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1、 届高考物理人教版第轮复习课时作业磁场的描述及磁场对电流的作用 HUA system office room【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第八章 磁场 第 1 课时 磁场的描述及磁场对电流的作用 基本技能练 1.(2014临沂模拟)如图 1 所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是()图 1 Aa、b、c的 N极都向纸里转 Bb 的 N极向纸外转，而 a、c的 N极向纸里转 Cb、c的 N极都向纸里转，而 a 的 N极向纸外转 Db 的 N极向纸里转，而 a、c的 N极向纸外转 解析 由于圆环带
2、负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是放在该点的小磁针静止时N 极的指向，所以 b 的N极向纸外转，a、c 的 N极向纸里转。答案 B 2.在磁场中某区域的磁感线如图 2 所示，则()图 2 Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，且 BaBb Ba、b 两处的磁感应强度的大小相等 C同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力大 D同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 b 处受力小 解析 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、L 和导
3、线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故 C、D 错误；由 a、b 两处磁感线的疏密程度可判断出 BaBb，所以 A正确，B错误。答案 A 3.如图 3 所示，固定不动的绝缘直导线 mn 和可以自由移动的矩形线框 abcd 位于同一平面内，mn 与 ad、bc 边平行且离 ad 边较近。当导线 mn 中通以方向向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是 ()图 3 A向左运动 B向右运动 C以 mn为轴转动 D静止不动 解析 以 mn 为研究对象，线框内磁场方向垂直纸面向里，由左手定则知导线 mn受到向左的安培力，由牛顿第三定律可知线框受到向右的作用力，故线框向右运动，选项
4、B正确。答案 B 4.如图 4 所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图所示方向的电流后，线圈的运动情况是()图 4 A线圈向左运动 B线圈向右运动 C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动 解析 方法一：电流元法。首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看做一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和所受安培力情况如图所示。根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。只有选项A正确。方法二：等效法。将环形电流等效成一条形磁铁，如图所示，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，故选 A。也可将左侧条形
5、磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A。答案 A 5.如图 5 所示，足够长的直线 ab 靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()图 5 解析 通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量 ab 上各点的磁感应强度 B，在计算机屏幕上显示的大致图象是 C。答案 C 6.如图 6 所示，两根长直导线 m、n 竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔 P、Q 中，O为 P、Q 连线的中点，连线上 a、b 两点关于 O 点对称，导线中通有大小、方向均相同的电流 I。下列说法正确
6、的是()图 6 AO点的磁感应强度为零 Ba、b 两点磁感应强度的大小关系为 BaBb Ca、b 两点的磁感应强度相同 D导线 n所受安培力方向由 P指向 Q 解析 根据安培定则，导线 m在 O点产生的磁场方向垂直 ab连线向里，导线 n在O 点产生的磁场方向垂直 ab 连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，O 点的磁感应强度矢量和为零，选项 A 正确；根据对称性，导线 m、n 在 a、b 两点产生的合磁场大小相等，但方向不同，选项 B、C 错误；同向电流相吸引，导线 n所受安培力方向由 Q 指向 P，选项 D错误。答案 A 7.(2014浙江高考联盟联考)质量为 m，长为 L 的直导体棒
7、放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为 B 的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60角，其截面图如图 7 所示。则下列关于导体棒中的电流分析正确的是()图 7 A导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mgBL B导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mg3BL C导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mgBL D导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mg3BL 解析 导体棒受到竖直向下的重力、斜向上的弹力，要使导体棒平衡，应受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小与弹力大小相等，方向相反，由平衡条件有关系 tan 60BILmg 3，得导体棒
