精品新高考物理二轮复习专题集训81磁场对电流的作用及答案.docx

1、精品新高考物理二轮复习专题集训81磁场对电流的作用及答案8-1磁场对电流的作用一、选择题1在磁场中某区域的磁感线，如图所示，则()A、b两处的磁感应强度的大小不等BBbB、b两处的磁感应强度的大小不等，BB，所以B正确。2(2012大纲全国综)如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。、b在M、N的连线上，为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且、b、c、d到点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A点处的磁感应强度为零B、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D、c两点处磁

2、感应强度的方向不同答案解析根据安培定则可知M、N导线中的电流在点产生的磁场方向均垂直MN连线，由d，故处的磁感应强度不为零，选项A错误；由于M、N两导线中电流大小相等，根据对称性知BBb，磁感应强度方向均垂直于M、N连线，方向相同，选项B错误；c、d关于点对称，M、N两导线中的电流在c、d两点产生的磁感应强度的矢量和相等且方向均为cd，选项正确，由于、b、c、d四点磁感应强度方向均相同，选项D错误。3(2013江苏无锡)有两根长直导线、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图在如图所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线连线的中垂线上两点，与O点的距离相等，M与MN夹角为。若

3、两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()AM点和N点的磁感应强度方向一定相反BM点和N点的磁感应强度大小均为2B0cM点和N点的磁感应强度大小均为2B0D在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零答案AB解析作出两根导线在M、N两处产生的磁感应强度，并根据平行四边形定则求出合磁场，如图所示，显然，A、B两项正确，项错误；两根导线在M、N两处产生的磁感应强度等大反向，合磁场为零，所以D项错误。4(2012保定调研)如图所示，金属细棒质量为，用两根相同的轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中。弹簧的劲

4、度系为。棒b中通有稳恒电流，棒处于平衡状态，并且弹簧的弹力恰好为零。若电流大小不变而方向相反，则()A每根弹簧弹力的大小为gB每根弹簧弹力的大小为2g每根弹簧形变量为D每根弹簧形变量为答案A解析当弹力为零时说明安培力等于重力，电流方向改变时，安培力由向上变为向下，则弹力等于2g，每根弹簧的弹力为g，故A项正确，B项错误；每根弹簧的形变量可以由F，得，故项正确，D项错误。5(2012湖南重点中调研)如图甲所示，两平行导轨与水平面成角倾斜放置，电、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路。细杆与导轨间的摩擦不计，整个装置分别处在如图乙所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是()答案B解析对四个

5、选项受力分析如图，可以看出只有B选项可能使金属细杆处于静止状态，故B正确。6(2012浙江绍兴期末)如图所示，竖直放置的平行金属导轨EF和GH两部分导轨间距为2L，IJ和MN两部分导轨间距为L。整个装置处在水平向里的匀强磁场中，金属杆b和cd的质量均为，可在导轨上无摩擦滑动，且与导轨接触良好。现对金属杆b施加一个竖直向上的作用力F，使其匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则力F的大小为()AgB2g3gD4g答案解析由cd处于静止状态可知cd所受向上的安培力等于g，b所受向下安培力等于2g。由平衡条件可知，力F的大小为3g，选项正确。7(2012豫西五校联考)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂

6、直纸面放置一根长为L，质量为的直导体棒，在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是()AB，方向垂直斜面向上BB，方向垂直斜面向下B，方向竖直向上DB，方向竖直向下答案A解析 对导体棒受力分析，由平衡条件知安培力必须在如图所示夹角范围内导体棒才能平衡，则磁场方向竖直向下或垂直于斜面向下，此时导体棒不可能平衡，BD错误；若磁场方向垂直斜面向上，由左手定则知安培力的方向沿斜面向上，则gBIL，即B，A正确；若磁场方向竖直向上，由左手定则知安培力的方向水平向右，则gBIL，即B，正确。8(2012苏北四市三调)如图所示，在竖直向下的匀

