高考物理复习91磁场及其对电流的作用.docx

1、高考物理复习91磁场及其对电流的作用时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16为单选，710为多选)1关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必须保持相互垂直BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直答案B解析由左手定则可知，F必须与B和I确定的平面垂直，即FB，FI，但B和I不一定垂直，所以B选项正确，其他选项错误。22016德州模拟如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况(只标出了部分

2、磁感线的方向)，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()答案C解析磁感线的疏密表示磁场的强弱，由图可知，沿z轴正方向的磁感应强度的大小是先变小后变大，由于题目中问的是磁感应强度B大小的变化最有可能的为哪个，只有C正确。3如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上 B竖直向下C水平向里 D水平向外答案C解析橡胶盘带负电，顺时针转动，形成逆时针方向环形电流，由安培定则可知，在通电直导线所在位置产生的磁场竖直向上，所以由左手定

3、则可知，直导线所受磁场力的方向水平向里，C选项正确，其他选项错误。4如图所示，一圆环用细橡皮筋悬吊着处于静止状态，环中通以逆时针方向的电流，在环的两侧放有平行于橡皮筋的直导线，导线和环在同一竖直面内，两导线到橡皮筋的距离相等。现在直导线中同时通以方向如图所示、大小相等的电流，则通电的瞬间()A环将向右摆动B俯视看环会发生顺时针转动C橡皮筋会被拉长D环有收缩的趋势答案D解析直导线通电后，由安培定则可知，两导线间平面上的磁场方向垂直于纸面向里，由于磁场分布具有轴对称性，将圆环分成若干段小的直导线，由左手定则可知，各段受到的安培力都指向圆心，根据对称性可知，它们的合力为零，因此环不会摆动，也不会转动

4、，橡皮筋的拉力也不会增大，只是环有收缩的趋势，A、B、C项错误，D项正确。52016郑州质量预测目前世界上输送功率最大的直流输电工程哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。已知某段直流输电线长度l200 m，通有从西向东I4000 A的恒定电流，该处地磁场的磁感应强度B5105T，磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为5(sin50.1)。则该段导线所受安培力的大小和方向为()A40 N，向北与水平面成85角斜向上方B4 N，向北与水平面成85角斜向上方C4 N，向南与水平面成5角斜向下方D40 N，向南与水平面成5角斜向下方答案A解析地磁场方

5、向与电流方向垂直，由安培力FBIl40 N，B、C项错；由左手定则可知，电线所受安培力方向向北与水平面成85角斜向上方，A项正确，D项错误。62016宁夏银川模拟 如图为一测量磁场磁感应强度大小的装置的原理示意图。长度为l、质量为m的均质细铝棒MN的中点与竖直悬挂的、劲度系数为k的绝缘轻弹簧相连，与MN的右端连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的刻度。在矩形区域abcd内有匀强磁场，方向垂直纸面向外，当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，指针恰好指在零刻度；当在MN中通有由M向N大小为I的恒定电流时，MN始终在磁场中运动，当向下运动到最低时，指针的最大示数为xm。不考虑MN中电流产生的磁场及空气阻力

6、，则在通电后MN棒第一次向下运动到xm的过程中，以下说法正确的是()AMN棒的加速度一直增大BMN棒及弹簧、地球组成的系统机械能守恒C在最低点弹簧的弹性势能为(mgBIl)xmD该磁场的磁感应强度B答案D解析对导体棒，未通电时mgkx0，通电后，由牛顿第二定律知，加速度a，随x增大先减小到零后反向增大，选项A错误；由于安培力做功，机械能不守恒，选项B错误；导体棒通电后运动到xm，由动能定理，(mgBIl)xmE弹0，在最低点弹簧的弹性势能增加量为(mgBIl)xm，未通电时平衡状态下弹性势能不为0，选项C错误；MN棒第一次到最低点并不处于平衡状态，此时加速度与指针指零时大小相等、方向相反，kx

7、mBIlBIl，磁感应强度B，选项D正确。7如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B11 T。位于纸面内的细直导线，长L1 m，通有I1 A的恒定电流。当导线与B1成60夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为()A. T B. TC1 T D. T答案BCD解析导线所受安培力为零，只能是合磁场的方向与电流I方向平行，由矢量合成可知B2minB1sin60B1T，所以B2B2minT都可以，所以选项B、C、D都正确。8光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L20 cm的两段光滑圆弧导轨

8、相接，一根质量m60 g、电阻R1 、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成53角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin530.8，g10 m/s2则 ()A磁场方向一定竖直向下B电源电动势E3.0 VC导体棒在摆动过程中所受安培力F3 ND导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J答案AB解析导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A项正确；导体棒摆动过程中只有安培力和重力

9、做功，由动能定理知BILLsinmgL(1cos)0，代入数值得导体棒中的电流为I3 A，由EIR得电源电动势E3.0 V，B项正确；由FBIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F0.3 N，C项错误；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量E的和，即WQE，而EmgL(1cos)0.048 J，D项错误。92016广州三模如图所示，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。磁感应强度方向和大小可能为()Az正向， tan By正向，Cz负向， tan D沿悬线

10、向上， sin答案BC解析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FILB，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FT0，且满足ILBmg，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FTsinILB，FTcosmg，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。102016连、徐、宿三调如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水

11、平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系。一个灵敏的小磁针Q放置在x轴上不同位置，设Q与x轴之间的夹角为。实验测得sin与x之间的关系如图乙所示。已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是()AP的右端为S极BP的中轴线与地磁场方向垂直CP在x0处产生的磁感应强度大小为B0Dx0处合磁场的磁感应强度大小为2B0答案BC解析当x趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x趋向无穷大时，sin趋向1，则趋向90，即小磁针的方向与x的方向垂直，所以x的方向为向东。当x非常小时，小磁针的N极沿x方向，即向东。由题图可知，开始时N背离O点，所

12、以O点处的磁极是N极，故A错误；由以上的分析可知，P的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B正确；由乙图可知，x0处sin，则45，P在x0处产生的磁感应强度大小BP，tan 45，所以BPB0，故C正确；x0处合磁场的磁感应强度大小为BB0，故D错误。二、非选择题(本题共2小题，共30分)11(14分)如图所示，在磁感应强度B1.0 T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成37角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势E12 V，内阻不计。ab杆长L0.5 m，质量m0.2 kg，杆与滑轨间的动摩擦因数0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。求：要使a

13、b杆在滑轨上保持静止，滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化？(g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)答案3 R5 解析分别画出ab杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图，如图所示。当ab杆恰好不下滑时，如图甲所示。由平衡条件得沿斜面方向mgsinFN1F安1cos，垂直斜面方向FN1mgcosF安1sin，而F安1BL，解得R15 。当ab杆恰好不上滑时，如图乙所示。由平衡条件得沿斜面方向mgsinFN2F安2cos，垂直斜面方向FN2mgcosF安2sin，而F安2BL，解得R23 。所以，要使ab杆保持静止，R的取值范围是3 R5 。12(16分)如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直方向的匀强磁场中，当导体棒中通以自左向右的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37角的导轨上，取sin370.6，cos 370.8，求：(1)磁场的磁感应强度B。(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN。答案(1)(2) mg解析(1)从左向右看，受力分析如图所示。由平衡条件得：tan37，F安BIL，解得B。(2)设两导轨对导体棒支持力为2FN，则有2FNcos37mg，解得FNmg。即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为mg。