【物理】2019届一轮复习人教版磁场的描述磁场对电流的作用作业

【物理】2019届一轮复习人教版磁场的描述磁场对电流的作用作业

磁场的描述 磁场对电流的作用 ‎1.下列关于磁感应强度的说法正确的是(　　)‎ A．一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大 B．由B＝可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的I，L成反比 C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 ‎【答案】D ‎【解析】磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及在磁场中的位置决定，与F，I，L都没有关系，B＝只是磁感应强度的定义式，同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处的磁感应强度和放置的方式共同决定，所以选项A、B、C都是错误的．磁感应强度的方向就是该处小磁针N极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以选项D正确．‎ ‎2.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，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．B、D两点的磁感应强度大小相等 B．A、B两点的磁感应强度大小相等 C．C点的磁感应强度的值最大 D．B点的磁感应强度的值最大 解题思路：该题考查了磁场的叠加问题．用右手定则首先确定通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项．‎ 解析：根据安培定则可得通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，而通电直导线在B点产生的磁感应强度方向为水平向左，在D点产生的磁感应强度方向为水平向右，则B、D两点的磁感应强度大小为B＝，大小相等，选项A正确；通电直导线在A点产生的磁感应强度方向为竖直向上，则A点的磁感应强度为BA＝B1＋B0，选项B错误；通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下，则C点的磁感应强度大小为BC＝|B1－B0|，C点的磁感应强度的值最小，选项C错误；由以上分析可知A 点的磁感应强度的值最大，选项D错误．综上本题选A.‎ 答案：A ‎3.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则(　　)‎ A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极 B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极 C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极 D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极 ‎【答案】B ‎4.在赤道上竖立一避雷针，当一团带负电的乌云经过其正上方时，避雷针发生放电，则地磁场对避雷针的作用力(　　)‎ A．向东 B．向西 C．向南 D．向北 解析：当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，负电荷从上而下通过避雷针，所以电流的方向为从下而上，磁场的方向从南向北，根据左手定则，安培力的方向向西，B正确．综上本题选B.‎ 答案：B ‎5.如图所示，一条形磁铁静止在固定斜面上，上端为N极，下端为S极，其一条磁感线如图所示，垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线，它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)．开始两根导线未通电流，斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN，Ff，后来两根导线通图示方向大小相同的电流后，磁铁仍然静止，则与未通电时相比(　　)‎ A．FN，Ff均变大　　　　　　 B．FN不变，Ff变小 C．FN变大，Ff不变　　　　　　 D．FN变小，Ff不变 ‎【答案】D ‎ 【解析】两根导线通题图方向大小相同的电流后，导线受到安培力，由牛顿第三定律，磁铁受到垂直斜面向上的作用力，斜面对磁铁的弹力减小，摩擦力不变，选项D正确．‎ ‎6.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的．在下列四个图中，能正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　)‎ 解题思路：要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必须指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．‎ 解析：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必须指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．‎ 答案：B ‎7.如图所示，一段导线abcd弯成半径为R，圆心角为90°的部分扇形形状，置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab和cd的长度均为.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．则导线abcd所受到的安培力为(　　)‎ A．方向沿纸面向上，大小为 B．方向沿纸面向上，大小为 C．方向沿纸面向下，大小为 D．方向沿纸面向下，大小为 ‎【答案】A ‎【解析】导线abcd的等效长度为，电流方向等效为水平向右，由左手定则可知安培力方向沿纸面向上，大小为，A项正确．‎ ‎8.如图所示，在竖直向下的恒定匀强磁场中有一光滑绝缘的圆轨道，一重为G的金属导体 MN垂直于轨道横截面水平放置，在导体中通入电流I，使导体在安培力的作用下以恒定的速率v从A点运动到C点，设金属导体所在位置的轨道半径与竖直方向的夹角为θ，安培力的瞬时功率为P，则从A到C的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．电流方向从N指向M　　　　 B．I∝cot θ C．P∝cos θ　　　　 D．P∝sin θ ‎【答案】D ‎ 【解析】由于安培力方向始终水平向左，根据左手定则知电流方向从M指向N，选项A错误；因为金属导体MN做匀速圆周运动，所以有Gsin θ＝F安cos θ＝ILBcos θ，故I＝tan θ，即I∝tan θ，选项B错误；又P＝F安vcos θ＝Gvsin θ，所以P∝sin θ，C错误，D正确．