高考物理第一轮复习第26讲　磁场的描述　磁场对电流的作用（含解析）

高考物理第一轮复习第26讲　磁场的描述　磁场对电流的作用（含解析）

课时作业(二十六)　[第26讲　磁场的描述　磁场对电流的作用]‎ ‎1．2012·深圳模拟如图K26－1所示，通电导线MN在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是(　　)‎ 图K26－1‎ A．变小　　　　　　B．不变 C．变大　　　　　　D．不能确定 ‎2．如图K26－2所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈．在线圈中心处挂上一个小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时(　　)‎ 图K26－2‎ A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动 ‎3．2012·福州八中质检在赤道上某处有一支避雷针．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，则地磁场对避雷针的作用力的方向为(　　)‎ A．正东　　　　　　　　B．正西 C．正南 D．正北 ‎4．2012·扬州中学质检一段长‎0.2 m，通过‎2.5 A电流的直导线，关于它在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(　　)‎ A．如果B＝2 T，F一定是1 N B．如果F＝0，B也一定为零 C．如果B＝4 T，F有可能是1 N D．如果F有最大值时，通电导线一定与磁场方向平行 ‎5. 2012·广州模拟(双选)如图K26－3所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中．通电直导体棒置于斜面上．电流方向垂直纸面向里．以下四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止的是(　　)‎ A　　　　B　　　　　　C　　　　　D 图K26－3‎ ‎6．2012·温州八校联考(双选)如图K23－4所示，金属棒ab质量为m，用两根相同轻弹簧吊放在垂直纸面向里的匀强磁场中．弹簧的劲度系数为k.金属棒ab中通有稳恒电流，并处于平衡状态，此时弹簧的弹力恰好为零．若电流大小不变而方向相反，则(　　)‎ 图K26－4‎ A．每根弹簧弹力的大小为mg B．每根弹簧弹力的大小为2mg C．弹簧形变量为 D．弹簧形变量为 ‎7．2012·黄冈期末(双选)如图K26－5所示，在光滑水平面上用轻质弹簧将挡板和条形磁铁连接起来，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(　　)‎ 图K26－5‎ A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短 C．N1＞N2 D．N1＜N2‎ ‎8．2012·衡水中学调研如图K26－6所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1＝1 T．位于纸面内的细直导线，长L＝‎1 m，通有I＝‎1 A的恒定电流．当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2不可能是(　　)‎ 图K26－6‎ A. T　　B. T　　C．1 T　　D. T ‎9.电磁炮的基本原理如图K26－6所示，把待发射的炮弹(导体)放置在匀强磁场中的两条平行导轨(导轨与水平方向成α角)上，磁场方向和导轨平面垂直．若给导轨通入很大的电流I，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下沿导轨做加速运动，以某一速度发射出去．已知匀强磁场的磁感应强度为B，两条导轨间的距离为L，磁场中导轨的长度为s，炮弹的质量为m，炮弹和导轨间摩擦力不计．试问：在导轨与水平方向夹角一定时，要想提高炮弹发射时的速度v0，从设计角度看可以怎么办？‎ 图K26－7‎ ‎10．2012·海淀期末如图K26－8甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿a→b方向观察的平面图．若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．‎ ‎(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；‎ ‎(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；‎ ‎(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场的磁感应强度B的最小值及此时的方向．‎ 图K26－8‎ 课时作业(二十六)‎ ‎1．B　[解析] 转动过程中导线一直与磁场方向垂直，安培力的大小不变，只是方向发生了变化，B正确．‎ ‎2．A　[解析] 根据安培定则，线圈中电流产生的磁场磁感线方向垂直于纸面由外向里，而N极受力方向和磁感线方向相同，故A正确．‎ ‎3．B　[解析] 避雷针上产生的瞬间电流方向竖直向上，地磁场的方向从南指向北，根据左手定则，地磁场对避雷针的作用力的方向为正西，答案为B.‎ ‎4．C　[解析] 当通电直导线与磁场方向垂直时，安培力最大，为Fmax＝BIl，当通电直导线与磁场方向平行时，安培力最小，为Fmin＝0，其他情况下0＜F＜BIl，据此可知，只有选项C正确．‎ ‎5．AB　[解析] 根据左手定则可判断各图中安培力的方向，各图中导体棒受力分析如图所示，所以合力可能为零的是A、B，选项A、B正确．‎ ‎　　　　　A　　　　　　B　　　　　C　　　　　D ‎6．AC　[解析] 电流方向改变前，对金属棒，由平衡条件得，金属棒受到的安培力竖直向上，且F1＝mg；电流方向改变后，棒受到的安培力竖直向下，且F2＝mg，对棒由平衡条件得，每根弹簧弹力的大小等于mg，形变量为，A、C正确，B、D错误．‎ ‎7．BC　[解析] 画出导体棒所在处的磁感线，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，根据磁铁在水平方向上的平衡条件可知，弹簧对磁铁施加的弹力水平向右，弹簧被压缩，所以弹簧长度将变短，再根据竖直方向上的平衡条件可知，水平面对磁铁的支持力变小，N1＞N2，选项B、C正确．‎ ‎8．A　[解析] 当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，说明该区域同时存在的另一匀强磁场，并且B2与B1合成后沿导线方向，根据矢量合成的三角形定则，可知B2≥B1sin60°＝ T，所以B2不可能的值为T，选项A错误，选项B、C、D正确．‎ ‎9．增大B、I、L、s都可以提高炮弹的发射速度 ‎[解析] 当通入电流I时，炮弹受到的磁场力F＝BIL 发射过程中磁场力做功WB＝Fs 发射过程中重力做功WG＝－mgssinα 由动能定理得：WB＋WG＝mv 联立解得v0＝ 从上式可以看出，当炮弹质量和导轨倾角α一定时，从理论上讲，增大B、I、L、s都可以提高炮弹的发射速度．‎ ‎10．(1)如图所示　(2)mgtanα　(3)略 ‎[解析] 受力分析如图所示．由平衡条件，磁场对导体棒的安培力F＝mgtanα.‎ 当安培力方向平行轨道斜向上时，安培力最小，磁感应强度最小．由平衡条件，最小安培力Fmin＝mgsinα，即BminIL＝mgsinα，则最小的磁感应强度Bmin＝，由左手定则，则磁感应强度方向垂直导轨向上．‎