（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（二十八）磁場的描述 磁場對電流的作用（含解析）

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1、（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（二十八）磁場的描述 磁場對電流的作用（含解析）1.(2019安徽江南十校聯(lián)考)中國宋代科學家沈括在公元1086年寫的夢溪筆談中最早記載了“方家(術(shù)士)以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”。進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布如圖所示，結(jié)合上述材料，下列說法正確的是()A在地磁場的作用下小磁針靜止時指南的磁極叫北極，指北的磁極叫南極B對垂直射向地球表面宇宙射線中的高能帶電粒子，在南、北極所受阻擋作用最弱，赤道附近最強C形成地磁場的原因可能是帶正電的地球自轉(zhuǎn)引起的D由于地磁場的影響，在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的實驗中，通電導線

2、應相對水平地面豎直放置解析：選B地球內(nèi)部存在磁場，地磁南極在地理北極附近，所以在地磁場的作用下小磁針靜止時指南的磁極叫南極，指北的磁極叫北極，選項A錯誤；在地球的南北極地磁場的方向幾乎與地面垂直，對垂直射向地球表面宇宙射線中的高能帶電粒子，在南、北極所受阻擋作用最弱，赤道附近的磁場方向與地面平行，則高能粒子所受的磁場力最大，選項B正確；地球自轉(zhuǎn)方向自西向東，地球的南極是地磁場的北極，由安培定則判斷可能地球是帶負電的，選項C錯誤；在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的實驗中，若通電導線相對水平地面豎直放置，地磁場方向與導線電流的方向垂直，則根據(jù)安培定則可知，地磁場對實驗的影響較大，故在進行奧斯特實驗時，通電導

3、線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯，選項D錯誤。2(多選)如圖所示，關(guān)于磁鐵、電流間的相互作用，下列說法正確的是()A甲圖中，電流不產(chǎn)生磁場，電流對小磁針力的作用是通過小磁針的磁場發(fā)生的B乙圖中，磁鐵對通電導線的力的作用是通過磁鐵的磁場發(fā)生的C丙圖中電流間的相互作用是通過電流的磁場發(fā)生的D丙圖中電流間的相互作用是通過電荷的電場發(fā)生的解析：選BC甲圖中，電流對小磁針力的作用是通過電流的磁場發(fā)生的；乙圖中，磁鐵對通電導線力的作用是通過磁鐵的磁場發(fā)生的；丙圖中，電流對另一個電流力的作用是通過該電流的磁場發(fā)生的。綜上所述，B、C正確。3.(2018溫州八校聯(lián)考)阿明有一個磁浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，

4、讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是()A電路中的電源必須是交流電源B電路中的a端點須連接直流電源的負極C若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可增加玩偶飄浮的最大高度解析：選C電磁鐵產(chǎn)生磁性，使玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，電路中的電源必須是直流電源，電路中的a端點須連接直流電源的正極，選項A、B錯誤；若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，電磁鐵產(chǎn)生的磁性更強，電磁鐵對玩偶的磁力增強，可增加玩偶飄浮的最大高度，選項C正確；若將可變電阻的電阻值調(diào)大，電磁鐵中電流減小，產(chǎn)生的磁性變?nèi)?，則

5、降低玩偶飄浮的最大高度，選項D錯誤。4.(2019衡水調(diào)研)一通電直導線與x軸平行放置，勻強磁場的方向與xOy坐標平面平行，導線受到的安培力為F。若將該導線做成圓環(huán)，放置在xOy坐標平面內(nèi)，如圖所示，并保持通電的電流不變，兩端點ab連線也與x軸平行，則圓環(huán)受到的安培力大小為()AFB.FC.F D.F解析：選C根據(jù)安培力公式，安培力F與導線長度L成正比；若將該導線做成圓環(huán)，由L2R，解得圓環(huán)的半徑R，圓環(huán)ab兩點之間的距離LR。由解得：FF，選項C正確。5.如圖所示，無限長導線，均通以恒定電流I，直線部分和坐標軸接近重合，彎曲部分是以坐標原點O為圓心的相同半徑的一段圓弧，已知直線部分在原點O處

