2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)題型分類練習(xí)卷：磁場及其描述安培力

1、磁場及其描述安培力題型一磁現(xiàn)象和磁場幾種常見的磁場 典例1 在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)的實驗時,為使實驗方便且效果明顯,通電直導(dǎo)線應(yīng)()A.平行于南北方向,位于小磁針上方B.平行于東西方向,位于小磁針上方C.平行于東南方向,位于小磁針下方D.平行于西南方向,位于小磁針下方變式1:關(guān)于地磁場,下列說法正確的是()A.指南針總是指向南北,是因為受到了地磁場的作用B.地磁兩極與地理兩極完全重合C.地球周圍的地磁場的磁感線是從地磁南極出發(fā)到地磁北極D.我國宋代學(xué)者沈括正確找到了地磁場產(chǎn)生的原因題型二磁感應(yīng)強度、磁感線 典例2 歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流和電壓、電阻關(guān)系時,因無電源和電流表,他利用金屬在冷水

2、和熱水中產(chǎn)生電動勢代替電源,用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流,具體做法是:在地磁場作用下處于水平靜止的小磁針上方,平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線,當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時,小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);已知直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比。當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時,小磁針偏轉(zhuǎn)了30°,則當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時,通過該直導(dǎo)線的電流為I的(不考慮地球的地理兩極與地磁兩極的偏差)()A.3倍B.倍C.D.變式2:關(guān)于磁感線與電場線的描述,正確的是()A.電場線起止于電荷,磁感線起止于磁極B.靜電場的電場線一定不閉合,磁感線一定是閉合的C.磁感線是自由小磁針在磁場力作用下的運動軌跡D.電場線

3、和磁感線實際上均存在題型三安培定則,磁場的疊加 典例3 如圖所示,兩根平行長直導(dǎo)線相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定電流;a,b,c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點,左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為,l和3l。關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度,下列判斷正確的是()A.a點的磁感應(yīng)強度大小比c點的小B.b,c兩點的磁感應(yīng)強度大小相等C.a,c兩點的磁感應(yīng)強度方向相同D.b點的磁感應(yīng)強度為零變式3:有兩根長直導(dǎo)線a,b互相平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi),O點為兩根導(dǎo)線連線的中點,M,N為兩根導(dǎo)線附近的兩點,它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上,且與O點的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒

4、定電流I,則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是()A.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同B.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反C.在線段MN中點O處的磁感應(yīng)強度最大D.在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零題型四通電導(dǎo)線在磁場中受到的力 典例4 如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時,下面說法錯誤的是()A.磁鐵對桌面的壓力增大,且受到向左的摩擦力作用B.磁鐵對桌面的壓力減小,且受到向右的摩擦力作用C.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,電流反向,磁鐵對桌面的壓力會減小D.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,磁鐵不

5、受摩擦力變式4:如圖,等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,固定于勻強磁場中,線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直,線框頂點M,N與直流電源兩端相接,已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為()A.2FB.1.5FC.0.5FD.0題型五安培力作用下的導(dǎo)體運動分析典例5 如圖所示,把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后,線圈的運動情況是()A.線圈向左運動 B.線圈向右運動C.從上往下看順時針轉(zhuǎn)動D.從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動變式5:如圖所示是一種簡易電動機模型,固定在豎直方向的強磁鐵和干電池緊密接

6、觸,擱在其上的“心形”導(dǎo)電線圈可自由旋轉(zhuǎn),線圈下端與導(dǎo)電的強磁鐵接觸良好。若強磁鐵的上端為N極,電池的上端為正,設(shè)電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r,“心形”導(dǎo)電線圈接入電路部分的總電阻為R,則下列判斷正確的是()A.線圈俯視逆時針轉(zhuǎn)動 B.旋轉(zhuǎn)時電源消耗的電功率小于C.旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時,線圈中的電流為 D.旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時,線圈中電流比剛開始轉(zhuǎn)動時的大題型六安培力作用下的平衡問題典例6 如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強度B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5

7、 V、內(nèi)阻r=0.50 的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5 ,金屬導(dǎo)軌電阻不計,g取10 m/s2。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:(1)通過導(dǎo)體棒的電流;(2)導(dǎo)體棒受到安培力大小;(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力。變式6:如圖所示,一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌平行且間距為L,導(dǎo)軌處在豎直方向的勻強磁場中,當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自右向左的電流I時,導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37°角的導(dǎo)

