【導(dǎo)與練】(福建專版)2014屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第一課時磁場 磁場對電流的作用課時訓(xùn)練.doc

第課時磁場磁場對電流的作用【測控導(dǎo)航】知識點題號1.磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線1、2、102.磁通量3、43.通電導(dǎo)體受到安培力作用5、6、7、84.與安培力有關(guān)的力學(xué)綜合問題9、11、121.(2012上海普陀區(qū)一模)把一根長直導(dǎo)線平行地放在磁針的正上方附近,當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時,磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn).首先觀察到這個實驗現(xiàn)象的物理學(xué)家是(A)A.奧斯特B.愛因斯坦C.牛頓D.伽利略解析:奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流會產(chǎn)生磁場,故選項A對,選項B、C、D錯誤.2.為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流引起的.在下列四個圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是(B)解析:本題考查的是電流的磁效應(yīng)問題,意在考查學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力.由日常知識可知,地球的南極為磁場的N極,由右手螺旋定則可知,電流方向如圖B,故選項B正確.3.如圖所示,一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,若球冠的底面大圓半徑為r,磁場方向與球冠底面垂直,則穿過整個球冠的磁通量為(A)A.r2BB.大于r2BC.小于r2BD.不能確定解析:有效面積S=r2,所以磁通量=r2B.4.如圖所示,ab是水平面上一個圓形線圈的直徑,在過ab的豎直面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef,且ef平行于ab,當(dāng)ef豎直向上平移時,穿過線圈面積的磁通量將(C)A.逐漸變大B.逐漸變小C.始終為零D.不為零,但始終保持不變解析:穿過線圈的磁通量是由通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場造成的,但是通電導(dǎo)線處于圓形線圈的正上方,所以穿過線圈的磁通量為零,而豎直方向的移動不會影響總磁通量的變化.5.如圖所示,紙面內(nèi)A、B兩點間連接有四段導(dǎo)線,ACB、ADB、AEB、AFB,四段導(dǎo)線的粗細(xì)相同,材料相同,勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向內(nèi),現(xiàn)給MN兩端加上電壓,則關(guān)于四段導(dǎo)線下列說法正確的是(B)A.四段導(dǎo)線受到的安培力的大小相等B.四段導(dǎo)線受到的安培力方向相同C.ADB段受到的安培力最小D.ACB段受到的安培力最大解析:四段導(dǎo)線等效成通電直導(dǎo)線的等效長度都等于ADB的長度,電流方向相同,因此受到的安培力的方向相同,由于ADB段電阻最小,因此電流最大,受到的安培力最大.6.如圖所示,電磁炮由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成.當(dāng)電源接通后,磁場對流過炮彈的電流產(chǎn)生力的作用,使炮彈獲得極大的發(fā)射速度.下列各俯視圖中正確表示磁場B方向的是(B)解析:要使電磁炮彈加速,則炮彈應(yīng)受向右的安培力.由左手定則可知:磁場方向應(yīng)為垂直紙面向外.B正確.7.如圖所示,均勻繞制的螺線管水平放置,在其正中心的上方附近用絕緣線水平吊起通電直導(dǎo)線A.A與螺線管垂直,“”表示導(dǎo)線中電流的方向垂直于紙面向里.開關(guān)S閉合后,A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是(C)A.水平向左B.水平向右C.豎直向下D.豎直向上解析:開關(guān)閉合后根據(jù)安培定則可判定導(dǎo)線所在位置處磁感線的方向為水平向右,再由左手定則判定導(dǎo)線受到安培力的方向為豎直向下,C項正確.8.如圖所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān),O是轉(zhuǎn)動軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口,M、N接電源線,閘刀處于垂直紙面向里、B=1 T的勻強(qiáng)磁場中,CO間距離為10 cm,當(dāng)磁場力為0.2 N時,閘刀開關(guān)會自動跳開.則要使閘刀開關(guān)能跳開,CO中通過的電流的大小和方向為(B)A.電流方向CO B.電流方向OCC.電流大小為1 AD.電流大小為0.5 A解析:根據(jù)左手定則通以O(shè)到C方向的電流時,受到的安培力向左,安培力為0.2 N時,電流應(yīng)為2 A,B正確.9.如圖所示,有一固定在水平地面上的傾角為的光滑斜面,有一根水平放在斜面上的導(dǎo)體棒,長為L,質(zhì)量為m,通有垂直紙面向外的電流I.空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)在釋放導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒靜止不動,設(shè)導(dǎo)體棒受到斜面的支持力為N,則關(guān)于導(dǎo)體棒所受各力間的關(guān)系正確的是(重力加速度為g)(C)A.mgsin =BIL B.mgcos =BILC.mgcos =N-BILsin D.Nsin =BIL解析:對導(dǎo)體棒受力分析如圖所示,沿垂直于斜面方向列平衡方程得N=BILsin +mgcos 解得mgcos =N-BILsin 故C選項正確,D選項錯誤;平行斜面方向列平衡方程得BILcos =mgsin ,故A、B錯誤.10.已知地磁場的水平分量為B,利用這一值可以測定某一弱磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,如圖所示為測定通電線圈中央一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度.實驗方法:先將未通電線圈平面固定于南北方向豎直平面內(nèi),中央放一枚小磁針,N極指向北方;給線圈通電,此時小磁針N極指北偏東角后靜止,由此可以確定線圈中電流方向(由東向西看)與線圈中央的合磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為(C)A.順時針;BcosB.順時針;BsinC.逆時針;BcosD.逆時針;Bsin解析:通電線圈產(chǎn)生磁場方向向東,由安培定則可知電流沿逆時針方向;磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量,根據(jù)其疊加原理可得B=Bcos (B為合磁感應(yīng)強(qiáng)度),所以B=Bcos.分析這類新情景問題,一定要認(rèn)真審題,把圖文結(jié)合閱讀,并需要較強(qiáng)的空間想象能力.11.粗細(xì)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 g,長度l=60 cm,沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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(dāng)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x=1 mm,求該彈簧的勁度系數(shù).(3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過0.2 A的電流時兩根彈簧均被拉長多少?(取g=9.6 m/s2=9.6 N/kg)解析:(1)只有當(dāng)ab受到的安培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,由二力平衡得mg=IlB,則I=mgBl=0.019.60.40.6 A=0.4 A.(2)當(dāng)導(dǎo)線中通過由a到b的電流時,受到豎直向上的安培力作用,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I1lB+2kx=mg可得彈簧的勁度系數(shù)k=mg-I1lB2x=0.019.6-0.20.60.420.001 N/m=24 N/m.(3)當(dāng)電流方向由b到a時,ab所受安培力豎直向下,這時的平衡方程為:2kx=mg+I2lB,由此式可求出兩根彈簧均被拉伸的長度為x=mg+I2lB2k=0.019.6+0.20.60.4224 m=0.003 m.答案:(1)由a到b0.4 A(2)24 N/m(3)0.003 m12.水平面上有電阻不計的U形導(dǎo)軌NMPQ,它們之間的寬度為l,M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內(nèi)阻).現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m,電阻為R的金屬棒ab,并加一個范圍較大的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與水平面夾角為且指向右斜上方,如圖所示,問:(1)當(dāng)ab棒靜止時,受到的支持力和摩擦力各為多少?(2)若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時B的方向如何?解析:從b向a看側(cè)視圖如圖所示. (1)水平方向:f=Fsin