2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 磁場及其對電流的作用力

1 20142014 年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之磁場及其對電流的作用力年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之磁場及其對電流的作用力 時間 45 分鐘 滿分 100 分 一 選擇題 8 8 64 1 如下圖所示 一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中 且與磁場方向 垂直于紙面向里 垂直 線段ab bc和cd的長度均為L 且 abc bcd 135 流經(jīng)導(dǎo) 線的電流為I 方向如圖中箭頭所示 導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力 A 方向沿紙面向上 大小為 1 ILB 2 B 方向沿紙面向上 大小為 1 ILB 2 C 方向沿紙面向下 大小為 1 ILB 2 D 方向沿紙面向下 大小為 1 ILB 2 解析 由左手定則及力的合成可知合力方向沿紙面向上 故知選項 C D 錯誤 再由安 培力公式F BIL可得合力大小為 1 ILB 選項 A 正確 B 錯誤 2 答案 A 2 在如下圖所示電路中 電池均相同 當(dāng)電鍵 S 分別置于a b兩處時 導(dǎo)線MM 與 NN 之間的安培力的大小分別為Fa Fb 則這兩段導(dǎo)線 A 相互吸引 Fa Fb B 相互排斥 Fa Fb C 相互吸引 Fa Fb D 相互排斥 Fa Fb 解析 電鍵 S 分別置于a b兩處時 電源分別為一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池 而電路中 燈泡電阻不變 則電路中電流Ia Ib MM 在NN 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ba Bb 應(yīng)用安培力公式 F BIL可知Fa Fb 又MM 與NN 電流方向相反 則相互排斥 答案 D 2 3 在等邊三角形的三個頂點a b c處 各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面 導(dǎo)線中通 有大小相等的恒定電流 方向如右圖所示 過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向 A 與ab邊平行 豎直向上 B 與ab邊平行 豎直向下 C 與ab邊垂直 指向左邊 D 與ab邊垂直 指向右邊 解析 a處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場B1的方向垂直于ac連線向左下方 b處導(dǎo)線在c處產(chǎn) 生的磁場B2的方向垂直于bc連線向右下方 B1和B2的合磁場B的方向豎直向下 由左手定 則可判斷出過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向與ab邊垂直 指向左邊 C 正確 答案 C 4 如下圖所示 兩個完全相同的通電圓環(huán)A B的圓心O重合 圓面相互垂直放置 通 電電流相同 電流方向如圖所示 設(shè)每個圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B0 則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 A 0 B 2B0 C B0 D 無法確定 2 解析 據(jù)安培定則可知 圖中A環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里 B環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向豎直向下 據(jù)平行四邊形定則可知 圓心O處磁感 3 應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 2 答案 C 5 2011 上海高考 如下圖 質(zhì)量為m 長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于 O O 并處于勻強(qiáng)磁場中 當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I 且導(dǎo)線保持靜止時 懸線 與豎直方向夾角為 則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為 A z正向 tan B y正向 mg IL mg IL C z負(fù)向 tan D 沿懸線向上 sin mg IL mg IL 解析 若B沿z軸正方向 導(dǎo)線無法平衡 A 錯誤 若B沿y軸正方向 由左手定則 受力如圖甲 mg BIL 所以 B 正確 若B沿z軸負(fù)方向 受力如圖乙 Tsin BIL Tcos mg 所以B tan C 正確 若B沿懸線向上 受力如圖丙 導(dǎo) mg IL 線無法平衡 D 錯誤 答案 BC 6 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0 方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中 水平放置一根長通電直導(dǎo)線 電 流的方向垂直于紙面向里 如下圖所示 a b c d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點 在這四點中 4 A b d兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 B a b兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小 D b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大 解析 通電直導(dǎo)線在c點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0的方向相反 b d兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向與B0垂直 故b