（江蘇專版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十六）磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用（含解析）.doc

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磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則 1．[多選](2019揚(yáng)州月考)中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也”。進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖。結(jié)合上述材料，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合 B．地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近 C．地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行 D．地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用 解析：選ABD　地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合，有磁偏角，選項(xiàng)A正確；地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng)，地磁南極在地理北極附近，選項(xiàng)B正確；只有在赤道附近，在地球表面的地磁場(chǎng)方向與地面平行，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用可知，地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用，選項(xiàng)D正確。 2．[多選](2018常熟模擬)磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Ba＜Bb B．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Ba＞Bb C．一通電直導(dǎo)線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小一定有Fa＜Fb D．一通電直導(dǎo)線分別放在a、b兩處，所受的安培力大小可能有Fa＞Fb 解析：選AD　磁感線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)，故A正確，B錯(cuò)誤；通電導(dǎo)線放在a、b兩處，但沒(méi)有說(shuō)明導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)的方向的關(guān)系，其所受安培力的大小關(guān)系不確定，故C錯(cuò)誤，D正確。 3.電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如圖所示，某時(shí)刻電流方向如圖所示。則環(huán)心O處的磁場(chǎng)方向(　　) A．向下 B．向上 C．垂直紙面向里 D．垂直紙面向外 解析：選A　對(duì)于左右兩個(gè)螺線管，由安培定則可以判斷出上方均為磁場(chǎng)北極，下方均為磁場(chǎng)南極，所以環(huán)心O處的磁場(chǎng)方向向下，即A選項(xiàng)正確。 4．[多選]如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左，L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱。整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中，外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B0和B0，方向也垂直于紙面向外。則(　　) A．流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 B．流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 C．流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 D．流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0 解析：選AC　L1在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，設(shè)為B1，方向都垂直于紙面向里，而L2在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小設(shè)為B2，方向向里，在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B2，方向向外，規(guī)定向外為正，根據(jù)矢量疊加原理可知B0－B1－B2＝B0，B2＋B0－B1＝B0，可解得：B1＝B0，B2＝B0，故A、C正確。 5.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O為半圓弧的圓心，∠MOP＝90。在M、P處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有垂直紙面向里、大小相等的恒定電流，這時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。若將P處長(zhǎng)直導(dǎo)線移開(kāi)，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為(　　) A.B0　　　　　　　　 　 　B.B0 C.B0 D．B0 解析：選B　根據(jù)安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點(diǎn)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。則根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩導(dǎo)線單獨(dú)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：判定安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng) 6.如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心，且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流后，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．線圈向左運(yùn)動(dòng) B．線圈向右運(yùn)動(dòng) C．從上往下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．從上往下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析：選A　將環(huán)形電流等效成一條形磁鐵，根據(jù)異名磁極相互吸引知，線圈將向左運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確。也可將左側(cè)條形磁鐵等效成一環(huán)形電流，根據(jù)結(jié)論“同向電流相吸引，反向電流相排斥”，可判斷出線圈向左運(yùn)動(dòng)。 7．(2018江陰模擬)如圖中甲、乙所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩個(gè)通電線圈處于如圖所示的位置，則(　　) A．