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高考物理总复习8.1磁场磁吃电流的作用课时作业新人教版选修3_1
高考物理总复习8.1磁场磁吃电流的作用课时作业新人教版选修3_1
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【与名师对话】高考物理总复习8.1磁场、磁场对电流的作用课时作业新人教版选修3-11.(2022·安庆月考)磁场中某处的磁感线分布如右图所示,下列说法正确的是( )A.磁感应强度Ba>BbB.同一通电导线在b处所受的磁场力一定比在a处大C.通电导线在b处所受磁场力的方向可能与b处磁感线的方向相同D.若在a处的通电导线垂直磁感线放置,则所受磁场力最大解析:由于a处磁感线比b处磁感线疏,所以磁感应强度Ba<Bb,A错误;若在b处的通电导线平行磁感线放置,则所受磁场力为零,B错误;根据左手定则,通电导线在b处所受磁场力的方向一定垂直b处的磁感线,C错误;若在a处的通电导线垂直磁感线放置,则所受磁场力最大,D正确.答案:D2.(2022·泰州月考)如右图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直导线,电流方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( )A.a、b两点磁感应强度相同B.c、d两点磁感应强度大小相等C.a点磁感应强度最大D.b点磁感应强度最小解析:磁感应强度是矢量,根据安培定则可确定直导线产生的磁场在a、b、c、d四点磁感应强度的方向.根据矢量合成法则,可得A、C、D错误,B正确.答案:B3.一段长0.2m,通过2.5A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是( )A.如果B=2T,F一定是1NB.如果F=0,B也一定为零C.如果B=4T,F有可能是1ND.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行解析:当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0<F<BIL,A、B、D不正确,C正确.答案:C4.(2022·海南卷)如图中装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a,b,导轨两端e,f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是( )A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动5\nB.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动解析:运用右手螺旋定则判断出磁场方向,运用左手定则可判断出L受力方向,BD正确.答案:BD5.(2022·淮安期中)如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为N1,现在磁铁左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为N2,则以下说法正确的是( )A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短C.N1>N2D.N1<N2解析:画出导体棒所在处的磁感线方向,用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下,由牛顿第三定律可知,导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上,所以弹簧长度将变短,N1>N2,选项BC正确.答案:BC6.(2022·成都月考)质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上,如图所示.已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ,在题图所加各种磁场中,导体均静止,则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是( )解析:要使静摩擦力为零,如果FN=0,必有Ff=0.B选项题图中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使FN=0.B是正确的;如果FN≠0,则导体除受静摩擦力Ff以外的其他力的合力只要为零,那么Ff=0在选项中,导体所受到的重力G.支持力FN及安培力F安三力合力可能为零,则导体所受静摩擦力可能为零.C、D选项中,从导体所受到的重力G.支持力FN及安培力F安三力的方向分析,合力不可能为零,所以导体所受静摩擦力不可能为零,答案为AB.答案:AB7.如右图所示,有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法错误的是( )A.方向向上B.大小为C.要使a仍能保持静止,而减小b在a处的磁感应强度,可使b上移D.若使b下移,a将不能保持静止5\n解析:由安培定则可知A正确;由mgsinα=BILcosα知B=,B错误;若要使B最小,应在垂直斜面向上的方向上,所以C、D正确.答案:B8.如图甲所示,电流恒定的通电直导线MN,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上,电流方向由M指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是( )A.在最初的一个周期内,导线在导轨上做往复运动B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动C.