【物理】2020届一轮复习人教版　磁场及其对电流的作用课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版　磁场及其对电流的作用课时作业

‎2020届一轮复习人教版 　磁场及其对电流的作用 课时作业 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)‎ ‎1.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是(　　)‎ A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近 C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 答案C 解析根据题干知地磁南北极与地理南北极不重合,且地磁南极在地理北极附近,A、B选项符合物理事实。射向赤道的带电宇宙射线粒子,会受到地球磁场施加的洛伦兹力作用,D选项符合物理规律。而C选项中,地球表面任意位置的磁场方向为该点磁感线的切线方向,除了赤道位置与地球表面平行,其他都不平行。本题选不正确选项,故选C。‎ ‎2.‎ ‎(2017·广东七校联考)真空中两根金属导线平行放置,其中一根导线中通有恒定电流。在导线所确定的平面内,一电子从P点运动的轨迹的一部分如图中的曲线PQ所示,则一定是(　　)‎ A.ab导线中通有从a到b方向的电流 B.ab导线中通有从b到a方向的电流 C.cd导线中通有从c到d方向的电流 D.cd导线中通有从d到c方向的电流 答案C 解析通过观察电子的运动轨迹,靠近导线cd处,电子的偏转程度大,说明靠近cd处偏转半径较小;在磁场中运动的电子所受洛伦兹力永远不做功,故电子速率不变,由带电粒子在磁场中运动的半径公式r=知,偏转半径小说明cd处磁感应强度较大,所以cd导线中通有电流;根据曲线运动的特点,合外力指向弧内,即洛伦兹力指向左侧,根据左手定则可知cd左侧区域磁场方向垂直纸面向里,再由安培定则可知,电流的方向从c到d,故C项正确。‎ ‎3.‎ 如图所示,一个边长为l ‎、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流(从A点流入,从C点流出),电流为I,则金属框受到的磁场力为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.0 B.IlB C.IlB D.2IlB 答案B 解析金属框三边电阻相同,则AC、ABC两段导线上流过的电流分别为I和I,导线ABC段的有效长度为2lsin 30°=l,所以该正三角形通电导线受到的安培力大小为IlB+IlB=IlB,故B正确。‎ ‎4.(2017·北京丰台区统练)如图所示,甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子,以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN,进入方向垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动,并垂直磁场边界MN射出磁场,运动轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力及空气阻力,下列说法正确的是(　　)‎ A.甲带负电荷,乙带正电荷 B.甲的质量大于乙的质量 C.洛伦兹力对甲做正功 D.甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间 答案B 解析甲、乙等量异种电荷在同一磁场中受洛伦兹力运动,‎ 洛伦兹力的方向不同,根据左手定则,可以判断甲带正电荷,乙带负电荷,故A项错误;洛伦兹力方向始终垂直于粒子的速度方向,对甲、乙都不做功,故C项错误;粒子在磁场中的运动半径为r=,甲、乙电荷量和速率相同,甲的运动半径大,所以甲的质量大于乙的质量,故B项正确;粒子在磁场中运动的周期T=,甲、乙都运动了半个周期,由于周期不等,所以两者在磁场中运动的时间不相等,故D项错误。‎ ‎5.‎ ‎(2017·江苏无锡模拟)右图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成:粒子源N;P、Q间的加速电场;静电分析器,即中心线半径为r的圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心O,且与圆心O等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为B的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外;胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子,经加速电场加速后进入静电分析器,某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场,最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同,不计粒子所受重力。下列说法正确的是(　　)‎ A.从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等 B.从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等 C.打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等 D.打到胶片上位置距离O点越远的粒子,比荷越大 答案C 解析从小孔S进入磁场,说明粒子在电场中运动半径相同,在静电分析器中,qE=,无法判断出粒子的速度和动能是否相等,选项A、B错误;打到胶片上同一点的粒子,在磁场中运动半径相同,由qvB=m,得r'=,联立qE=,可得r'=,所以打到胶片上同一点的粒子速度相等,与比荷无关,选项C正确,选项D错误。