d兩點磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 a點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0同向 由磁 場的疊加知c點的合磁感應(yīng)強(qiáng)度最小 A C 項正確 答案 AC 7 如下圖所示 質(zhì)量為m 長為L的導(dǎo)體棒電阻為R 初始時靜止于光滑的水平軌道上 電源電動勢為E 內(nèi)阻不計 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 其方向與軌道平面成 角斜向上 方 開關(guān)閉合后導(dǎo)體棒開始運(yùn)動 則 A 導(dǎo)體棒向左運(yùn)動 B 開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為 BEL R C 開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為 BELsin R D 開關(guān)閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為 BELsin mR 5 解析 磁場方向與導(dǎo)體棒垂直 導(dǎo)體棒所受安培力F BIL 方向為垂直于磁場方 BEL R 向與導(dǎo)線方向所確定的平面斜向下 其有水平向右的分量 故 A C 錯誤 B 正確 導(dǎo)體棒的 合力F合 Fcos 90 Fsin 由a 得a D 正確 F合 m BELsin mR 答案 BD 8 如下圖所示 abcd四邊形閉合線框 a b c三點坐標(biāo)分別為 0 L 0 L L 0 L 0 0 整個空間處于沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中 通入電流I 方向如圖所示 關(guān)于四邊 形的四條邊所受到的安培力的大小 下列敘述中正確的是 A ab邊與bc邊受到的安培力大小相等 B cd邊受到的安培力最大 C cd邊與ad邊受到的安培力大小相等 D ad邊不受安培力作用 解析 根據(jù)左手定則 ab邊受到的安培力大小為Fab BIab bc邊平行于磁場方向受力 為零 故 A 錯 ad邊受到的安培力大小為Fad BIOd cd邊受到的安培力大小為Fcd BIcd 故 B 正確 C D 均錯 答案 B 二 計算題 3 12 36 9 如下圖所示 在傾角為 37 的光滑斜面上有一根長為 0 4 m 質(zhì)量為 6 10 2 kg 的 通電直導(dǎo)線 電流I 1 A 方向垂直于紙面向外 導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動 整個 裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加 0 4 T 方向豎直向上的磁場中 設(shè)t 0 時 B 0 則需要多 長時間 斜面對導(dǎo)線的支持力為零 g取 10 m s2 6 解析 斜面對導(dǎo)線的支持力為零時導(dǎo)線的受力如上圖所示 由平衡條件 FTcos37 F FTsin37 mg 由 解得F 代入數(shù)值得 F 0 8 N mg tan37 由F BIL得B T 2 T F IL 0 8 1 0 4 B與t的變化關(guān)系為B 0 4t 所以t 5 s 答案 5 s 10 半徑為r 電流為I1的通電圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 在圓環(huán)下方距圓心a 為L的地方水平放置一根電流為I2的無限長直導(dǎo)線MN時 圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?零 設(shè)圓環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi) 如下圖所示 求 7 1 根據(jù)對稱性 直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少 方向如何 2 如果把圓環(huán)平移到b點 使圓環(huán)的圓心與b點重合 則圓環(huán)電流與直線電流在b點 產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是多少 方向如何 解析 1 圓環(huán)電流在圓心a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 方向垂直紙面向外 加上直 導(dǎo)線后 a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 說明 直導(dǎo)線I2在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 方向 垂直紙面向里 又因為a b兩點到直導(dǎo)線的距離相等 因此 直導(dǎo)線I2在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 為B 方向垂直紙面向外 2 當(dāng)把圓環(huán)平移到b點后 圓環(huán)在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 方向垂直紙面向外 和 直導(dǎo)線I2在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度合成后 可得 b點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 2B 方向垂直紙 面向外 答案 1 B 垂直紙面向外 2 2B 垂直紙面向外 11 2013 濟(jì)寧模擬 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 如下圖所示 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 8 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 mg BL 0 01 9 6 0 4 0 6 2 當(dāng)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 2k x mg 可得彈簧的勁度系數(shù) k N m mg BI