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小解析:由安培力的表达式F=BIL结合图乙可知,安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化,在前周期内,安培力F方向不变,大小变小,加速度方向不变,大小变小,由于初速度为零,所以在水平方向上做变加速直线运动;在周期到周期内,磁场方向改变,安培力方向改变,加速度方向改变,速度减小,至周期时速度减小到零,所以D项正确;而后在周期到周期内,MN反向加速,在一个周期结束时又回到原来的位置,即做往复运动,所以A项正确.答案:AD9.(2022·云南一模)如图所示,两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上,导轨间距为L,劲度系数为k的轻质弹簧上端固定,下端与水平直导体棒ab相连,弹簧与导轨平面平行并与ab垂直,直导体棒垂直跨接在两导轨上,空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场.闭合开关K后,导体棒中的电流为I,导体棒平衡时,弹簧伸长量为x1;调转图中电源极性使棒中电流反向,导体棒中电流仍为I,导体棒平衡时弹簧伸长量为x2.忽略回路中电流产生的磁场,则磁感应强度B的大小为( )A.(x1+x2)B.(x2-x1)C.(x2+x1)D.(x2-x1)解析:由平衡条件,mgsinα=kx1+BIL,调转题图中电源极性使棒中电流反向,由平衡条件,mgsinα+BIL=kx2,联立解得B=(x2-x1).答案:D10.(2022·江苏南通模拟)无限长的通电直导线在周围产生磁场,磁场中某点的磁感应强度B5\n与该点到导线的距离r成反比,与导线中的电流I成正比,可表示为B=,其中μ0=4π×10-7T·m/A.如图所示,有一个半径为R的圆形通电线圈,电流强度为I,在过圆心O的轴线上任取一点P,OP=x,P点的磁感应强度为B.下面给出B的四个表达式,只有一个是合理的.你可能不会求解此处的磁感应强度B,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,B的合理表达式应为( )C.B=D.B=解析:根据公式,可以把各物理量的单位代入进行运算,最后的单位应是T,结合题意可得只有A选项正确.答案:A11.(2022·上海卷)载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r,式中常量k>0,I为电流强度,r为矩导线的距离.在水平长直导线MN正下方,矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流,被两根轻质绝缘细线静止地悬挂,如右图所示.开始时MN内不通电流,此时两细线内的张力均为T0.当MN通以强度为I1的电流时,两细线内的张力均减小为T1,当MN内电流强度变为I2时,两细线内的张力均大于T0.(1)分别指出强度为I1,I2的电流的方向;(2)求MN分别通以强度为I1,I2的电流时,线框受到的安培力F1与F2大小之比;(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂,在此瞬间线圈的加速度大小为a,求I3.解析:(1)根据题意判断I1方向向左,I2方向向右,(2)当MN中通以电流I时,线圈所受安培力大小为F=kIiL(-),F1∶F2=I1∶I2.(3)分析受力得:2T0=G,2T1+F1=G,F3+G=,I1∶I3=F1∶F3=(T0-T1)g/(a-g)T0,I3=(a-g)T0I1/(T0-T1)g.答案:(1)I1方向向左,I2方向向右 (2)I1∶I2(3)(a-g)T0I1/(T0-T1)g12.有一长为l=0.50m、质量为m=10g的通电导线cd,由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上,如右图所示.z轴垂直纸面向外,g=10m/s2.求:(1)当磁感应强度B1=1.0T,方向与x轴负方向相同时,要使悬线中张力为零,cd中通入的电流I1的大小和方向?(2)当cd中通入方向由c到d大小为I2=0.40A的电流,这时磁感应强度B2=1.0T,方向与x轴正方向相同,当cd静止时悬线中的张力是多大?5\n(3)当cd中通入方向由c到d、大小为I3=0.10A的电流,若磁场方向垂直z轴,且与y轴负方向夹角为30°,与x轴正方向夹角为60°,磁感应强度B3=2.0T,则导线cd静止时悬线中的张力又是多大?解析:(1)要使悬线的张力为零,导线cd受到的安培力必须与重力平衡,有mg=B1I1l所以I1=mg/lB1=A=0.20A由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d.(2)根据题意,由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力.当cd静止时,有mg+B2lI2=2T.所以T==N=0.15N.(3)根据题意,作出导线cd所受重力、安培力如图所示.这时cd受到的安培力大小F3=B3I3l所以F3=2.0×0.10×0.50N=0.10N=mg又因F3的方向与B3的方向垂直,因此F合的方向与mg的方向夹角为30°.所以2T′=F合=2mgcos30°T′=mgcos30°=0.09N即此时每根悬线中的张力大小为0.09N,悬线与y轴负方向的夹角为30°,即导线cd受安培力作用后使悬线向x轴负方向偏转30°角.答案:(1)0.20A 由c到d (2)0.15N(3)0.09N5
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2022版高考物理一轮复习第九章磁场课后分级演练25磁场及磁吃电流的作用力
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 22:47:43
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