《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 課時(shí)跟蹤檢測(二十六)磁場的描述 磁場對電流的作用》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 課時(shí)跟蹤檢測(二十六)磁場的描述 磁場對電流的作用(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 課時(shí)跟蹤檢測(二十六)磁場的描述 磁場對電流的作用
對點(diǎn)訓(xùn)練:磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則
1.(xx·全國卷Ⅰ)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受的安培力,下列說法正確的是
( )
A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線
B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向
C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)
D.將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角,安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?
2.如圖1所示,為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況,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( )
圖1
圖2
3.(多選)有兩根長直
2、導(dǎo)線a、b互相平行放置,如圖3所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi),O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn),M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn),它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上,且與O點(diǎn)的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是( )
圖3
A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同
B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反
C.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零
D.在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
4.(多選)如圖4所示,在xOy平面內(nèi)有兩根平行于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
3、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( )
圖4
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
對點(diǎn)訓(xùn)練:安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動
5.(xx·廣東汕頭質(zhì)檢)如圖5,兩個(gè)圓形線圈P和Q,懸掛在光滑絕緣桿上,通以方向相同的電流,若I1>I2,P、Q受到安培力大小分別為F1和F2,則P和Q( )
圖5
A.相互吸引,F(xiàn)1>F2
B.相互排斥,F(xiàn)1>F2
C.相互排斥,F(xiàn)1=F2
D.相互吸引,F(xiàn)1=F2
6.(xx·蘭州模擬)如圖
4、6所示,均勻繞制的螺線管水平放置,在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A,A與螺線管垂直。A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里,開關(guān)S閉合,A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是( )
圖6
A.水平向左 B.水平向右
C.豎直向下 D.豎直向上
7.(xx·江門三調(diào))如圖7所示,帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后靜止時(shí)( )
圖7
A.N極豎直向上
B.N極豎直向下
C.N極沿軸線向左
D.N極沿軸線向右
8.(xx·汕頭模擬)如圖8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
5、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( )
圖8
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(shí)針轉(zhuǎn)動
D.a(chǎn)、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為BIl
9.(xx·廣東深圳南山期末)指南針是我國古代的四大發(fā)明之一。當(dāng)指南針靜止時(shí),其N極指向如圖虛線(南北向)所示,若某一條件下該指南針靜止時(shí)N極指向如圖9實(shí)線(N極東偏北向)所示。則以下判斷正確的是( )
圖9
A.可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置,通有東向西的電流
B.可能在指南針上面有一導(dǎo)線東西放置,通有西向東的電流
C.可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置,通
6、有北向南的電流
D.可能在指南針上面有一導(dǎo)線南北放置,通有南向北的電流
10.(xx·天津高考)如圖10所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,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10
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(yīng)強(qiáng)度變大,θ角變小
11.(多選)如圖11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。質(zhì)量為m、長為L的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,整個(gè)裝置處于垂直ab方向的勻強(qiáng)磁
7、場中,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保持靜止。則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小可能為( )
圖11
A.豎直向上,mgtan θ/(IL)
B.平行導(dǎo)軌向上,mgcos θ/(IL)
C.水平向右,mg/(IL)
D.水平向左,mg/(IL)
