高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十一）磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用（普通高中）

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十一）磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(一)普通高中適用作業(yè)[A級(jí)——基礎(chǔ)小題練熟練快]★1.磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則()A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＞BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba＜BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小解析：選A磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、I、L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯(cuò)誤；由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba>Bb，所以A正確，B錯(cuò)誤。★2．(2018·溫州模擬)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說(shuō)法正確的是()A．安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B．安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C．安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)D．將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半解析：選B根據(jù)左手定則可知，安培力方向與磁場(chǎng)和電流組成的平面垂直，即與電流和磁場(chǎng)方向都垂直，故A錯(cuò)誤，B正確；磁場(chǎng)與電流不垂直時(shí)，安培力的大小為F＝BILsinθ，則安培力的大小與通電導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，故C錯(cuò)誤；將直導(dǎo)線在垂直于磁場(chǎng)的方向的平面內(nèi)從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(\r(2),2)，故D錯(cuò)誤。3.(2018·濟(jì)寧模擬)圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()A．向上B．向下C．向左D．向右解析：選B帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力，磁場(chǎng)為4根長(zhǎng)直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)，根據(jù)安培定則，a在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃?，b在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向上，c在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃螅琩在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，所以合磁場(chǎng)方向水平向左。根據(jù)左手定則，帶正電粒子在合磁場(chǎng)中所受洛倫茲力方向向下，故B正確。4.[多選](2018·廣州模擬)在同一平面內(nèi)有①、②、③三根等間距平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，通入的電流強(qiáng)度分別為1A、2A、1A，②的電流方向?yàn)閏→d且受到安培力的合力方向水平向右，則()A．①的電流方向?yàn)閍→bB．③的電流方向?yàn)閑→fC．①受到安培力的合力方向水平向左D．③受到安培力的合力方向水平向左解析：選BCD根據(jù)“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，因②的電流方向?yàn)閏→d且受到安培力的合力方向水平向右，可知①的電流方向?yàn)閎→a，③的電流方向?yàn)閑→f，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；①受到②③的排斥力，故安培力的合力方向水平向左，選項(xiàng)C正確；③受到②的吸引力和①的排斥力，因②的吸引力大于①的排斥力，故③受到安培力的合力方向水平向左，選項(xiàng)D正確。★5.如圖所示，用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)導(dǎo)線框，導(dǎo)線框是由兩同心半圓弧導(dǎo)線和兩直導(dǎo)線ab、cd(ab、cd在同一條水平直線上)連接而成的閉合回路，導(dǎo)線框中通有圖示方向的電流，處于靜止?fàn)顟B(tài)。在半圓弧導(dǎo)線的圓心處沿垂直于導(dǎo)線框平面的方向放置一根長(zhǎng)直導(dǎo)線P。當(dāng)P中通以方向向外的電流時(shí)()A．導(dǎo)線框?qū)⑾蜃髷[動(dòng)B．導(dǎo)線框?qū)⑾蛴覕[動(dòng)C．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)㈨槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D．從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選D當(dāng)P中通以方向向外的電流時(shí)，由安培定則可知長(zhǎng)直導(dǎo)線P產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉Ｓ勺笫侄▌t可判斷出ab所受的安培力方向垂直紙面向外，cd所受的安培力方向垂直紙面向里，故從上往下看，導(dǎo)線框?qū)⒛鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。6．