2025版高考物理一輪總復習專題九磁場第1講磁場磁吃電流的作用提能演練

第1講磁場、磁場對電流的作用學問鞏固練1.如圖所示，圓環(huán)上帶有大量的負電荷，當圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是 ()A.a、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)B.b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)C.b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)D.b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)【答案】B2.(2024年浙江卷)如圖所示，水平放置的電子秤上有一磁性玩具，玩具由啞鈴狀物件P和左端有玻璃擋板的凹形底座Q構(gòu)成，其重量分別為GP和GQ.用手使P的左端與玻璃擋板靠近時，感受到P對手有靠向玻璃擋板的力，P與擋板接觸后放開手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)(即P和Q的其余部分均不接觸)，P與Q間的磁力大小為F.下列說法正確的是 ()A.Q對P磁力大小等于GPB.P對Q的磁力方向豎直向下C.Q對電子秤的壓力大小等于GQ＋FD.電子秤對Q的支持力大小等于GP＋GQ【答案】D【解析】由題意可知，因手使P的左端與玻璃擋板靠近時，感受到P對手有靠向玻璃擋板的力，即Q對P有水平向左的磁力；P與擋板接觸后放開手，P處于“磁懸浮”狀態(tài)，則說明Q對P有豎直向上的磁力，則Q對P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于GP，A、B錯誤；對P、Q的整體受力分析，豎直方向電子秤對Q的支持力大小等于GP＋GQ，即Q對電子秤的壓力大小等于GP＋GQ，C錯誤，D正確.3.(2024年華師附中測試)(多選)在勻強磁場中放入一條通電短導線，并將它固定.然后變更導線中通入的電流，畫出該導線所受安培力的大小F與通過導線電流I的關系圖像，其中圖A為曲線.M、N各代表一組F、I的數(shù)據(jù).則在下列四幅圖中，你認為可能正確的是 ()A B C D【答案】BD【解析】在勻強磁場中，通電導線受到的安培力為F＝BILsinθ，當電流方向與磁場方向平行時，安培力為0.當電流方向與磁場方向不平行時，在勻強磁場中，安培力與電流大小成正比，F(xiàn)－I圖像為過原點的直線.故B、D正確.4.如圖所示，水平導軌接有電源，導軌上固定有三根用同種材料制作的導體棒a、b、c，其中b最短，c為直徑與b等長的半圓，導體的電阻與其長度成正比，導軌電阻不計.現(xiàn)將裝置置于向下的勻強磁場中，接通電源后，三根導體棒中均有電流通過，則它們受到安培力的大小關系為 ()A.Fa＞Fb＝Fc B.Fa＝Fb＞FcC.Fa＝Fb＝Fc D.Fa＞Fb＞Fc【答案】B【解析】導體棒a、b、c的有效長度相等，但c的電阻大于a、b，所以通過c的電流小于a、b.由F＝BIL，可知B正確，A、C、D錯誤.5.如圖所示，在勻強磁場中，有一個正六邊形線框.現(xiàn)給線框通電，正六邊形線框中依次相鄰的四條邊受到的安培力的合力大小是F，則正六邊形線框的每條邊受到的安培力的大小為 ()A.33FB.FC.3FD.2【答案】A【解析】依據(jù)左手定則，依次相鄰的四條邊中相對的兩條邊受的安培力等大反向合力為零，中間相鄰的兩條邊受安培力方向夾角為60°，每邊受安培力設為F1，則2F1cos30°＝F，可得F1＝33F，故A正確綜合提升練6.如圖所示，AC是四分之一圓弧，O為圓心，D為弧AC中點，A、D、C處各有一垂直紙面的通電直導線，電流大小相等，A、C兩處電流垂直紙面對里，D處電流垂直紙面對外，整個空間再加一個大小為B的勻強磁場，O處的磁感應強度剛好為零.假如將D處電流反向，其他條件都不變，則對O處的磁感應強度大小計算正確的是 ()A.(3＋22)B B.2(2＋1)BC.2B D.0【答案】B【解析】設A、D、C處的電流在O點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小均為B0，則對O點的磁場B02＋B02－B0＝B，即B＝(2－1)B0，B的磁場方向沿左上方45°；假如將D處電流反向，則O處磁場的大小B02＋B02＋B0－7.