從上往下俯視，甲中的線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B．從上往下俯視，甲中的線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C．從上往下俯視，乙中的線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D．從上往下俯視，乙中的線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 解析：選D　根據(jù)題圖甲所示，由左手定則可知，線圈各邊所受安培力都在線圈所在平面內(nèi)，線圈不會(huì)繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)題圖乙所示，由左手定則可知，線圈左、右兩邊所受安培力分別垂直于紙面向外和向里，線圈會(huì)繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從上往下俯視，乙中的線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。故C錯(cuò)誤，D正確。 8．(2019南京沖刺練習(xí))劉老師在課堂上做了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：裝置如圖所示，在容器的中心放一個(gè)圓柱形電極B，沿容器邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極A，把A和B分別與電源的兩極相連，然后在容器內(nèi)放入液體，將該容器放在磁場(chǎng)中，液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。王同學(xué)回去后重復(fù)劉老師的實(shí)驗(yàn)步驟，但液體并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)起來(lái)。造成這種現(xiàn)象的原因可能是：該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中(　　) A．將磁鐵的磁極放反了 B．將直流電源的正負(fù)極接反了 C．使用的電源為50 Hz的交流電源 D．使用的液體為食鹽溶液 解析：選C　老師將該容器放在磁場(chǎng)中，能使液體旋轉(zhuǎn)起來(lái)，是在安培力作用下導(dǎo)致的，因此要強(qiáng)調(diào)溶液能導(dǎo)電，且電流方向確定，并有磁場(chǎng)。與磁鐵的磁極是否接反、直流電源正負(fù)是否接反都沒(méi)有關(guān)系。而該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的液體不能旋轉(zhuǎn)可能是因?yàn)槭褂昧私涣麟娫础? 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：安培力作用下的平衡和加速問(wèn)題 9.如圖，一導(dǎo)體棒ab靜止在U型鐵芯的兩板之間，導(dǎo)體棒在開(kāi)關(guān)閉合后仍在原位置保持靜止?fàn)顟B(tài)。則按圖示視角(　　) A．鐵芯上板為N極 B．導(dǎo)體棒對(duì)下板的壓力變大 C．導(dǎo)體棒受到垂直棒向左的安培力 D．導(dǎo)體棒對(duì)下板有垂直棒向右的靜摩擦力 解析：選D　由題圖中線圈的繞向，根據(jù)安培定則，可知線圈下面是N極，上面是S極，故導(dǎo)體棒ab位置的磁場(chǎng)方向向上；電流方向是a→b，根據(jù)左手定則，安培力向右；根據(jù)平衡條件，導(dǎo)體棒對(duì)下板的壓力不變，但受到向左的靜摩擦力；根據(jù)牛頓第三定律可知，導(dǎo)體棒對(duì)下板有垂直棒向右的靜摩擦力。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 10．[多選](2019沭陽(yáng)月考)在同一光滑斜面上放同一導(dǎo)體棒，如圖所示是兩種情況的剖面圖。它們所在空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次豎直向上，兩次導(dǎo)體棒分別通有電流I1和I2，都處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知斜面的傾角為θ，則(　　) A．I1∶I2＝cos θ∶1 B．I1∶I2＝1∶1 C．導(dǎo)體棒所受安培力大小之比F1∶F2＝sin θ∶cos θ D．斜面對(duì)導(dǎo)體棒的彈力大小之比N1∶N2＝cos2 θ∶1 解析：選AD　導(dǎo)體棒受力如圖，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得：F1＝mgsin θ，N1＝mgcos θ；F2＝mgtan θ，N2＝。所以導(dǎo)體棒所受的安培力之比為：F1∶F2＝sin θ∶tan θ＝cos θ∶1。斜面對(duì)導(dǎo)體棒的彈力大小之比為：N1∶N2＝cos2 θ∶1。因?yàn)镕＝BIL，所以I1∶I2＝F1∶F2＝cos θ∶1。故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 11．(2018江蘇高考)如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ，間距為d。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s，導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流。金屬棒被松開(kāi)后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g。求下滑到底端的過(guò)程中，金屬棒 (1)末速度的大小v； (2)通過(guò)的電流大小I； (3)通過(guò)的電荷量Q。 解析：(1)金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2＝2as 解得v＝。 (2)金屬棒所受安培力F安＝IdB 金屬棒所受合力F＝mgsin θ－F安 根據(jù)牛頓第二定律有F＝ma 解得I＝。 (3)金屬棒的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝， 通過(guò)的電荷量Q＝It 解得Q＝。 答案：(1)　 (2) (3) 12.如圖所示，質(zhì)量為m的金屬棒長(zhǎng)為L(zhǎng)1，棒兩端與長(zhǎng)為L(zhǎng)2的細(xì)軟金屬線相連，吊在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)金屬棒中通過(guò)穩(wěn)恒電流I后，金屬棒向紙外擺動(dòng)，擺動(dòng)過(guò)程中的最大偏角θ＝60。求： (1)金屬棒中電流大小和方向； (2)金屬棒在擺動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的最大值。 解析：(1)金屬棒向紙外擺動(dòng)，所受的安培力向外，根據(jù)左手定則判斷得知，金屬棒中電流方向水平向右； 金屬棒上擺的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得： FBL2sin 60－mgL2(1－cos 60)＝0 又安培力為：FB＝BIL1 聯(lián)立解得：I＝。 (2)由題意，金屬棒向上擺動(dòng)的最大偏角θ＝60，根據(jù)對(duì)稱性可知，偏角為30時(shí)是其平衡位置，金屬棒受力如圖所示： 則有：G＝FBcot 30 當(dāng)金屬棒偏角是30時(shí)，速度最大，動(dòng)能最大，由動(dòng)能定理可得： Ekm＝FBL2sin 30－mgL2(1－cos 30) 解得最大動(dòng)能為：Ekm＝mgL2。 答案：(1)　方向水平向右　(2)mgL2