2019年高考物理總復習 第八章 第1講 磁場的描述及磁場對電流的作用 新人教版.doc

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2019年高考物理總復習 第八章 第1講 磁場的描述及磁場對電流的作用 新人教版 1．關于磁感應強度B，下列說法中正確的是(　　)． A．磁場中某點B的大小，與放在該點的試探電流元的情況有關 B．磁場中某點B的方向，與放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致 C．在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時，該點B值大小為零 D．在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應強度越大 解析　磁感應強度是磁場本身的屬性，在磁場中某處為一恒量，其大小可由B＝計算，但與試探電流元的F、I、L的情況無關；B的方向規(guī)定為小磁針N極所受磁場力的方向，與放在該處的電流元受力方向并不一致；當試探電流元的方向與磁場方向平行時，雖磁感應強度不為零，但電流元所受磁場力卻為零；在磁場中磁感線越密集的地方，磁感應強度越大． 答案　D 2．如圖4所示，正方形線圈abcd位于紙面內，邊長為L，匝數(shù)為N，過ab中點和cd中點的連線OO′恰好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上，磁感應強度為B，則穿過線圈的磁通量為(　　)．　　　　　　　　　　　　　　　　　 圖4 A. B. C．BL2 D．NBL2 解析　穿過線圈的磁通量Φ＝BS＝BL2，故A正確． 答案　A 3．某同學在做“探究通電直導線產生的磁場”實驗時，先在水平實驗臺上放置一枚小磁針，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指北，然后他把一直導線沿南北方向置于小磁針正上方，并通入電流強度為I的恒定電流，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極指向為北偏西60，他通過查閱資料知當?shù)氐牡卮艌龃鸥袘獜姸鹊乃椒至繛锽，則通電導線產生的磁場在小磁針所在處的磁感應強度和通入的電流方向為(　　)． A．2B　由南向北 B.B　由南向北 C．2B　由北向南 D.B　由北向南 解析　由題意可知，導線在小磁針處產生的磁場方向指向正西，由矢量合成可得，電流在小磁針處產生的磁感應強度為B，由安培定則可知電流方向由南向北，故B選項正確． 答案　B 4．三根平行的長直通電導線，分別通過一個等腰直角三角形的三個頂點且與三角形所在平面垂直，如圖所示．現(xiàn)在使每根通電導線在斜邊中點O處所產生的磁感應強度大小均為B，則下列說法中正確的有(　　) 圖3 A．O點處實際磁感應強度的大小為B B．O點處實際磁感應強度的大小為B C．O點處實際磁感應強度的方向與斜邊夾角為90 D．O點處實際磁感應強度的方向與斜邊夾角為arctan 2 解析 先根據(jù)安培定則確定每根通電導線在O點所產生的磁感應強度的方向，再根據(jù)矢量合成法則求出結果．根據(jù)安培定則，I1與I3在O點處產生的磁感應強度B1、B3方向相同，I2在O點處產生的磁感應強度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示，故O點處實際磁感應強度大小為B0＝＝B，A錯誤、B正確；由幾何關系可知O點處實際磁感應強度方向與斜邊夾角為arctan 2，C錯誤、D正確． 答案 BD 5．有兩根長直導線a、b互相平行放置，如圖6所示為垂直于導線的截面圖．在圖中所示的平面內，O點為兩根導線連線的中點，M、N為兩根導線附近的兩點，它們在兩導線連線的中垂線上，且與O點的距離相等．若兩導線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關于線段MN上各點的磁感應強度的說法中正確的是(　　)． 圖6 A．M點和N點的磁感應強度大小相等，方向相同 B．M點和N點的磁感應強度大小相等，方向相反 C．在線段MN上各點的磁感應強度都不可能為零 D．在線段MN上只有一點的磁感應強度為零 解析　兩根導線分別在M點和N點產生的磁感應強度大小相等，方向相反，所以M點、N點的磁感應強度大小相等，方向相反，選項B正確；線段MN中點O的磁感應強度為零，選項D正確． 答案　BD 6．在勻強磁場中某處P放一個長度為L＝20 cm，通電電流I＝0.5 A的直導線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0 N，其方向豎直向上，現(xiàn)將該通電導線從磁場中撤走，則P處磁感應強度為 (　　)． A．零 B．10 T，方向豎直向上 C．0.1 T，方向豎直向上 D．10 T，方向肯定不是豎直向上 解析　由公式B＝可知，把數(shù)值代入可以得到B＝10 T，公式中L是與B垂直的，所以P處磁感應強度的方向肯定不是豎直向上的． 答案　D 7．如圖7所示，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135.