‎ ‎9.如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，一束沿着管径轴线射向纸内的电子将(　　)‎ A．向上偏转 B．向下偏转 C．向左偏转 D．向右偏转 解析：由安培定则可知，线圈在纸面内中心点的磁场方向向下，由左手定则可知电子将向右偏转，故D正确．综上本题选D.‎ 答案：D ‎10.如图所示，水平长直导线MN中通以M到N方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂在其正下方．开始时线圈内不通电流，两细线内的张力均为T，当线圈中通过的电流为I时，两细线内的张力均减小为T′.下列说法正确的是(　　)‎ A．线圈中通过的电流方向为a→d→c→b→a B．线圈中通过的电流方向为a→b→c→d→a C．当线圈中电流变为I时，两细线内的张力均为零 D．当线圈中电流变为I时，两细线内的张力均为零 ‎【答案】BC ‎【解析】线圈不通电流时，由力的平衡有2T＝mg，当通过的电流为I时，张力减小为T′，由安培定则知通电导线MN在ab处产生的磁场比dc处强，则可判知ab上必受向上的安培力，且大于cd上所受向下的安培力，再结合左手定则判断电流顺时针流动，所以选项A错，B正确；当两细线内张力均为T′时，BabIL－BcdIL＋2T′＝mg，当两细线内的张力均为零时，BabI′L－BcdI′L＝mg，且又知2T＝mg，联立以上方程得I′＝I，故选项C对，D错．‎ ‎11.如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(　　)‎ ‎ ‎ A．磁铁对桌面的压力增大 B．磁铁对桌面的压力减小 C．磁铁受到向右的摩擦力作用 D．磁铁受到向左的摩擦力作用 解析：根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在的位置磁场方向(切线方向)，再根据左手定则判断安培力方向，如图：‎ 根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向左上方，如图；根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，故磁铁对桌面的压力变小；而静摩擦力向右．故选BC.‎ 答案：BC ‎12.如图所示，两平行导轨ab，cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间t变化的关系式为I＝kt(k为常数，k＞0)，金属棒与导轨间存在摩擦．则下面关于棒的速度v，加速度a随时间t变化的关系图象中，可能正确的有(　　)‎ A　　　　　B　　　　 　C　　　　　　D ‎【答案】AD ‎【解析】根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度a＝， Ff＝μFN＝μF安＝μBIL＝μBLkt，联立解得加速度a＝g－，与时间呈线性关系，故选项A正确，B错误；因为开始加速度方向向下，与速度方向相同，做加速运动，加速度逐渐减小，即做加速度逐渐减小的加速运动，然后加速度方向向上且逐渐增大，做加速度逐渐增大的减速运动，故选项C错误，D正确．‎ ‎13.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L＝20 cm的光滑圆弧导轨相接．导轨宽度为20 cm，电阻不计．导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．一根导体棒ab垂直于导轨放置，质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω，用长也为20 cm的绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触．当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态．导体棒ab速度最大时，细线与竖直方向的夹角θ＝53°(sin53°＝0.8，g取10 m/s2)，则(　　)‎ A．磁场方向一定竖直向上 B．电源的电动势E＝8.0 V C．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝8 N D．导体棒摆动过程中的最大动能为0.08 J 解析：导体棒ab所受安培力向右，由左手定则可知磁场方向竖直向下，A错误；细线与竖直方向的夹角为53°时，重力和安培力的合力沿半径方向，此时tan53°＝，解得I＝＝8 A，由欧姆定律得E＝IR＝8 V，B正确；安培力F＝BIL＝mgtan53°＝0.8 N，C错误；从初位置到转过53°的过程应用动能定理：FLsin53°－mgL(1－cos53°)＝Ekm－0，解得最大动能Ekm＝0.08 J，D正确．‎ 答案：BD ‎14.如图所示，电源电动势为3 V，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1 m，两环分别与电源正负极相连．现将一质量0.06 kg、电阻1.5 Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触．两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T的匀强磁场．当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？若已知环半径为0.5 m，此位置与环底的高度差是多少？‎ 解析：棒受的安培力F＝BIL，‎ 棒中电流为I＝，代入数据解得F＝＝0.8 N，‎ 对棒受力分析如图所示(从右向左看)，两环支持力的总和为2N＝，‎ 代入数据解得N＝0.5 N.‎ 由牛顿第三定律知，棒对每一个环的压力为0.5 N，‎ 由图中几何关系有tanθ＝＝＝，得θ＝53°，‎ 棒距环底的高度为h＝r(1－cosθ)＝0.2 m.‎ 答案：0.5 N　0.2 m ‎15.如图所示，金属梯形框架导轨放置在竖直平面内，顶角为θ，底边ab长为l，垂直于梯形平面有一个磁感应强度为B的匀强磁场．在导轨上端再放置一根水平金属棒cd，质量为m，导轨上接有电源，使abcd构成回路，回路电流恒为I，cd棒恰好静止．已知金属棒和导轨之间接触良好，不计摩擦阻力，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)cd棒所受磁场力；‎ ‎(2)cd棒与ab边之间的高度差h.‎ 解：(1)对于金属棒cd，在安培力与重力的作用下处于平衡状态，因此cd棒所受磁场力Fcd＝mg，方向竖直向上．‎ ‎(2)设cd棒的有效长度为l′，由cd棒静止得mg＝BIl′‎ 因此l′＝ 根据几何关系知cd棒的有效长度l′＝l＋2htan 解得h＝