖所示，某時刻電流方向如圖所示。則環(huán)心O處的磁場方向(　　) A．向下 B．向上 C．垂直紙面向里 D．垂直紙面向外 解析：選A　對于左右兩個螺線管，由安培定則可以判斷出上方均為磁場北極，下方均為磁場南極，所以環(huán)心O處的磁場方向向下，即A選項正確。 4．[多選]如圖，紙面內有兩條互相垂直的長直絕緣導線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，它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中，外磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的合磁感應強度大小分別為B0和B0，方向也垂直于紙面向外。則(　　) A．流經L1的電流在b點產生的磁感應強度大小為B0 B．流經L1的電流在a點產生的磁感應強度大小為B0 C．流經L2的電流在b點產生的磁感應強度大小為B0 D．流經L2的電流在a點產生的磁感應強度大小為B0 解析：選AC　L1在a、b兩點產生的磁感應強度大小相等，設為B1，方向都垂直于紙面向里，而L2在a點產生的磁感應強度大小設為B2，方向向里，在b點產生的磁感應強度大小也為B2，方向向外，規(guī)定向外為正，根據矢量疊加原理可知B0－B1－B2＝B0，B2＋B0－B1＝B0，可解得：B1＝B0，B2＝B0，故A、C正確。 5.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O為半圓弧的圓心，∠MOP＝90。在M、P處各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有垂直紙面向里、大小相等的恒定電流，這時O點的磁感應強度大小為B0。若將P處長直導線移開，則O點的磁感應強度的大小為(　　) A.B0　　　　　　　　 　 　B.B0 C.B0 D．B0 解析：選B　根據安培定則可知，兩導線在O點形成的磁感應強度如圖所示，合磁感應強度大小為B0。則根據幾何關系可知，兩導線單獨形成的磁感應強度大小為B0，故B正確，A、C、D錯誤。 對點訓練：判定安培力作用下導體的運動 6.如圖所示，把輕質導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心，且垂直于線圈平面，當線圈中通入如圖方向的電流后，線圈的運動情況是(　　) A．線圈向左運動 B．線圈向右運動 C．從上往下看順時針轉動 D．從上往下看逆時針轉動 解析：選A　將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵，根據異名磁極相互吸引知，線圈將向左運動，選項A正確。也可將左側條形磁鐵等效成一環(huán)形電流，根據結論“同向電流相吸引，反向電流相排斥”，可判斷出線圈向左運動。 7．(2018江陰模擬)如圖中甲、乙所示，在勻強磁場中，有兩個通電線圈處于如圖所示的位置，則(　　) A．從上往下俯視，甲中的線圈順時針轉動 B．從上往下俯視，甲中的線圈逆時針轉動 C．從上往下俯視，乙中的線圈順時針轉動 D．從上往下俯視，乙中的線圈逆時針轉動 解析：選D　根據題圖甲所示，由左手定則可知，線圈各邊所受安培力都在線圈所在平面內，線圈不會繞OO′軸轉動，故A、B錯誤；根據題圖乙所示，由左手定則可知，線圈左、右兩邊所受安培力分別垂直于紙面向外和向里，線圈會繞OO′軸轉動，從上往下俯視，乙中的線圈逆時針轉動。故C錯誤，D正確。 8．(2019南京沖刺練習)劉老師在課堂上做了一個演示實驗：裝置如圖所示，在容器的中心放一個圓柱形電極B，沿容器邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極A，把A和B分別與電源的兩極相連，然后在容器內放入液體，將該容器放在磁場中，液體就會旋轉起來。王同學回去后重復劉老師的實驗步驟，但液體并沒有旋轉起來。造成這種現象的原因可能是：該同學在實驗過程中(　　) A．將磁鐵的磁極放反了 B．將直流電源的正負極接反了 C．