流經導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力(　　) 圖7 A．方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB B．方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB C．方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB D．方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB 解析 安培力的合力F＝BIad＝BI(abcos 45＋bc＋cdcos 45)＝(＋1)BIL，故A正確． 答案 A 8．如圖8所示，蹄形磁鐵用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導線，當導線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是(　　)． 圖8 A．靜止不動 B．向紙外平動 C．N極向紙外、S極向紙內轉動 D．N極向紙內、S極向紙外轉動 解析　畫出導線所在位置的磁感線分布情況，如圖所示，導線左邊與右邊的磁場方向不同，故把導線分為左右兩部分．由左手定則可知左邊的導線受到向紙內的作用力，右邊的導線受到向紙外的作用力，所以導線左邊向紙內轉動，右邊向紙外轉動，若導線固定，蹄形磁鐵可以自由轉動，磁鐵的轉動方向與導線的轉動方向相反，所以蹄形磁鐵的N極向紙外轉動，S極向紙內轉動，C項正確． 答案　C 9．電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖9所示，利用這種裝置可以把質量為m＝2.0 g的彈體(包括金屬桿EF的質量)加速到6 km/s，若這種裝置的軌道寬為d＝2 m，長L＝100 m，電流I＝10 A，軌道摩擦不計且金屬桿EF與軌道始終接觸良好，則下列有關軌道間所加勻強磁場的磁感應強度和磁場力的最大功率結果正確的是 (　　)． 圖8 A．B＝18 T，Pm＝1.08108 W B．B＝0.6 T，Pm＝7.2104 W C．B＝0.6 T，Pm＝3.6106 W D．B＝18 T，Pm＝2.16106 W 解析　通電金屬桿在磁場中受安培力的作用而對彈體加速，由功能關系得BIdL＝mv，代入數(shù)值解得B＝18 T；當速度最大時磁場力的功率也最大，即Pm＝BIdvm，代入數(shù)值得Pm＝2.16106 W，故D項正確． 答案　D圖8--1-20 9．電磁軌道炮工作原理如圖所示．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)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是(　　) 圖10 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 解析：設軌道長度為L，彈體質量為m，電流為I，軌道寬度為d，發(fā)射速度為v，此時B＝kI，根據(jù)動能定理，kIIdL＝mv2.解得v＝I，由此可確定，B、D正確． 答案：BD 11．如圖1所示，質量為m、長為L的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O′，并 處于勻強磁場中．導線中通以沿x軸正方向的電流I，懸線與豎直方向的夾角為 θ，且導線保持靜止，則磁感應強度的方向和大小可能為(　　)． 圖11 A．z軸正向，tan θ B．y軸正向， C．z軸負向，tan θ D．沿懸線向上，sin θ 解析　當勻強磁場的方向沿y軸正方向時，由左手定則判斷可知，安培力方向豎直向上，則BIL＝mg，解得B＝；當勻強磁場的方向沿z軸負方向時，由左手定則判斷可知，安培力沿水平方向，逆著電流方向看，受力如圖所 示，其中安培力F安＝BIL，則BIL＝mgtan θ，解得B＝tan θ. 答案　BC 12．如圖2所示，在傾角為θ＝30的斜面上，固定一寬L＝0.25 m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器R.電源電動勢E＝12 V，內阻r＝1 Ω，一質量m＝20 g的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好．整個裝置處于磁感應強度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的勻強磁場中(導軌與金屬棒的電阻不計)．金屬導軌是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金屬棒在導軌上靜止，求： 圖12 (1)金屬棒所受到的安培力的大?。? (2)通過金屬棒的電流的大?。? (3)滑動變阻器R接入電路中的阻值． 解析　(1)金屬棒靜止在金屬導軌上受力平衡，如圖所示 F安＝mgsin 30，代入數(shù)據(jù)得F安＝0.1 N. (2)由F安＝BIL得I＝＝0.5 A. (3)設滑動變阻器接入電路的阻值為R0，根據(jù)閉合電路歐姆定律得： E＝I(R0＋r) 解得R0＝－r＝23 Ω. 答案　(1)0.1 N　(2)0.5 A　(3)23 Ω