8、中电流 I3mgBL，再由左手定则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故只有选项C 正确。答案 C 8.如图 8 所示，用粗细均匀的电阻丝折成边长为 L 的平面等边三角形框架，每个边长的电阻均为 r，三角形框架的两个顶点与一电动势为 E、内阻为 r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为 B 的匀强磁场，则三角形框架受到的安培力的大小为()图 8 A0 B.BEL5r C.2BEL5r D.3BEL5r 解析 由图可知框架的 ac 边电阻与 abc 边的电阻并联接在电源两端，则电路总电 阻为 R2rr2rrr53r，总电流 IER3E5r，通过 ac边电流 I13E5r232E5r，通
9、过 abc边的电流 I2I12E5r，abc 边的有效长度为 L，则三角形框架受到的安培力的合力大小为 FI1LBI2LBBL2E5rBLE5r3BEL5r，选项 D对。答案 D 能力提高练 9.(2014上海杨浦区三模)如图 9 所示，质量 m0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为 37、宽度 L1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势 E8 V、内阻 r1，额定功率为 8 W、额定电压为 4 V的电动机M 正常工作。取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小 g10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小
10、为()图 9 A2 T B1.73 T C1.5 T D1 T 解析 电动机 M 正常工作时的电流 I1P1U2 A，电源内阻上的电压 UEU8 V4 V4 V，根据欧姆定律得干路中的电流 IUr4 A，通过导体棒的电流 I2II12 A，导体棒受力平衡，有 BI2Lmgsin 37，得 B1.5 T，只有选项C 正确。答案 C 10.(多选)光滑平行导轨水平放置，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L20 cm 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量 m60 g、电阻 R1、长为 L 的导体棒 ab，用长也为 L 的绝缘细线悬挂，如图 10 所示，系统空间有竖直方向的
11、匀强磁场，磁感应强度 B0.5 T，当闭合开关 S 后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成 53角，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，导轨电阻不计，sin 530.8，g10 m/s2则 ()图 10 A磁场方向一定竖直向下 B电源电动势 E3.0 V C导体棒在摆动过程中所受安培力 F3 N D导体棒在摆动过程中电源提供的电能为 0.048 J 解析 导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A 对；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知 BILLsin mgL(1cos)0，代入数值得导体棒中的电流为 I
12、3 A，由 EIR得电源电动势 E3.0 V，B对；由 FBIL 得导体棒在摆动过程中所受安培力 F0.3 N，C 错；由能量守恒定律知电源提供的电能 W 等于电路中产生的焦耳热 Q和导体棒重力势能的增加量 E 的和，即 WQE，而 EmgL(1cos)0.048 J，D错。答案 AB 11.如图 11 所示，在倾角为 30的斜面上，固定一宽 L0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器 R。电源电动势 E12 V，内阻 r1，一质量m20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度 B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属
13、导轨是光滑的，取g10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：图 11(1)金属棒所受到的安培力的大小；(2)通过金属棒的电流的大小；(3)滑动变阻器 R接入电路中的阻值。解析(1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示 F安mgsin 30，代入数据得 F安0.1 N。(2)由 F安BIL，得 IF安BL0.5 A。(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为 R0，根据闭合电路欧姆定律得：EI(R0r)，解得 R0EIr23。答案(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 12(2014重庆卷，8)某电子天平原理如图 12 所示，E 形磁铁的两侧为 N 极，中心为S 极，两极间的磁感应强度大小均
14、为 B，磁极宽度均为 L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端 C、D 与外电路连接，当质量为 m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流 I 可确定重物的质量。已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g。问：图 12(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从 C 端还是从 D端流出？(2)供电电流 I是从 C 端还是从 D端流入？求重物质量与电流的关系；(3)若线圈消耗的最大功率为 P，该电子天平能称量的最大质量是多少？解析(1)由右手定则可知线圈向下运动，感应电流从 C 端流出。(2)设线圈受到的安培力为 FA，外加电流从 D端流入。由 FAmg 和 FA2nBIL 得 m2nBLgI(3)设称量最大质量为 m0，由 m2nBLgI 和 PI2R 得 m02nBLgPR 答案(1)电流从 C 端流出(2)从 D端流入 m2nBLgI(3)2nBLgPR