12.(多選)(xx·廣東廣州三模)如圖12所示,質(zhì)量為m、長度為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′,并處于勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I,且導(dǎo)線保持靜止時(shí)懸線與豎直方向夾角為θ。磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為( )
圖12
A.z正向,tan θ B.y正向,
C.z負(fù)向,tan θ D.沿
8、懸線向上,sin θ
13.(xx·江蘇泰州模擬)如圖13所示,在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m、質(zhì)量為6×10-2 kg的通電直導(dǎo)線,電流大小I=1 A,方向垂直于紙面向外,導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動,整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T、方向豎直向上的磁場中。設(shè)t=0時(shí),B=0,則需要多長時(shí)間,斜面對導(dǎo)線的支持力為零?(g取10 m/s2)
圖13
答 案
1.選B 根據(jù)左手定則可知:安培力的方向垂直于電流I和磁場B確定的平面,即安培力的方向既垂直于B又垂直于I,A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)電流I的方向平行于磁場B的方向時(shí),直導(dǎo)
9、線受到的安培力為零,當(dāng)電流I的方向垂直于磁場B的方向時(shí),直導(dǎo)線受到的安培力最大,可見,安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角有關(guān),C錯(cuò)誤;如圖所示,電流I和磁場B垂直,直導(dǎo)線受到的安培力F=BIL,將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角,分段研究導(dǎo)線受到的安培力,電流I和磁場B垂直,根據(jù)平行四邊形定則可得,導(dǎo)線受到的安培力的合力為F′=BIL,D錯(cuò)誤。
2.選C 根據(jù)磁感線的疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可知,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圖C。
3.選BD 兩根導(dǎo)線分別在M點(diǎn)和N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向如圖所示,分析得θ1=θ2=θ3=θ4,矢量相加可知M
10、點(diǎn)、N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,選項(xiàng)B正確;線段MN中點(diǎn)O的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,選項(xiàng)D正確。
4.選AB 根據(jù)右手螺旋定則可判斷兩導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場方向,再利用矢量合成法則可判斷O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,P點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿z軸正方向,Q點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿x軸負(fù)方向,故A、B正確,C錯(cuò)誤。在z軸上,z>0范圍內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均沿x軸負(fù)方向,正電荷運(yùn)動時(shí)受洛倫茲力作用,D錯(cuò)誤。
5.選D 由于P、Q通以同向電流,據(jù)“同向電流相吸,異向電流相斥”可知,P、Q是相互吸引的,P、Q之間的相互吸引力遵循牛頓第三定律,總是等大、反向。
6.選D 先根據(jù)安培定則判斷通電螺線管在A處的磁場方向
11、為水平向左,再根據(jù)左手定則可判斷A受力的方向?yàn)樨Q直向上。
7.選C 帶負(fù)電的金屬環(huán)勻速旋轉(zhuǎn),可等效為反向的電流,根據(jù)安培定則,在環(huán)內(nèi)形成水平向左的磁場,故小磁針靜止時(shí)N極沿軸線向左,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。
8.選D 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(cuò)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(shí)針轉(zhuǎn)動,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;易知選項(xiàng)B錯(cuò)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.選C 若某一條件下該指南針靜止時(shí)N極指向如題圖實(shí)線(N極東偏北向)所示,則有一指向東的磁場,由安培定則,可能在指南針上面
12、有一導(dǎo)線南北放置,通有北向南的電流,C正確。
10.選A 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。
11.選AD 若磁場方向豎直向上,則金屬桿受重力、支持力和水平向右的安培力,這三個(gè)力可以平衡,平衡時(shí)有BIL-mgtan θ=0,解得B=,A正確;磁場方向平行導(dǎo)軌向上時(shí),安培力方向垂直導(dǎo)軌平面向下,它與重力和支持力不可能平衡,B錯(cuò)誤;當(dāng)磁場方向水平向右時(shí),安培力豎直向下,它與重力和支持力不可能平衡,C錯(cuò)誤;當(dāng)磁場方向水平向左時(shí),安培力方
13、向豎直向上,當(dāng)它與重力相等時(shí),支持力為零,金屬棒可以處于平衡狀態(tài),此時(shí)有BIL-mg=0,解得B=,D正確。
12.選BC 本題要注意在受力分析時(shí)把立體圖變成側(cè)視平面圖,然后通過平衡狀態(tài)的受力分析來確定B的方向和大小。若B沿z正向,則從O向O′看,導(dǎo)線受到的安培力F=ILB,方向水平向左,如圖甲所示,導(dǎo)線無法平衡,A錯(cuò)誤。
若B沿y正向,導(dǎo)線受到的安培力豎直向上,如圖乙所示。當(dāng)FT=0,且滿足ILB=mg,即B=時(shí),導(dǎo)線可以平衡,B正確。
若B沿z負(fù)向,導(dǎo)線受到的安培力水平向右,如圖丙所示。若滿足FTsin θ=ILB,F(xiàn)Tcos θ=mg,即B=,導(dǎo)線可以平衡,C正確。
若B沿懸線向上,導(dǎo)線受到的安培力垂直于導(dǎo)線指向左下方,如圖丁所示,導(dǎo)線無法平衡,D錯(cuò)誤。
13.解析:斜面對導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示。
由平衡條件得
FTcos 37°=F
FTsin 37°=mg
兩式聯(lián)立解得F==0.8 N
由F=BIL得B==2 T
由題意知,B與t的變化關(guān)系為B=0.4t
代入數(shù)據(jù)得t=5 s
答案:5 s