【三維設計】2014屆高三物理一輪 課時跟蹤檢測29 磁場的描述、磁場對電流的作用

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1、課時跟蹤檢測(二十九)磁場的描述、磁場對電流的作用高考??碱}型:選擇題計算題1. (2013寶雞模擬)19世紀法國學者安培提出了著名的分子電流假說。他認為,在原子、分子等物質微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流分子電流(分子電流實際上是由原子內(nèi)部電子的繞核運動形成的),分子電流使每個物質微粒都成為微小的磁體,它的兩側相當于兩個磁極。圖2中將分子電流(圖1中箭頭表示電 圖1子運動方向)等效為小磁體的圖示中正確的是()圖22.在等邊三角形的三個頂點a、b、c處,各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖3所示。過c點的導線所受安培力的方向()A與ab邊平行,豎直向上B與ab邊平行

2、,豎直向下 圖3C與ab邊垂直,指向左邊D與ab邊垂直,指向右邊3.將一個質量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來,在其附近放一塊條形磁鐵,磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi),且通過圓環(huán)中心,如圖4所示,當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時,從上往下看()A圓環(huán)順時針轉動,靠近磁鐵B圓環(huán)順時針轉動,遠離磁鐵 圖4C圓環(huán)逆時針轉動,靠近磁鐵D圓環(huán)逆時針轉動,遠離磁鐵4. (2012江西省重點中學聯(lián)考)如圖5所示,一個半徑為R的導電圓環(huán)與一個軸向對稱的發(fā)散磁場處處正交,環(huán)上各點的磁感應強度B大小相等,方向均與環(huán)面軸線方向成角(環(huán)面軸線為豎直方向)。若導線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,則下列說法正確的是()A導電圓環(huán)有

3、收縮的趨勢 圖5B導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上C導電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRD導電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsin 5(2012晉江聯(lián)考)如圖6所示,長為L的通電直導體棒放在光滑水平絕緣軌道上,勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定,另一端拴在棒的中點,且與棒垂直,整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中,彈簧伸長x,棒處于靜止狀態(tài)。則()圖6A導體棒中的電流方向從b流向aB導體棒中的電流大小為C若只將磁場方向緩慢順時針轉過一小角度,x變大D若只將磁場方向緩慢逆時針轉過一小角度,x變大6. (2012天津高考)如圖7所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛,處于豎直向上的

4、勻強磁場中,棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為,如果僅改變下列某一個條件,角的相應變化情況是()A棒中的電流變大,角變大 圖7B兩懸線等長變短,角變小C金屬棒質量變大,角變大D磁感應強度變大,角變小7(2012紹興期末)如圖8所示,豎直放置的平行金屬導軌EF和GH兩部分導軌間距為2L,IJ和MN兩部分導軌間距為L。整個裝置處在水平向里的勻強磁場中,金屬桿ab和cd的質量均為m,可在導軌上無摩擦滑動,且與導軌接觸良好?,F(xiàn)對金屬桿ab施加一個豎直向上的作用力F,使其勻速向上運動,此時cd處于靜止狀態(tài),則力F的大小為() 圖8AmgB2mgC3mg D4mg8. (2011新課標

5、全國高考)電磁軌道炮工作原理如圖9所示。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動,并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入,通過導電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強磁場),磁感應強度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出。現(xiàn)欲使 圖9彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可采用的辦法是()A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質量減至原來的一半D將彈體質量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,其他量不變9.如圖10所示,在傾角為的光滑斜面上,垂直斜面放置一根長為L、質量為m的直導體棒,當通以圖示

6、方向電流I時,欲使導體棒靜止在斜面上,可加一平行于紙面的勻強磁場,當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中,下列 圖10說法中正確的是()A此過程中磁感應強度B逐漸增大B此過程中磁感應強度B先減小后增大C此過程中磁感應強度B的最小值為D此過程中磁感應強度B的最大值為10(2012海南高考)圖11中裝置可演示磁場對通電導線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導軌,L是置于導軌上并與導軌垂直的金屬桿。當電磁鐵線圈兩端a、b,導軌兩端e、f,分別接到兩個不同的直流電源上時,L便在導軌上滑動。下列說法正確的是()圖11A若a接正極,b接負極,