(2018·鄭州模擬)如圖所示，兩根無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線均通以恒定電流I，兩根導(dǎo)線的直線部分和坐標(biāo)軸非常接近，彎曲部分是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的、半徑相同的一段圓弧，規(guī)定垂直于紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，已知直線部分在原點(diǎn)O處不形成磁場(chǎng)，此時(shí)兩根導(dǎo)線在坐標(biāo)原點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列四個(gè)選項(xiàng)中均有四根同樣的、通以恒定電流I的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線，O處磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的是()解析：選A由磁場(chǎng)的疊加可知A圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；B圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B；C圖中，O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為－2B；D圖中，O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為－B。7.(2018·煙臺(tái)模擬)在地球赤道上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，用磁傳感器測(cè)得赤道上P點(diǎn)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。將一條形磁鐵固定在P點(diǎn)附近的水平面上，讓N極指向正北方向，如圖所示，此時(shí)用磁傳感器測(cè)得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；現(xiàn)將條形磁鐵以P點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)90°，使其N(xiāo)極指向正東方向，此時(shí)用磁傳感器測(cè)得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)為(可認(rèn)為地磁南、北極與地理北、南極重合)()A．B1－B0 B．B1＋B0C.eq\r(B02＋B12) D.eq\r(2B02＋B12－2B0B1)解析：選D設(shè)條形磁鐵在P點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′，當(dāng)N極指向正北方時(shí)，B1＝B0＋B′，解得B′＝B1－B0，當(dāng)N極指向正東方時(shí)，P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\r(B02＋B′2)＝eq\r(B02＋B1－B02)＝eq\r(2B02＋B12－2B0B1)，D正確。[B級(jí)——中檔題目練通抓牢]★8．(2018·福建漳州八校聯(lián)考)如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌CD、EF間距為L(zhǎng)，與電動(dòng)勢(shì)為E0的電源相連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面成θ角，回路其余電阻不計(jì)。為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及其方向分別為()A.eq\f(mgR,E0L)，水平向右B.eq\f(mgRcosθ,E0L)，垂直于回路平面向上C.eq\f(mgRtanθ,E0L)，豎直向下D.eq\f(mgRsinθ,E0L)，垂直于回路平面向下解析：選D對(duì)金屬棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示；從圖可以看出，當(dāng)安培力沿斜面向上時(shí)，安培力最小，故安培力的最小值為：FA＝mgsinθ，故磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為B＝eq\f(FA,IL)＝eq\f(mgsinθ,IL)，根據(jù)歐姆定律，有E0＝IR，故B＝eq\f(mgRsinθ,E0L)，故D正確。9．[多選](2018·肇慶模擬)如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑長(zhǎng)導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直磁場(chǎng)，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t＝0時(shí)導(dǎo)線恰好靜止，若B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，下列說(shuō)法正確的是()A．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)B．在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動(dòng)C．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先增大后減小D．在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小解析：選AD當(dāng)t＝0時(shí)，由左手定則可知，MN受到向右的作用力，根據(jù)F安＝BLI，由于B最大，故此時(shí)的安培力最大，則MN的加速度最大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，故加速度減小，而MN的速度在增大，當(dāng)B＝0時(shí)，加速度為0，速度最大，當(dāng)B反向時(shí)，安培力也會(huì)反向，則加速度也反向，MN做減速運(yùn)動(dòng)，到半個(gè)周期時(shí)，MN減速到0，此時(shí)的加速度反向最大，然后MN再反向運(yùn)動(dòng)，到一個(gè)周期時(shí)MN又回到原出發(fā)的位置，故在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的加速度先減小后增大，而其速度則是先增大后減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。10．[多選](2018·河北定州中學(xué)模擬)如圖所示，在兩磁極之間放一培養(yǎng)皿，磁感線垂直培養(yǎng)皿，皿內(nèi)側(cè)壁有環(huán)狀電極A，中心有電極K，皿內(nèi)裝有電解液，若不考慮電解液和培養(yǎng)皿之間的阻力，當(dāng)通以如圖所示電流時(shí)，則()A．