(多選)如圖所示，兩平行導軌ab，cd豎直放置在勻強磁場中，勻強磁場方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導軌上使其水平且始終與導軌保持良好接觸.現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變更的電流I，同時釋放金屬棒PQ使其運動.已知電流I隨時間t變更的關系式為I＝kt(k為常數(shù)，k＞0)，金屬棒與導軌間存在摩擦.則下面關于棒的速度v、加速度a隨時間t變更的關系圖像中，可能正確的有 ()A BC D【答案】AD【解析】依據(jù)牛頓其次定律，得金屬棒的加速度a＝mg－Ffm，F(xiàn)f＝μFN＝μF安＝μBIL＝μBLkt，聯(lián)立解得加速度a＝g－μBLktm，與時間呈線性關系，故A正確，B錯誤；因為起先加速度方向向下，與速度方向相同，做加速運動，加速度漸漸減小，即做加速度漸漸減小的加速運動，然后加速度方向向上且漸漸增大，8.(2024年湖北卷)(多選)如圖所示，兩平行導軌在同一水平面內(nèi).一導體棒垂直放在導軌上，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)恒定.整個裝置置于勻強磁場中，磁感應強度大小恒定，方向與金屬棒垂直、與水平向右方向的夾角θ可調(diào).導體棒沿導軌向右運動，現(xiàn)給導體棒通以圖示方向的恒定電流，適當調(diào)整磁場方向，可以使導體棒沿導軌做勻加速運動或勻減速運動.已知導體棒加速時，加速度的最大值為33g；減速時，加速度的最大值為3g，其中g為重力加速度大小.A.棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為3B.棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為3C.加速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向下，θ＝60°D.減速階段加速度大小最大時，磁場方向斜向上，θ＝150°【答案】BC【解析】設磁場方向與水平方向夾角為θ1，θ1＜90°；當導體棒加速且加速度最大時，合力向右最大，依據(jù)左手定則和受力分析可知安培力應當斜向右上方，磁場方向斜向右下方，此時有Fsinθ1－μ(mg－Fcosθ1)＝ma1，令cosα＝11＋μ2，依據(jù)數(shù)學學問可得F1＋μ2sin(θ1＋α)＝μmg＋ma1，則有sin(θ1＋α)＝μmg＋ma11＋μ2F≤1.同理磁場方向與水平方向夾角為θ2，θ2＞90°，當導體棒減速，且加速度最大時，合力向左最大，依據(jù)左手定則和受力分析可知安培力應當斜向左下方，磁場方向斜向左上方，此時有Fsinθ2＋μ(mg＋Fsinθ2)＝ma2，有F1＋μ2sin(θ2＋α)＝ma2－μmg，所以有sin(θ2＋α)＝ma2－μmg1＋μ2F≤1.當加速或減速的加速度分別最大時，不等式均取等于，聯(lián)立可得μ＝33，代入cosα＝11＋μ2，可得α＝30°，9.如圖所示，在磁感應強度B＝1T，方向豎直向下的勻強磁場中，有一個與水平面成θ＝37°角的導電滑軌，滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻不計.ab桿長L＝0.5m，質(zhì)量m＝0.2kg，桿與滑軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，滑軌與ab桿的電阻忽視不計.要使ab桿在滑軌上保持靜止，求滑動變阻器R的阻值的變更范圍(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結(jié)果保留1位有效數(shù)字).解：分別畫出ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩種狀況下的受力分析圖，如圖所示.甲乙當ab桿恰好不下滑時，如圖甲所示.由平衡條件，得沿滑軌方向mgsinθ＝μFN1＋F安1c