‎ ‎6.‎ 如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称;导线均通有大小相等、方向向上的电流;已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=k,式中k是常量、I是导线中电流、r为点到导线的距离;一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程,下列说法正确的是(　　)‎ A.小球一直做匀速直线运动 B.小球先做加速运动后做减速运动 C.小球对桌面的压力一直在增大 D.小球对桌面的压力先减小后增大 答案AC 解析根据右手螺旋定则可知直线M附近的磁场方向垂直于MN向里,直线N附近的磁场方向垂直于MN向外,磁场大小先减小过O点后反向增大,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始向上,过O点后洛伦兹力的方向向下。由此可知,小球将做匀速直线运动,小球对桌面的压力一直在增大,故A、C正确,B、D错误。故选A、C。‎ ‎7.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S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，使导体棒中电流反向，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，则匀强磁场的磁感应强度B的大小为(　　)‎ A.(x1＋x2) B.(x2－x1)‎ C.(x2＋x1) D.(x2－x1)‎ 解析　由平衡条件可得mgsinα＝kx1＋BIL ‎；调转图中电源极性使导体棒中电流反向，由平衡条件可得mgsinα＋BIL＝kx2，联立解得B＝(x2－x1)。D项正确。‎ 答案　D　‎ ‎8．水平面上有U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，棒与导轨间的动摩擦因数为μ(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力)，通过棒的电流强度为I，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于金属棒ab，与竖直方向的夹角为θ，如图所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为g，则金属棒所受的摩擦力大小为(　　)‎ A．BILsinθ B．BILcosθ C．μ(mg－BILsinθ) D．μ(mg＋BILcosθ)‎ 解析　金属棒处于静止状态，其合力为零，对其进行受力分析，如图所示，在水平方向有f＝BILcosθ，B项正确。‎ 答案　B B组·能力提升题 ‎9．如图所示，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场，一不可伸缩的软导线绕过纸面内的小动滑轮P(可视为质点)，两端分别拴在纸面内的两个固定点M、N处，并通入由M到N的恒定电流I，导线PM和PN始终伸直。现将P从左侧缓慢移动到右侧，在此过程中导线MPN受到的安培力大小(　　)‎ A．始终不变 B．逐渐增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 解析　在P从左侧缓慢移动到右侧的过程中，导线MPN受到的安培力可等效为直导线MN通入电流I时受到的安培力，即导线MPN受到的安培力大小始终不变，A项正确。‎ 答案　A　‎ ‎10．(多选)如图甲所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音，俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示，在图乙中(　　)‎ A．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 B．当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 C．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里 D．当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外 解析　把线圈看成一小段一小段的直导线连接而成，当电流沿顺时针方向时，根据左手定则可知，每一小段直导线受到的安培力都是垂直于纸面向外，则线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外，故A项错误，B项正确；把线圈看成一小段一小段的直导线连接而成，当电流沿逆时针方向时，根据左手定则可知，每一小段直导线受到的安培力都是垂直于纸面向里，则线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里，故D项错误，C项正确。‎ 答案　BC　‎ ‎11．(多选)如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是(　　)‎ A．导电圆环有收缩的趋势 B．导电圆环所受安培力方向竖直向上 C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsinθ 解析　将磁感应强度B沿竖直和水平方向分解，则B竖直＝B·cosθ，B水平＝B·sinθ，由左手定则知，B竖直对圆环各处的安培力方向均指向圆心，使圆环具有收缩趋势，故A项正确；由对称性知，B竖直对整个圆环的作用力为零，B水平对圆环各处的安培力均竖直向上，故B项正确；安培力大小为F＝B水平·I·2πR＝2πBIRsinθ，故C项错误、D项正确。‎ 答案　ABD