使用的電源為50 Hz的交流電源 D．使用的液體為食鹽溶液 解析：選C　老師將該容器放在磁場中，能使液體旋轉起來，是在安培力作用下導致的，因此要強調溶液能導電，且電流方向確定，并有磁場。與磁鐵的磁極是否接反、直流電源正負是否接反都沒有關系。而該同學實驗中的液體不能旋轉可能是因為使用了交流電源。 對點訓練：安培力作用下的平衡和加速問題 9.如圖，一導體棒ab靜止在U型鐵芯的兩板之間，導體棒在開關閉合后仍在原位置保持靜止狀態(tài)。則按圖示視角(　　) A．鐵芯上板為N極 B．導體棒對下板的壓力變大 C．導體棒受到垂直棒向左的安培力 D．導體棒對下板有垂直棒向右的靜摩擦力 解析：選D　由題圖中線圈的繞向，根據安培定則，可知線圈下面是N極，上面是S極，故導體棒ab位置的磁場方向向上；電流方向是a→b，根據左手定則，安培力向右；根據平衡條件，導體棒對下板的壓力不變，但受到向左的靜摩擦力；根據牛頓第三定律可知，導體棒對下板有垂直棒向右的靜摩擦力。故D正確，A、B、C錯誤。 10．[多選](2019沭陽月考)在同一光滑斜面上放同一導體棒，如圖所示是兩種情況的剖面圖。它們所在空間有磁感應強度大小相等的勻強磁場，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次豎直向上，兩次導體棒分別通有電流I1和I2，都處于靜止狀態(tài)。已知斜面的傾角為θ，則(　　) A．I1∶I2＝cos θ∶1 B．I1∶I2＝1∶1 C．導體棒所受安培力大小之比F1∶F2＝sin θ∶cos θ D．斜面對導體棒的彈力大小之比N1∶N2＝cos2 θ∶1 解析：選AD　導體棒受力如圖，根據共點力平衡得：F1＝mgsin θ，N1＝mgcos θ；F2＝mgtan θ，N2＝。所以導體棒所受的安培力之比為：F1∶F2＝sin θ∶tan θ＝cos θ∶1。斜面對導體棒的彈力大小之比為：N1∶N2＝cos2 θ∶1。因為F＝BIL，所以I1∶I2＝F1∶F2＝cos θ∶1。故A、D正確，B、C錯誤。 考點綜合訓練 11．(2018江蘇高考)如圖所示，兩條平行的光滑金屬導軌所在平面與水平面的夾角為θ，間距為d。導軌處于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向與導軌平面垂直。質量為m的金屬棒被固定在導軌上，距底端的距離為s，導軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流。金屬棒被松開后，以加速度a沿導軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g。求下滑到底端的過程中，金屬棒 (1)末速度的大小v； (2)通過的電流大小I； (3)通過的電荷量Q。 解析：(1)金屬棒做勻加速直線運動， 根據運動學公式有v2＝2as 解得v＝。 (2)金屬棒所受安培力F安＝IdB 金屬棒所受合力F＝mgsin θ－F安 根據牛頓第二定律有F＝ma 解得I＝。 (3)金屬棒的運動時間t＝， 通過的電荷量Q＝It 解得Q＝。 答案：(1)　 (2) (3) 12.如圖所示，質量為m的金屬棒長為L1，棒兩端與長為L2的細軟金屬線相連，吊在磁感應強度為B、豎直向上的勻強磁場中。當金屬棒中通過穩(wěn)恒電流I后，金屬棒向紙外擺動，擺動過程中的最大偏角θ＝60。求： (1)金屬棒中電流大小和方向； (2)金屬棒在擺動過程中動能的最大值。 解析：(1)金屬棒向紙外擺動，所受的安培力向外，根據左手定則判斷得知，金屬棒中電流方向水平向右； 金屬棒上擺的過程，根據動能定理得： FBL2sin 60－mgL2(1－cos 60)＝0 又安培力為：FB＝BIL1 聯立解得：I＝。 (2)由題意，金屬棒向上擺動的最大偏角θ＝60，根據對稱性可知，偏角為30時是其平衡位置，金屬棒受力如圖所示： 則有：G＝FBcot 30 當金屬棒偏角是30時，速度最大，動能最大，由動能定理可得： Ekm＝FBL2sin 30－mgL2(1－cos 30) 解得最大動能為：Ekm＝mgL2。 答案：(1)　方向水平向右　(2)mgL2