6、不形成磁場，在第一象限圓弧電流在原點產(chǎn)生的磁感應強度為B，現(xiàn)在原點O處放一小段與x軸重合的長為L的通電導線P(可以視為電流元)，導線P的電流大小為I，電流方向沿x軸正方向，則通電導線P受到的安培力的大小和方向是()A2BIL，方向與y軸正方向相同B2BIL，方向與y軸負方向相同C4BIL，方向與y軸正方向相同D4BIL，方向與y軸負方向相同解析：選A由題意可知，圖中第一象限圓弧電流在原點產(chǎn)生的磁感應強度為B，由安培定則可知磁場方向垂直紙面向里；根據(jù)安培定則可知，第二和第三象限內(nèi)圓弧電流在O點產(chǎn)生的磁場的方向都是向里的，第四象限內(nèi)圓弧電流在O點產(chǎn)生的磁場的方向是向外的，所以四段圓弧在O點產(chǎn)生的磁

7、場的合場強為2B，方向向里；電流元的方向向右，由左手定則可知，電流元受到的安培力的方向向上，與y軸的正方向相同，大小為F2BIL；故A正確，B、C、D錯誤。6.如圖，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是()AO點處的磁感應強度為零Ba、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反Cc、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同Da、c兩點處磁感應強度的方向不同解析：選CO點處的磁場是由M、N兩處的直線電流

8、產(chǎn)生的，由安培定則和磁場疊加原理可判斷出M、N兩處的直線電流在O處產(chǎn)生的磁場方向向下，磁感應強度一定不為零，選項A錯誤；a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，選項B錯誤；c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，選項C正確；a、c兩點處磁感應強度的方向都是豎直向下，選項D錯誤。B級保分題目練通抓牢7(多選)(2019太原模擬)如圖所示，金屬細棒質(zhì)量為m，用兩根相同輕彈簧吊放在水平方向的勻強磁場中，彈簧的勁度系數(shù)為k，棒ab中通有恒定電流，棒處于平衡狀態(tài)，并且彈簧的彈力恰好為零。若電流大小不變而方向反向，則()A每根彈簧彈力的大小為mgB每根彈簧彈力的大小為2mgC彈簧形變量為D彈簧形變

9、量為解析：選AC電流方向改變前，對棒受力分析，根據(jù)平衡條件可知，棒受到的安培力豎直向上，大小等于mg；電流方向改變后，棒受到的安培力豎直向下，大小等于mg，對棒受力分析，根據(jù)平衡條件可知，每根彈簧彈力的大小為mg，彈簧形變量為，選項A、C正確。8(多選)(2017全國卷)某同學自制的簡易電動機示意圖如圖所示。矩形線圈由一根漆包線繞制而成，漆包線的兩端分別從線圈的一組對邊的中間位置引出，并作為線圈的轉(zhuǎn)軸。將線圈架在兩個金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動起來，該同學應將()A左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉B左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮

10、掉C左轉(zhuǎn)軸上側(cè)的絕緣漆刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉D左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉解析：選AD裝置平面示意圖如圖所示。如圖所示的狀態(tài)，磁感線方向向上，若形成通路，線圈下邊導線中電流方向向左，受垂直紙面向里的安培力，同理，上邊導線中電流受安培力垂直紙面向外，使線圈轉(zhuǎn)動。當線圈上邊導線轉(zhuǎn)到下邊時，若仍通路，線圈上、下邊中電流方向與圖示方向相比均反向，受安培力反向，阻礙線圈轉(zhuǎn)動。若要線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動，要求左、右轉(zhuǎn)軸只能上一側(cè)或下一側(cè)形成通路，另一側(cè)斷路。故選A、D。9(多選)一金屬條放置在相距為d的兩金屬軌道上，如圖所示?，F(xiàn)讓金屬條以v0的初速度從AA進入水平軌道，再由CC進入半徑