電解液將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)流動(dòng)B．電解液靜止不動(dòng)C．若將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，則電解液旋轉(zhuǎn)流動(dòng)將變慢D．若將磁場(chǎng)的方向和電流的方向均變?yōu)楹驮瓉?lái)相反，則電解液轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變解析：選AD電解液中當(dāng)通以如題圖所示電流時(shí)，將電解液看成無(wú)數(shù)個(gè)幅條狀導(dǎo)體組成，每根導(dǎo)體中電流從環(huán)邊緣流向K，由左手定則判斷可知，電解液所受的安培力方向沿順時(shí)針，因此電解液將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；若將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，其有效電阻減小，電路中電流增大，由F＝BIL知，電解液所受的安培力增大，則電解液旋轉(zhuǎn)流動(dòng)將變快，故C錯(cuò)誤；若將磁場(chǎng)的方向和電流的方向均變?yōu)楹驮瓉?lái)相反，由左手定則可知安培力方向不變，則電解液轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，故D正確?！?1．(2018·南昌十所省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有n匝，線圈由粗細(xì)均勻、單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為2.5g的導(dǎo)線繞制而成，三條細(xì)線呈對(duì)稱分布，穩(wěn)定時(shí)線圈平面水平，在線圈正下方放有一個(gè)圓柱形條形磁鐵，磁鐵中軸線OO′垂直于線圈平面且通過(guò)其圓心O，測(cè)得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T，方向與豎直線成30°角，要使三條細(xì)線上的張力為零，線圈中通過(guò)的電流至少為()A.0.1A B.0.2AC.0.05A D.0.01A解析：選A設(shè)線圈的半徑為r，則線圈的質(zhì)量m＝2nπr×2.5×10－3kg，磁場(chǎng)的水平分量為Bsin30°，線圈受到的安培力為：F＝Bsin30°×I×2nπr，由于線圈所受向上的安培力等于線圈的重力，則2nπr×2.5×10－3×10＝Bsin30°×I×2nπr，解得：I＝0.1A，選項(xiàng)A正確。12.(2018·淮北模擬)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。用絕緣輕質(zhì)絲線把底部長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源，導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)。當(dāng)有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí)，拉力顯示器可以直接顯示力敏傳感器所受的拉力。當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時(shí)，拉力顯示器的示數(shù)為F1；接入恒定電壓為E2時(shí)(電流方向與電壓為E1時(shí)相反)，拉力顯示器的示數(shù)為F2。已知F1>F2，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()A．B＝eq\f(RF1－F2,LE1－E2) B．B＝eq\f(RF1－F2,LE1＋E2)C．B＝eq\f(RF1＋F2,LE1－E2) D．B＝eq\f(RF1＋F2,LE1＋E2)解析：選B當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時(shí)，拉力顯示器的示數(shù)為F1，則F1＝mg＋Beq\f(E1,R)L;接入恒定電壓為E2時(shí)(電流方向與電壓為E1時(shí)相反)，拉力顯示器的示數(shù)為F2，則F2＝mg－Beq\f(E2,R)L；聯(lián)立解得B＝eq\f(RF1－F2,LE1＋E2)，選項(xiàng)B正確。13.(2018·唐山五校聯(lián)考)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限分布著非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，沿y軸方向磁場(chǎng)分布是不變的，沿x軸方向磁感應(yīng)強(qiáng)度與x滿足關(guān)系B＝kx，其中k是一恒定的正數(shù)，由粗細(xì)均勻的同種規(guī)格導(dǎo)線制成的正方形線框ADCB邊長(zhǎng)為a，A處有一極小開(kāi)口AE，整個(gè)線框放在磁場(chǎng)中，且AD邊與y軸平行，AD邊與y軸距離為a，線框A、E兩點(diǎn)與一電源相連，穩(wěn)定時(shí)流入線框的電流為I，關(guān)于線框受到的安培力情況，下列說(shuō)法正確的是()A．整個(gè)線框受到的合力方向與BD連線垂直B．整個(gè)線框沿y軸方向所受合力為0C．整個(gè)線框在x軸方向所受合力為eq\f(1,4)ka2I，沿x軸正向D．整個(gè)線框在x軸方向所受合力為eq\f(3,4)ka2I，沿x軸正向解析：選B根據(jù)左手定則可知，DC邊和BE邊受的安培力大小相等，方向相反，AD邊受的安培力水平向左，大小為F1＝BIL＝ka·I·a＝ka2I，CB邊受的安培力水平向右，大小為F2＝B′IL＝k·2a·I·a＝2ka2I，整個(gè)線框受的安培力水平向右，大小為F2－F1＝ka2I，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。[C級(jí)——難度題目自主選做]14.(2018·渭南質(zhì)檢)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)，兩個(gè)不計(jì)電阻的金屬圓環(huán)表面光滑，豎直懸掛在等長(zhǎng)的細(xì)線上，金屬環(huán)面平行，相距1m，兩環(huán)分別與電源正負(fù)極相連。現(xiàn)將一質(zhì)量為0.06kg、電阻為1.5Ω的導(dǎo)體棒輕放在環(huán)上，導(dǎo)體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動(dòng)，試求在此位置上棒對(duì)每一個(gè)環(huán)的壓力為多少？若已知