8、軌上,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:(1)磁場的磁感應(yīng)強度B;(2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN。同步練習(xí)1.(磁現(xiàn)象和磁場)如圖甲是用磁傳感器探究通電螺線管內(nèi)部磁場的實驗裝置(局部);圖乙是電腦處理實驗數(shù)據(jù)后得到的通電螺線管內(nèi)部中軸線上的磁感應(yīng)強度B隨x變化的圖象,x1和x2是螺線管兩端點的坐標(biāo)。由該圖象可知()A.整個通電螺線管內(nèi)部都是勻強磁場B.通電螺線管兩端點處磁感應(yīng)強度最大C.通電螺線管兩端點處磁感應(yīng)強度為零D.通電螺線管內(nèi)有近似勻強磁場區(qū)段2.(安培力的理解)在磁場中的同一位置放置一條直導(dǎo)線,導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直,則下列描述導(dǎo)線

9、受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系圖象正確的是()3.(通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力)(2016·浙江10月選考,10)如圖所示,把一根通電的硬直導(dǎo)線ab,用輕繩懸掛在通電螺線管正上方,直導(dǎo)線中的電流方向由a向b。閉合開關(guān)S瞬間,導(dǎo)線a端所受安培力的方向是()A.向上B.向下C.垂直紙面向外D.垂直紙面向里4.(磁感應(yīng)強度的疊加)(多選)如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導(dǎo)線L1,L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a,b兩點,它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中,外磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a,b兩點的磁感應(yīng)

10、強度大小分別為B0和B0,方向也垂直于紙面向外。則()A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0B.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0D.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B05.(安培力作用下的平衡問題)如圖所示,PQ和MN為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌,相距L=1 m。P,M間接有一個電動勢為E=6 V、內(nèi)阻為r=1 的電源和一只滑動變阻器,導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上,棒的質(zhì)量為m=0.2 kg,棒的中點用細(xì)繩經(jīng)定滑輪與一物體相連(繩與棒垂直),物體的質(zhì)量為M=0.3 kg。棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為=0.5(設(shè)最大靜摩擦力與

11、滑動摩擦力相等,導(dǎo)軌與棒的電阻不計,g取10 m/s2),勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2 T,方向豎直向下,為了使物體保持靜止,滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是()A.2 B.4 C.5 D.6 參考答案題型一磁現(xiàn)象和磁場幾種常見的磁場 典例1 在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)的實驗時,為使實驗方便且效果明顯,通電直導(dǎo)線應(yīng)()A.平行于南北方向,位于小磁針上方B.平行于東西方向,位于小磁針上方C.平行于東南方向,位于小磁針下方D.平行于西南方向,位于小磁針下方答案:A變式1:關(guān)于地磁場,下列說法正確的是(A)A.指南針總是指向南北,是因為受到了地磁場的作用B.地磁兩極與地理兩極完全重合C.地球周圍的地磁

12、場的磁感線是從地磁南極出發(fā)到地磁北極D.我國宋代學(xué)者沈括正確找到了地磁場產(chǎn)生的原因題型二磁感應(yīng)強度、磁感線 典例2 歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流和電壓、電阻關(guān)系時,因無電源和電流表,他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電動勢代替電源,用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流,具體做法是:在地磁場作用下處于水平靜止的小磁針上方,平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線,當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時,小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn);已知直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比。當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時,小磁針偏轉(zhuǎn)了30°,則當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時,通過該直導(dǎo)線的電流為I的(不考慮地球的地理兩極與地磁兩極的偏差)()A.3倍B.倍C

13、.D.答案A變式2:關(guān)于磁感線與電場線的描述,正確的是(B)A.電場線起止于電荷,磁感線起止于磁極B.靜電場的電場線一定不閉合,磁感線一定是閉合的C.磁感線是自由小磁針在磁場力作用下的運動軌跡D.電場線和磁感線實際上均存在題型三安培定則,磁場的疊加 典例3 如圖所示,兩根平行長直導(dǎo)線相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定電流;a,b,c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點,左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為,l和3l。關(guān)于這三點處的磁感應(yīng)強度,下列判斷正確的是()A.a點的磁感應(yīng)強度大小比c點的小B.b,c兩點的磁感應(yīng)強度大小相等C.a,c兩點的磁感應(yīng)強度方向相同D.b點的磁感應(yīng)強度為零答案:D變式3:有兩根長直導(dǎo)