11、為r的豎直圓軌道，金屬條到達豎直圓軌道最高點的速度大小為v，完成圓周運動后，再回到水平軌道上，整個軌道除圓軌道光滑外，其余均粗糙，運動過程中金屬條始終與軌道垂直且接觸良好。已知由外電路控制流過金屬條的電流大小始終為I，方向如圖中所示，整個軌道處于水平向右的勻強磁場中，磁感應強度為B，A、C間的距離為L，金屬條恰好能完成豎直面內(nèi)的圓周運動。重力加速度為g，則由題中信息可以求出()A金屬條的質(zhì)量B金屬條在磁場中運動時所受的安培力的大小和方向C金屬條運動到DD時的瞬時速度D金屬條與水平粗糙軌道間的動摩擦因數(shù)解析：選ABD在圓軌道最高點，由牛頓第二定律，有BIdmgm，所以選項A正確；由題中信息可求出

12、金屬條在磁場中運動時所受的安培力的大小和方向，選項B正確；由于不知道CD間距，故不能求出金屬條運動到DD時的瞬時速度，所以選項C錯誤；由動能定理得：(mgBId)2r(mgBId)Lmv2mv02，可以求出動摩擦因數(shù)，所以選項D正確。C級難度題目適情選做10.(2019廣州模擬)如圖所示，兩平行光滑金屬導軌CD、EF間距為L，與電動勢為E0的電源相連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面成角，回路其余電阻不計。為使ab棒靜止，需在空間施加的勻強磁場磁感應強度的最小值及其方向分別為()A.，水平向右B.，垂直于回路平面向上C.，豎直向下D.，垂直于回路平面向

13、下解析：選D對金屬棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示；從圖可以看出，當安培力沿斜面向上時，安培力最小，故安培力的最小值為：FAmgsin ，故磁感應強度的最小值為B，根據(jù)歐姆定律，有E0IR，故B，故D正確。11(2018渭南質(zhì)檢)如圖所示，電源電動勢為3 V，內(nèi)阻不計，兩個不計電阻的金屬圓環(huán)表面光滑，豎直懸掛在等長的細線上，金屬環(huán)面平行，相距1 m，兩環(huán)分別與電源正負極相連?，F(xiàn)將一質(zhì)量為0.06 kg、電阻為1.5 的導體棒輕放在環(huán)上，導體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應強度為0.4 T的勻強磁場。重力加速度g10 m/s2，當開關(guān)閉合后，導體棒上滑到某位置靜止不

14、動，試求在此位置上棒對每一個環(huán)的壓力為多少？若已知環(huán)半徑為0.5 m，此位置與環(huán)底的高度差是多少？解析：棒受的安培力FBIL，棒中電流為I，代入數(shù)據(jù)解得F0.8 N，對棒受力分析如圖所示(從右向左看)，兩環(huán)支持力的總和為2FN，代入數(shù)據(jù)解得FN0.5 N。由牛頓第三定律知，棒對每一個環(huán)的壓力為0.5 N，由圖中幾何關(guān)系有tan ，得53，棒距環(huán)底的高度為hr(1cos )0.2 m。答案：0.5 N0.2 m12.載流長直導線周圍磁場的磁感應強度大小為B，式中常量k0，I為電流強度，r為距導線的距離。在水平長直導線MN正下方，矩形線框abcd通以逆時針方向的恒定電流，被兩根等長的輕質(zhì)絕緣細線靜

15、止地懸掛，如圖所示。開始時MN內(nèi)不通電流，此時兩細線內(nèi)的張力均為T0。當MN通以強度為I1的電流時，兩細線的張力均減小為T1；當MN內(nèi)的電流強度變?yōu)镮2時，兩細線的張力均大于T0。(1)分別指出強度為I1、I2的電流的方向；(2)求MN分別通以強度為I1和I2電流時，線框受到的安培力F1與F2大小之比；(3)當MN內(nèi)的電流強度為I3時兩細線恰好斷裂，在此瞬間線框的加速度大小為a，求I3。解析：(1)I1方向向左，I2方向向右。(2)當MN中通以強度為I的電流時，線框受到的安培力大小為FkIiL，式中r1、r2分別為ab、cd與MN的間距，i為線框中的電流，L為ab、cd的長度。F1F2 I1I2。(3)設MN中電流強度為I3時，線框受到的安培力大小為F3。由題設條件有2T0G,2T1F1G，F(xiàn)3Gmaa。，I3I1。答案：(1)I1方向向左I2方向向右(2)I1I2(3)I1