高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 磁場及其對電流的作用1
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磁場及其對電流的作用 一、選擇題(每小題6分,共54分) 1.圖甲所示為某種用來束縛原子的磁場的磁感線分布情況,以O(shè)點(圖中白點)為坐標原點,沿z軸正方向磁感應(yīng)強度B大小的變化最有可能為圖乙所示圖象中的( ) 解析 C 磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度B的大小,因沿z軸方向B先減小后增大,故最有可能的為C圖. 2.長10 cm的通電直導(dǎo)線,通過1 A的電流,在磁場強弱、方向都一樣的空間(勻強磁場)中某處受到的磁場力為0.4 N,則該磁場的磁感應(yīng)強度為( ) A.等于4 T B.大于或等于4 T C.小于或等于4 T D.上述說法都錯誤 解析 B 由安培力F=BILsin θ,則磁場的磁感應(yīng)強度B=,由于sin θ≤1,則B≥=T=4 T,選項B正確. 3.如圖所示,一弓形線圈通以逆時針電流,在其圓弧的圓心處,垂直于紙面放一直導(dǎo)線,當直導(dǎo)線通有指向紙內(nèi)的電流時,線圈將( ) A.a(chǎn)端向紙內(nèi),b端向紙外轉(zhuǎn)動,且靠近導(dǎo)線 B.a(chǎn)端向紙內(nèi),b端向紙外轉(zhuǎn)動,且遠離導(dǎo)線 C.b端向紙內(nèi),a端向紙外轉(zhuǎn)動,且靠近導(dǎo)線 D.b端向紙內(nèi),a端向紙外轉(zhuǎn)動,且遠離導(dǎo)線 解析 A 弓形通電線圈圓弧部分的電流方向和通電導(dǎo)線的磁力線重合,不受安培力作用,直線部分的上半段受安培力指向紙內(nèi),下半段受安培力指向紙外,導(dǎo)致線圈a端向紙內(nèi),b端向紙外轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)到弓形線圈直線部分與直導(dǎo)線趨于平行時,直線部分與直導(dǎo)線相吸,弧線部分與直導(dǎo)線相斥,但斥力小于引力,故線圈將靠近導(dǎo)線,選項A正確. 4.如圖所示,有兩個同心放置且共面的金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)面垂直,比較通過兩環(huán)的磁通量Φa、Φb,則( ) A.Φa>Φb B.Φa<Φb C.Φa=Φb D.不能確定 解析 A 由于磁感線是閉合曲線,在磁體內(nèi)部是由S極指向N極,在磁體外部是由N極指向S極,且在磁體外部的磁感線分布在磁體的周圍較大的空間.又由于穿過圓環(huán)a、b的磁通量均為Φ=Φ內(nèi)-Φ外,因此線圈面積越大,磁感線抵消得越多,合磁通量越小,故b環(huán)的磁通量較小.A項正確. 5.如圖所示,平行于紙面水平向右的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B1=1 T.位于紙面內(nèi)的細直導(dǎo)線,長L=1 m,通有I=1 A的恒定電流.當導(dǎo)線與B1成60夾角時,發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零.則該區(qū)域同時存在的另一勻強磁場的磁感應(yīng)強度B2的大小可能為( ) A. T B. T C.1 T D. T 解析 BCD 導(dǎo)線所受安培力為零,可判斷出合磁感應(yīng)強度為零或沿導(dǎo)線方向,這就決定了另一個磁場必須平行于紙面,則可知磁感應(yīng)強度B2有最小值.由平行四邊形定則得B2min=B1sin 60= T,則B2的值可能為大于等于 T的所有值,故選項B、C、D都正確. 6.如圖所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行.線框由靜止釋放,在下落過程中( ) A.穿過線框的磁通量保持不變 B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C.線框所受安培力的合力為零 D.線框的機械能不斷增大 解析 B 由通電直導(dǎo)線周圍磁感線的分布規(guī)律可知,線框下落過程中穿過其中的磁感線越來越少,故磁通量在不斷變小,故A錯;下落時穿過線框的磁通量始終減小,由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向保持不變,故B正確;線框上下兩邊受到的安培力方向雖相反,但上邊所處位置的磁感應(yīng)強度始終大于下邊所處位置的磁感應(yīng)強度,故上邊所受的安培力大于下邊所受的安培力,其合力不為零,故C錯;由能量守恒可知下落時一部分機械能會轉(zhuǎn)化為線框通電發(fā)熱產(chǎn)生的內(nèi)能,故線框的機械能減少,D錯. 7.通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi),L1是固定的,L2可繞垂直紙面固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(O為L2的中心),各自的電流方向如圖所示.下列哪種情況將會發(fā)生( ) A.因L2不受磁場力的作用,故L2不動 B.因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡,故L2不動 C.L2繞軸O按順時針方向轉(zhuǎn)動 D.L2繞軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動 解析 D 由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1上方的磁場的方向為垂直紙面向外,且離導(dǎo)線L1的距離越遠的地方,磁場越弱,導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右,由于O點的下方磁場較強,則安培力較大,因此L2繞固定轉(zhuǎn)軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動. 8.