14、線a,b互相平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在圖中所示的平面內(nèi),O點為兩根導(dǎo)線連線的中點,M,N為兩根導(dǎo)線附近的兩點,它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上,且與O點的距離相等。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度的說法中正確的是(B)A.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同B.M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反C.在線段MN中點O處的磁感應(yīng)強度最大D.在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零題型四通電導(dǎo)線在磁場中受到的力 典例4 如圖所示,一條形磁鐵放在水平桌面上,在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線,當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時,下面說法錯

15、誤的是()A.磁鐵對桌面的壓力增大,且受到向左的摩擦力作用B.磁鐵對桌面的壓力減小,且受到向右的摩擦力作用C.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,電流反向,磁鐵對桌面的壓力會減小D.若將導(dǎo)線移至磁鐵中點的正上方,磁鐵不受摩擦力答案:B變式4:如圖,等邊三角形線框LMN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,固定于勻強磁場中,線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直,線框頂點M,N與直流電源兩端相接,已知導(dǎo)體棒MN受到的安培力大小為F,則線框LMN受到的安培力的大小為(B)A.2FB.1.5FC.0.5FD.0題型五安培力作用下的導(dǎo)體運動分析典例5 如圖所示,把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心

16、且垂直線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通以圖中方向的電流后,線圈的運動情況是()A.線圈向左運動 B.線圈向右運動C.從上往下看順時針轉(zhuǎn)動D.從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動答案:A變式5:如圖所示是一種簡易電動機模型,固定在豎直方向的強磁鐵和干電池緊密接觸,擱在其上的“心形”導(dǎo)電線圈可自由旋轉(zhuǎn),線圈下端與導(dǎo)電的強磁鐵接觸良好。若強磁鐵的上端為N極,電池的上端為正,設(shè)電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r,“心形”導(dǎo)電線圈接入電路部分的總電阻為R,則下列判斷正確的是(B)A.線圈俯視逆時針轉(zhuǎn)動B.旋轉(zhuǎn)時電源消耗的電功率小于C.旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時,線圈中的電流為D.旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定時,線圈中電流比剛開始轉(zhuǎn)動時的大題型六安培力作用下的平衡問題

17、典例6 如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40 m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角=37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強度B=0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內(nèi)阻r=0.50 的直流電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5 ,金屬導(dǎo)軌電阻不計,g取10 m/s2。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:(1)通過導(dǎo)體棒的電流;(2)導(dǎo)體棒受到安培力大小;(3)導(dǎo)

18、體棒受到的摩擦力。答案:(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N,方向沿導(dǎo)軌向下變式6:如圖所示,一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌平行且間距為L,導(dǎo)軌處在豎直方向的勻強磁場中,當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自右向左的電流I時,導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37°角的導(dǎo)軌上,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:(1)磁場的磁感應(yīng)強度B;(2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN。答案:(1)(2)mg同步練習(xí)1.(磁現(xiàn)象和磁場)如圖甲是用磁傳感器探究通電螺線管內(nèi)部磁場的實驗裝置(局部);圖乙是電腦處理實驗數(shù)據(jù)后得到的通電螺線管內(nèi)部中軸線上的磁感應(yīng)強度B隨x變化的圖象,x1和x2是螺線管兩端點的坐標(biāo)。由該圖象可知(D)A.整個通電螺線管內(nèi)部都是勻強磁場B.通電螺線管兩端點處磁感應(yīng)強度最大C.通電螺線管兩端點處磁感應(yīng)強度為零D.通電螺線管內(nèi)有近似勻強磁場區(qū)段2.(安培力的理解)在磁場中的同一位置放置一條直導(dǎo)線,導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直,則下列描述導(dǎo)線受到的安培力F的大小與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系圖象正確的是(A)3.(通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力)(2016·浙江10月選考,10)如圖所示,把一根通電的硬直導(dǎo)線