2019年高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)第1講磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用練習(xí)

1、A.B答案2. 2018 鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè)目前世界上輸送功率最大的直流輸電工程程已正式投運(yùn)。高壓直流輸電具有無(wú)感抗、無(wú)容抗、無(wú)同步問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)。通有從西向東I= 4000 A 的恒定電流，該處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 角）為5 （sin5 0.1）。則該段導(dǎo)線所受安培力的大小和方向?yàn)锳. 40 N，向北與水平面成B. 4 N，向北與水平面成C. 4 N，向南與水平面成D. 40 N，向南與水平面成答案 A解析 地磁場(chǎng)方向與電流方向垂直，由安培力F=BIl= 40 N , B C 項(xiàng)錯(cuò)誤；由左手定則可知，電線所受安培力方向向北與水平面成85 角斜向上方，A 項(xiàng)正確，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。3. 2017 鄭州模擬一條形

2、磁鐵放在光滑的斜面上，并用一質(zhì)量不計(jì)的彈簧連接在頂端的擋板上，磁鐵第 1 講 磁場(chǎng)及其對(duì)電流的作用板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)一、選擇題（本題共 10 小題，每小題1. 2018 陜西寶雞一模如圖所示，時(shí)間：45 分鐘6 分，共 60 分。其中 16 為單選，710 為多選）垂直紙面放置的兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流滿(mǎn)分：100 分且I112，紙面內(nèi)的一點(diǎn)H到兩根導(dǎo)線的距離相等，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向可能為圖中的85角斜向上方85角斜向上方5角斜向下方5角斜向下方哈（密）鄭（州）特高壓直流輸電工已知某段直流輸電線長(zhǎng)度I= 200 m,E= 5X10一5T，磁傾角（磁感線與水平面的夾（ ）CH點(diǎn)

3、的合磁2靜止時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為xo,將通 有方 向垂 直紙 面向 外的 直導(dǎo) 線分 別放 在a、b、c位置時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量分別為a、3xa、*、xc，已知a、b、c三點(diǎn)的連線與斜面平行，且A.X0=Xa=Xb=XcC.XaX0=XbXc答案 CN 極出發(fā)到 S 極，所以可畫(huà)出磁鐵在a處的一條磁感線，其方向是斜向左下方的，如圖所示，由左手定則可判斷導(dǎo)線在a點(diǎn)受斜向右下方的安培力Fa,由牛頓第三定律可知磁鐵所受作用力Fa的方向是斜向左上方，F(xiàn)a有沿斜面向下的分力，該分力使得彈簧彈力增大，所以彈 簧的伸長(zhǎng)量增大；同理可知，導(dǎo)線在b點(diǎn)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量不變，導(dǎo)線在c點(diǎn)時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量減小，則XaX0=XbXc

4、, C 正確。4.2016河北唐山調(diào)研如圖所示，兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng), 一端與電源連接。一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩=#，在安培力的作用下，金屬棒以V。的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,可使流過(guò)導(dǎo)體棒的電流最小，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為（答案 B解析由于在磁鐵外部，條形磁鐵的磁感線是從A.37B . 30 C . 454解析本題考查通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題。由題意對(duì)棒受力分析,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向5成e角則有BILcose（眄BILsine），整理得肌

5、=跡 ；，電流最小時(shí)，安培力最小，由 數(shù)學(xué)知識(shí)解得：e= 30,B正確。iI、i IVf6、R5.2014 全國(guó)卷I關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說(shuō)法正確的是（）A. 安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B. 安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C. 安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)D. 將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半答案 B解析 安培力的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向及電流的方向遵循左手定則，所以安培力的方向既垂直于直導(dǎo)線，也垂直于磁場(chǎng)的方向，B 正確，A 錯(cuò)誤；當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力最大F=BIl，當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最小為零，

6、C 錯(cuò)誤；由于通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向夾角不確定，將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成一 1直角，直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度不一定變?yōu)樵瓉?lái)的，安培力的大小不一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半，D 錯(cuò)誤。6. 2017 山東臨汾市二模如圖所示，無(wú)限長(zhǎng)水平直導(dǎo)線中通有向右的恒定電流I，導(dǎo)線正上方沿豎直方向有一用絕緣細(xì)線懸掛著的正方形線框。線框中通有沿逆時(shí)針?lè)较虻暮愣娏鱅，線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),線框下邊與直導(dǎo)線平行，且到直導(dǎo)線的距離也為L(zhǎng)。已知在長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中距長(zhǎng)直導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=k,（k為常量），線框的質(zhì)量為m則剪斷細(xì)線的瞬間，線框的加速度為（）kI2+g答案 D解析 線框下邊受到的安培力的大小為R=kLIL=kI2,方向向

7、下。線框上邊受到的安培力大小Fa=A.0C.k|2-gD.kI2m67.有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在如圖所示的平面內(nèi)，0點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，MN為兩導(dǎo)線連線的中垂線上兩點(diǎn)，與0點(diǎn)的距離相等，aM與MN的夾角為B。若兩 導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的恒定電流I，單根導(dǎo)線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B)，則關(guān)于B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 2Bcos0C.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 2B)sin0D. 在線段MN上有磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)答案 AC解析 作出兩根導(dǎo)線在M N兩處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的圖示，并根據(jù)平行四邊形定則求出合磁感應(yīng)強(qiáng)度，MN