如圖所示,一根長為l的鋁棒用兩個勁度系數(shù)均為k的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,當鋁棒中通過的電流I的方向從左到右時,彈簧縮短Δx,而當電流反向且大小不變時,彈簧伸長Δx,則該磁場的磁感應(yīng)強度為( ) A. B. C. D. 解析 A 不通電時mg=2kΔl,電流自左向右時mg=BIl+2k(Δl-Δx),電流自右向左時mg+BIl=2k(Δl+Δx),由以上三式可得B=,選項A正確. 9.質(zhì)量為m的通電細桿放在傾角為θ的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的寬度為d,桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,有電流通過桿,桿恰好靜止于導(dǎo)軌上,在如圖所示的A、B、C、D四個圖中,桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是( ) 解析 CD 選項A中通電細桿所受的安培力水平向右,選項B中通電細桿所受安培力豎直向上,這兩種情況下,如果沒有摩擦力,通電細桿都可以靜止在導(dǎo)軌上;選項C中通電細桿所受安培力方向豎直向下,選項D中通電細桿所受安培力方向水平向左,這兩種情況下,如果沒有摩擦力,通電細桿均不能靜止,故選項C、D正確. 二、非選擇題(共46分) 10.(12分)如圖所示,框架面積為S,框架平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直,則穿過線框平面的磁通量為多少?若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60,則穿過線框平面的磁通量為多少?若從初始位置轉(zhuǎn)過90,則此時穿過線框平面的磁通量為多少? 解析 磁通量的大小直接利用公式Φ=BScos θ即可求解,應(yīng)特別注意θ角的大?。蚣芷矫媾c磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直時θ=0,此時磁通量Φ1=BS,框架繞OO′轉(zhuǎn)過60,磁通量Φ2=BScos 60=BS,框架轉(zhuǎn)過90磁通量Φ3=BScos 90=0. 【答案】 BS BS 0 11.(16分)三根平行的直導(dǎo)線,分別垂直地通過一個等腰直角三角形的三個頂點,如圖所示.現(xiàn)使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點O所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小均為B,則該處的磁感應(yīng)強度的大小和方向如何? 解析 根據(jù)安培定則,I1與I3在O點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度相同,I2在O點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向與B1(B3)相垂直,又知B1、B2、B3的大小相等均為B,根據(jù)矢量的運算法則可知O處的實際磁感應(yīng)強度大小為B0==B.方向在三角形平面內(nèi)與斜邊夾角為θ,則有tan θ=2,即θ=arctan 2,如圖所示. 【答案】 B 方向在三角形平面內(nèi)與斜邊夾角為arctan 2 12.(18分)粗細均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊,ab恰好處在水平位置(如圖所示).已知ab的質(zhì)量為m=10.0 g,長度L=60 cm,沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4 T. (1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài),既不被拉長,也不被壓縮,ab中應(yīng)沿什么方向、通過多大的電流? (2)當導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過時,兩根彈簧均被拉長了Δx=1 mm,求該彈簧的勁度系數(shù). (3)當導(dǎo)線中由b到a方向通過0.2 A的電流時兩根彈簧被拉長多少?(取g=9.6 m/s2=9.6 N/kg) 解析 (1)只有當ab受到的磁場力方向豎直向上且大小等于ab的重力時,兩根彈簧才能處于自然狀態(tài),根據(jù)左手定則,ab中的電流應(yīng)由a到b,電流的大小由mg=BIL求得 I== A=0.4 A. (2)當導(dǎo)線中通過由a到b的電流時,受到豎直向上的磁場力作用,被拉長的兩根彈簧對ab有豎直向上的拉力,同時ab受豎直向下的重力,平衡時平衡方程為 BIL+2kΔx=mg 可得彈簧的勁度系數(shù) k= = N/m =24 N/m. (3)當電流方向由b向a時,ab所受磁場力豎直向下,這時的平衡方程為: 2kΔx′=mg+BIL 由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長度為 Δx′== m =0.003 m=3 mm. 【答案】 (1)由a到b 0.4 A (2)24 N/m (3)3 mm - 5 -- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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