7、e接正極,f接負極,則L向右滑動B若a接正極,b接負極,e接負極,f接正極,則L向右滑動C若a接負極,b接正極,e接正極,f接負極,則L向左滑動D若a接負極,b接正極,e接負極,f接正極,則L向左滑動11.如圖12所示,MN是一根長為l10 cm,質量m50 g的金屬棒,用兩根長度也為l的細軟導線將導體棒MN水平吊起,使導體棒處在B T的豎直向上的勻強磁場中,未通電流時,細導線在豎直方向,通入恒定電流后,金屬棒向外偏轉的最大偏角37, 圖12求金屬棒中恒定電流的大小。12.水平放置的光滑金屬導軌寬L0.2 m,接有電源電動勢E3 V,電源內(nèi)阻及導軌電阻不計。勻強磁場豎直向下穿過導軌,磁感應強度

8、B1 T。導體棒ab的電阻R6 ,質量m 圖1310 g,垂直放在導軌上并接觸良好,求合上開關的瞬間。(1)金屬棒受到安培力的大小和方向;(2)金屬棒的加速度。答 案課時跟蹤檢測(二十九) 磁場的描述、磁場對電流的作用1選B由安培定則可判斷出分子電流等效為小磁體的圖示中正確的是B。2選Ca處導線在c處產(chǎn)生的磁場B1的方向垂直于ac連線向左下方,b處導線在c處產(chǎn)生的磁場B2的方向垂直于bc連線向右下方。B1和B2的合磁場B的方向豎直向下。由左手定則可判斷出過c點的導線所受安培力的方向與ab邊垂直,指向左邊。C正確。3選C該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針,N極在內(nèi),S極在外,根據(jù)同極相互排斥

9、,異極相互吸引,可得C項正確。4選ABD若導線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,由左手定則可得導線環(huán)上各小段所受安培力斜向內(nèi),導電圓環(huán)有收縮的趨勢,導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上,導電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsin ,選項A、B、D正確,C錯誤。5選B由左手定則可知,導體棒中的電流方向從a流向b,選項A錯誤;由BILkx可得導體棒中的電流大小為Ikx/BL,選項B正確;若只將磁場方向緩慢順時針轉過一小角度,或逆時針轉過一小角度,x都變小,選項C、D錯誤。6選A分析MN受力如圖所示,由平衡條件可得:tan ,由此式可知,棒中電流變大,金屬棒所受安培力變大,角變大,選項A正確;兩懸線等長變短,角

10、不變,選項B錯誤;金屬棒質量變大,角變小,選項C錯誤;磁感應強度變大,金屬棒所受安培力變大,角變大,選項D錯誤。7選C由cd處于靜止狀態(tài)可知cd所受向上的安培力等于mg,ab所受向下安培力等于2mg。由平衡條件可知,力F的大小為3mg,選項C正確。8選BD由題意可知磁感應強度BkI,安培力FBIdkI2d,由動能定理可得:FL,解得vI ,由此式可判斷B、D選項正確。9選AC導體棒受重力、支持力、安培力作用而處于平衡狀態(tài),當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向由垂直斜面向上沿逆時針方向轉至水平向左的過程中,安培力由沿斜面向上轉至豎直向上,導體棒受力的動態(tài)變化如圖所示,則由圖知安培力逐漸增大,即此過

11、程中磁感應強度B逐漸增大,A對、B錯;剛開始安培力F最小,有sin ,所以此過程中磁感應強度B的最小值為,C對;最后安培力最大,有Fmg,即此過程中磁感應強度B的最大值為,D錯。10選BD若a接正極,b接負極,根據(jù)安培定則,電磁鐵產(chǎn)生豎直向上的磁場。e接負極,f接正極,由左手定則可判斷出L所受安培力向右,則L向右滑動,選項A錯誤B正確;若a接負極,b接正極,根據(jù)安培定則,電磁鐵產(chǎn)生豎直向下的磁場。e接負極,f接正極,由左手定則可判斷出L所受安培力向左,則L向左滑動,選項D正確C錯誤。11解析:金屬棒向外偏轉的過程中,受重力mg、導線拉力FT、安培力F共三個力的作用,其中導線的拉力不做功,由動能定理得:WFWG0其中WFFlsin BIl2sin ,WGmgl(1cos )金屬棒中的電流為I解得:I5 A答案:5 A12解析:(1)閉合電鍵的瞬間,回路中的電流I A0.5 Aab棒所受安培力F安BIL0.1 N由左手定則知方向水平向右(2)由牛頓第二定律知a10 m/s2方向水平向右答案:(1)0.1 N水平向右(2)10 m/s2,方向水平向右5

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