2020届高考物理复习磁场核心素养提升练二十五9.1磁场及其对电流的作用(含解析)新人教版

申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

文档介绍

2020届高考物理复习磁场核心素养提升练二十五9.1磁场及其对电流的作用(含解析)新人教版

磁场及其对电流的作用(45分钟 100分)(20分钟 50分)一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分,1~4题为单选题,5题为多选题)1.磁铁的磁性变弱,需要充磁。充磁的方式有两种,图甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中,图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间,a、b和c、d接直流电源,下列接线正确的是(充磁时应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同)(  )A.a接电源正极,b接电源负极,c接电源正极,d接电源负极B.a接电源正极,b接电源负极,c接电源负极,d接电源正极C.a接电源负极,b接电源正极,c接电源正极,d接电源负极D.a接电源负极,b接电源正极,c接电源负极,d接电源正极【解析】选B。甲图中,因磁铁在螺线管的内部,应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极,右端是S极),由安培定则可判定,a接电源正极,b接电源负极;乙图中,同理可知,右端是螺线管N极,左端是S极,由安培定则可判定c接电源负极,d接电源正极,B选项正确。2.一条形磁铁放在光滑的斜面上,并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上,磁铁静止时弹簧的伸长量为x0,将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时,弹簧的伸长量分别为xa、xb、xc,已知a、b、c三点的连线与斜面平行,且b点在条形磁铁的正中央。则下列正确的是(  )A.x0=xa=xb=xc    B.x0>xa>xb>xcnC.xa>x0=xb>xcD.xa>xb>xc>x0【解析】选C。由于条形磁铁的磁感线在外部是从N极出发到S极,所以可画出磁铁在a处的一条磁感线,其方向是斜向左下方的,如图所示,由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力Fa,由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力Fa′的方向是斜向左上方,Fa′有沿斜面向下的分力,该分力使得弹簧弹力增大,所以弹簧的伸长量增大;同理可知导线在b点时弹簧的伸长量不变;同理可知导线在c点时弹簧的伸长量减小,则xa>x0=xb>xc,C正确。3.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示)时,在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平又重新平衡。由此可知(  )A.磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为B.磁感应强度方向垂直纸面向里,大小为C.磁感应强度方向垂直纸面向外,大小为nD.磁感应强度方向垂直纸面向外,大小为【解析】选B。因为电流反向时,右边再加砝码才能重新平衡,所以开始时安培力竖直向下,由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里。电流反向前,有m1g=m2g+m3g+NBIL,其中m3为线圈质量。电流反向后,有m1g=m2g+m3g+mg-NBIL。两式联立可得B=,故选B。4.(2019·武汉模拟)如图所示,磁感应强度大小为B的匀强磁场方向斜向右上方,与水平方向所夹的锐角为45°。将一个金属圆环ab置于磁场中,圆环的圆心为点O,半径为r,两条半径Oa和Ob相互垂直,且Oa沿水平方向。当圆环中通以电流I时,圆环受到的安培力大小为(  )A.BIr        B.πBIrC.BIrD.2BIr【解析】选A。圆环受到的安培力大小等效为ab连线的长度电流受到的安培力,ab连线的长度为r,则F=BI·r=BIr,选项A正确。5.三根在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法中正确的是(  )nA.B1=B2(F2+mg),则加速度方向向上,由F1-(F2+mg)=ma,解得a=-g,选项C正确,B错误;若F1<(F2+mg),则加速度方向向下,由(F2+mg)-F1=ma,解得a=g-,选项D错误。12.(15分)“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快、效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A,不计空气阻力。求:(1)弹体所受安培力大小。(2)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?(3)弹体从静止加速到4km/s过程中,该系统消耗的总能量。【解析】(1)在导轨通有电流I时,弹体作为导体受到磁场施加的安培力为F=BIL=100×4000×0.2N=8×104N。(2)由动能定理Fx=mv2弹体从静止加速到4000m/s,轨道至少要x==m=20m。n(3)由F=ma得a==m/s2=400000m/s2,由v=at得t==s=0.01s,发射过程产生的热量Q=I2(R+r)t=40002×(0.4+0.6)×0.01J=1.6×105J,弹体的动能Ek=mv2=×0.2×40002J=1.6×106J,系统消耗的总能量为E=Ek+Q=1.76×106J。答案:(1)8×104N (2)20m (3)1.76×106J
查看更多

相关文章

您可能关注的文档