7、强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨D、EF，导轨上放有一金属棒MN。现从0时刻起，给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I，其中为常，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度v、加速度随时间变的关系图象，可能正确的是()答案BD解析根据电流方向和左手定则可判断金属棒MN所受安培力方向垂直纸面向里，以金属棒为研究对象，利用牛顿第二定律有gf，而滑动摩擦力fFBILBL，简得g，所以D正确；因v图象的斜率表示加速度，结合金属棒的运动情况和加速度的表达式可知，金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，然后做加速度逐渐增大的减速运动，选项B正确。二、非选择题9某兴趣小组在研究长直导线周围

8、的磁场时，为增大电流，用多根导线捆在一起代替长直导线，不断改变多根导线中的总电流和测试点与直导线的距离r，测得下表所示据：由上述据可得出磁感应强度B与电流I及距离r的关系式为B_T(要求估算出比例系，用等式表示)答案2107解析分析表格中据可得，B与电流I成正比，与测试点到直导线的距离r成反比，即B，取表格中的第一单元格进行计算可得2107，即B2107T。10(2012安徽六安)两条金属导轨上水平放置一根导电棒b，处于竖直向上的匀强磁场中，如图所示，导电棒质量为12g，长1。当导电棒中通入3A电流时，它可在导轨上匀速滑动，若电流增大为5A时，导电棒可获得2/2的加速度，求装置所在处的磁感应强

9、度的大小。答案12T解析导电棒匀速运动有：摩擦力等于安培力FfF1BI1L导电棒加速运动时，安培力和摩擦力的合力提供加速度：F2Ff即BI2LFfBI2LBI1L代入据得B12T。11(2012西安二检)如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电。将一根质量为的直导体棒b放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知轨道和导体棒的电阻及电的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由到b，图乙为图甲沿b方向观察的平面图。若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。(1)请在图乙所示

10、的平面图中画出导体棒受力的示意图；(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向。答案(1)如答图(2)g(3)垂直轨道平面斜向上解析(1)如图所示(2)根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小Fg(3)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小。根据受力情况可知，最小安培力Fg，方向平行于轨道斜向上所以最小磁感应强度B根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上。12如图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块(即实验用弹丸)

11、。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为BI，比例常25106T/A。已知两导轨内侧间距L15c，滑块的质量30g，滑块沿导轨滑行5后获得的发射速度v30/(此过程视为匀加速运动)。(1)求发射过程中电提供的电流；(2)若电输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电的输出功率和输出电压各是多大？答案(1)85105A(2)10109W12103V解析(1) 由匀加速运动的公式9105/

12、2，由安培力公式和牛顿第二定律，#*有FBIL，F，即I2L。得电提供的电流I85105A。(2)电输出的能量有4%转换为滑块的动能，则有P4%v2发射过程电供电时间v/102电的输出功率P10109W又PUI，得电的输出电压U12103V。13(2012江西九校联考)有一长为050、质量10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如图所示。z轴垂直纸面向外，g10/2。(1)当磁感应强度B110T，方向与轴负方向相同时，要使悬线中张力为零，求cd中的电流I1的大小和方向；(2)当cd中通入方向由c到d的I2040A的电流，这时磁感应强度B210T，方向与轴正向相同，当c

13、d静止时悬线中的张力是多大？(3)当cd通入方向由c到d的I3010A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30，与轴正向夹角为60，磁感应强度B320T，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？答案(1)020A方向由c到d(2)015N(3)009N解析(1)要使悬线的张力为零，导线cd受到的磁场力必须与重力平衡，由F1B1I1，所以I1A020A，由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d。(2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力，当cd静止时，有gB2I22FT，所以FTN015N(3)根据题意，作出导线cd中点的受力如图所示。这时cd受到的安培力大小为F3B3I3，所以F320010050N010Ng，又因F3与B3垂直，因此F合与g的夹角为30所以悬线中的张力FT满足2FTF合2gc30FTgc30009N。