届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题6.docx

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届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题6

课时跟踪检测（二十六）磁场的描述磁场对电流的作用

对点训练：

磁感应强度、安培定则

1．（多选）（2015·全国卷Ⅱ）指南针是我国古代四大发明之一。

关于指南针，下列说法正确的是（　　）

A．指南针可以仅具有一个磁极

B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场

C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰

D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转

解析：

选BC　指南针是一个小磁体，具有N、S两个磁极，因为地磁场的作用，指南针的N极指向地理的北极，选项A错误，选项B正确。

因为指南针本身是一个小磁体，所以会对附近的铁块产生力的作用，同时指南针也会受到反作用力，所以会受铁块干扰，选项C正确。

在地磁场中，指南针南北指向，当直导线在指南针正上方平行于指南针南北放置时，通电导线产生的磁场在指南针处是东西方向，所以会使指南针偏转，选项D错误。

2．（2014·全国卷Ⅰ）关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（　　）

A．安培力的方向可以不垂直于直导线

B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半

解析：

选B　根据左手定则可知：

安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为

F′＝

BIL，D错误。

3.电视机显像管的偏转线圈示意图如图1所示，某时刻电流方向如图所示。

则环心O处的磁场方向（　　）

图1

A．向下

B．向上

C．垂直纸面向里

D．垂直纸面向外

解析：

选A　对于左右两个螺线管，由安培定则可以判断出上方均为磁场北极，下方均为磁场南极，所以环心O处的磁场方向向下，即A选项正确。

4.（多选）有两根长直导线a、b互相平行放置，如图2所示为垂直于导线的截面图。

在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。

若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是（　　）

图2

A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同

B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反

C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零

解析：

选BD　两根导线分别在M点和N点产生的磁感应强度大小相等，方向如图所示，分析得θ1＝θ2＝θ3＝θ4，矢量相加可知M点、N点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项B正确；线段MN中点O的磁感应强度为零，选项D正确。

5.如图3所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。

ab、bc和cd段的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。

流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。

判断导线abcd所受到的磁场的作用力的合力，下列说法正确的是（　　）

图3

A．方向沿纸面向上，大小为（

＋1）ILB

B．方向沿纸面向上，大小为（

－1）ILB

C．方向沿纸面向下，大小为（

＋1）ILB

D．方向沿纸面向下，大小为（

－1）ILB

解析：

选A　将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的方向，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力。

导线所受合力F＝BIL＋2BILsin45°＝（

＋1）ILB。

对点训练：

安培力作用下的平衡和运动问题

6．（2016·汕头质检）如图4所示，两个圆形线圈P和Q，悬挂在光滑绝缘杆上，通以方向相同的电流，若I1＞I2，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q（　　）

图4

A．相互吸引，F1＞F2

B．相互排斥，F1＞F2

C．相互排斥，F1＝F2

D．相互吸引，F1＝F2

解析：

选D　由于P、Q通以同向电流，据“同向电流相吸，异向电流相斥”可知，P、Q是相互吸引的，P、Q之间的相互吸引力遵循牛顿第三定律，总是等大、反向。

7．（多选）（2015·汕头二模）如图5是自动跳闸的闸刀开关，闸刀处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时，闸刀A端会向左弹开断开电路。

以下说法正确的是（　　）

图5

A．闸刀刀片中的电流方向为C至O

B．闸刀刀片中的电流方向为O至C

C．跳闸时闸刀所受安培力没有做功

D．增大匀强磁场的磁感应强度，可使自动跳闸的电流额定值减小

解析：

选BD　闸刀开关会自动跳开，可知安培力应该向左，由左手定则判断，电流方向为O→C，故A错误，B正确；跳闸时闸刀受到安培力而运动断开，故跳闸时闸刀所受安培力做正功，故C错误；跳闸的作用力是一定的，依据安培力F＝BIL可知，电流I变小，故D正确。

8.（2015·苏州调研）如图6所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。

在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P。

当P中通以方向向外的电流时（　　）

图6

A．导线框将向左摆动

B．导线框将向右摆动

C．从上往下看，导线框将顺时针转动

D．从上往下看，导线框将逆时针转动

解析：

选D　当直导线P中通以方向向外的电流时，由安培定则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向，磁感线是以P为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，由左手定则可判断出直导线ab所受的安培力方向垂直纸面向外，cd所受的安培力方向垂直纸面向里，从上往下看，导线框将逆时针转动，故D正确。

9.（2016·泰州模拟）通有电流的导线L1、L2处在同一平面（纸面）内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动（O为L2的中心），各自的电流方向如图7所示。

下列哪种情况将会发生（　　）。

图7

A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动

B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动

C．L2绕轴O按顺时针方向转动

D．L2绕轴O按逆时针方向转动

解析：

选D　由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向转动。

故D正确。

10.（多选）（2015·广州三模）如图8所示，质量为m、长度为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时悬线与竖直方向夹角为θ。

磁感应强度方向和大小可能为（　　）

图8

A．z正向，

tanθ　　　　B．y正向，

C．z负向，

tanθD．沿悬线向上，

sinθ

解析：

选BC　本题要注意在受力分析时把立体图变成侧视平面图，然后通过平衡状态的受力分析来确定B的方向和大小。

若B沿z正向，则从O向O′看，导线受到的安培力F＝ILB，方向水平向左，如图甲所示，导线无法平衡，A错误。

若B沿y正向，导线受到的安培力竖直向上，如图乙所示。

当FT＝0，且满足ILB＝mg，即B＝

时，导线可以平衡，B正确。

若B沿z负向，导线受到的安培力水平向右，如图丙所示。

若满足FTsinθ＝ILB，FTcosθ＝mg，即B＝

，导线可以平衡，C正确。

若B沿悬线向上，导线受到的安培力垂直于导线指向左下方，如图丁所示，导线无法平衡，D错误。

考点综合训练

11．（2015·南京调研）如图9所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距L＝1m。

PM间接有一个电动势为E＝6V，内阻r＝1Ω的电源和一只滑动变阻器。

导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3kg。

棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10m/s2），匀强磁场的磁感应强度B＝2T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是（　　）

图9

A．6ΩB．5Ω

C．4ΩD．2Ω

解析：

选A　据题意，当棒受到的摩擦力向左且最大时，有：

F＋f＝Mg，由于f＝μFN＝μmg＝1N，则安培力为：

F＝2N，安培力据F＝BLI＝BL

可得R＝5Ω。

当摩擦力向右且最大时有：

Mg＋f＝BLI＝BL

，R＝2Ω，故滑动变阻器阻值范围是2Ω至5Ω，故A选项不可能。

12．（2016·汕头模拟）如图10是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。

则（　　）

图10

A．该磁场是匀强磁场

B．线圈平面总与磁场方向垂直

C．线圈将逆时针转动

D．a、b导线受到的安培力大小总为BIl

解析：

选D　匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等，方向处处相同，由图可知，选项A错误；在图示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；易知选项B错误；由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为BIl，选项D正确。

13.某同学自制一电流表，其原理如图11所示。

质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。

MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。

MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度。

MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g。

图11

（1）当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；

（2）为使电流表正常工作，判断金属杆MN中电流的方向；

（3）若磁场边界ab的长度为L1，bc的长度为L2，此电流表的量程是多少？

解析：

（1）设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx，故Δx＝

。

（2）根据左手定则，金属杆中的电流方向为：

M→N。

（3）设电流表满偏时通过MN的电流为Im，则有：

BImL1＋mg＝k（L2＋Δx）

故Im＝

。

答案：

（1）

（2）M→N　（3）