8、兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，大小為B= 2Bsin0，選項(xiàng) A 正確、B 錯(cuò)誤，選項(xiàng) C 正確；線段MN上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向均水平向右且不為零，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。8.質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿置于傾角為0的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d,桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，有電導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零。當(dāng)安培力變大或變小時(shí)，細(xì)桿有上滑或下滑的趨勢(shì)，于是有靜摩擦力產(chǎn)生。kl12LIL=2,方向向上。根據(jù)牛頓第二定律可得,F+mg- F2=ma解得:kI2a=岳 +g,D 正確。7選項(xiàng) B 中，通電細(xì)桿可能受重力、安培力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖乙所示，所以桿與導(dǎo)軌間的摩擦力可能8為零。當(dāng)安培力減小時(shí)，細(xì)桿還受到導(dǎo)軌的彈力和沿導(dǎo)軌向上的

9、靜摩擦力，也可能處于靜止?fàn)顟B(tài)。選項(xiàng) C 和 D 中，通電細(xì)桿受重力、安培力、導(dǎo)軌彈力作用具有下滑趨勢(shì)，故一定受到沿導(dǎo)軌向上的靜摩擦 力，如圖丙、丁所示，所以桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零。故正確答案為CD9如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN垂直平放在兩條相互平行且足夠長(zhǎng)的水平光滑導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N在兩導(dǎo)軌間存在著豎直磁場(chǎng)，取垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t= 0 時(shí)導(dǎo)線恰好靜止，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，則下列說(shuō)法正確的是()ViBXXX()- *-XXXI甲乙A. 在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B. 在最初的一個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運(yùn)動(dòng)C. 導(dǎo)線一

10、直做加速度不變的勻加速直線運(yùn)動(dòng)D. 在最初的半個(gè)周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小答案 AD解析 由安培力的表達(dá)式F=BIL結(jié)合題圖乙可知，安培力F在一個(gè)周期內(nèi)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化而變化，1 一 一在前 4 周期內(nèi)，安培力F大小方向均不變，加速度大小方向均不變，由于初速度為零，所以導(dǎo)線在水平方向上1 1 一向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在 4 周期到 2 周期內(nèi)，磁場(chǎng)方向改變，安培力方向改變，加速度方向改變，速度減小，9A. 磁場(chǎng)方向一定豎直向下B. 電源電動(dòng)勢(shì)E= 3.0 VC. 導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F= 3 ND. 導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中電源提供的電能為0.048 J答案 AB解析 導(dǎo)體棒向右沿圓

11、弧擺動(dòng)，說(shuō)明受到向右的安培力，由左手定則知該磁場(chǎng)方向一定豎直向下，A 對(duì);導(dǎo)體棒擺動(dòng)過(guò)程中只有安培力和重力做功，由動(dòng)能定理知BILLsin0mgl（1 cos0） = 0,代入數(shù)值得導(dǎo)體棒中的電流為1= 3 A，由E=IR得電源電動(dòng)勢(shì)E= 3.0 V , B 對(duì)；由F=BIL得導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過(guò)程中所受安培力F= 0.3 N,C 錯(cuò)；由能量守恒定律知電源提供的電能W等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q和導(dǎo)體棒重力勢(shì)能的增加量E的和，即W Q+AE,而E=mgL1 cos0） = 0.048 J , D 錯(cuò)。二、非選擇題（本題共 2 小題，共 40 分）11.（20 分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 1.0 T,

12、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與水平面成0= 37角的導(dǎo)電滑軌，滑軌上放置一個(gè)可自由移動(dòng)的金屬桿ab。已知接在滑軌中的電源電動(dòng)勢(shì)E= 12 V，內(nèi)阻不計(jì)。ab桿長(zhǎng)L= 0.5 m，質(zhì)量 m= 0.2 kg，桿與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)= 0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計(jì)。求：要使ab桿在滑軌上保持靜止，滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化？（g取 10 m/s2, sin37 = 0.6 , cos37=0.8，可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）答案 3QRC5Q解析分別畫(huà)出ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩種情況下的受力分析圖，如圖所示。10*0甲乙當(dāng)ab桿恰好不下滑時(shí)，如

13、圖甲所示。由平衡條件得沿斜面方向mn0=卩FNI+F安icos0垂直斜面方向FNI=mgpos0+F安isin0而F安i=BRL,解得R= 5當(dāng)ab桿恰好不上滑時(shí)，如圖乙所示。由平衡條件得沿斜面方向mn0+卩FN2=F安2cos0垂直斜面方向FN2=mgpos0+F安2sin0而F安2=B L,解得艮=3Q o所以，要使ab桿保持靜止，R的取值范圍是 3QWRW5Q o12.（20 分）如圖所示，MN是一根長(zhǎng)為I= 10 cm,質(zhì)量 m= 50 g 的金屬棒，用兩根長(zhǎng)度也為I的細(xì)軟導(dǎo)線1將導(dǎo)體棒MN水平吊起，使金屬棒處在B=- T 的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，未通電流時(shí)，細(xì)導(dǎo)線在豎直方向， 通3入

14、恒定電流后，金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的最大偏角0= 37,忽略磁場(chǎng)對(duì)軟導(dǎo)線的作用力，sin37 =答案 5 A解析 金屬棒向外偏轉(zhuǎn)的過(guò)程中，受重力mg導(dǎo)線拉力FT、安培力F共三個(gè)力的作用，其中導(dǎo)線的拉力不做功，由動(dòng)能定理得W W00.6 ,cos37=0.8，重力加速度11其中WF=FIs in0=BII2sin0WG=-mgl(1cos0)解得I= 5 A。113至 2 周期時(shí)速度減小到零， 所以D項(xiàng)正確；而后在 2 周期到4周期內(nèi)，導(dǎo)線MN反向加速，在一個(gè)周期結(jié)束時(shí)又回到原來(lái)的位置，即做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以A 項(xiàng)正確，B C 錯(cuò)誤。10.光滑平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端通過(guò)開(kāi)關(guān)S 與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連，右端與半徑為L(zhǎng)=20 cm