高考物理一輪復(fù)習(xí)練習(xí)及解析第11單元磁場二十七磁感應(yīng)強(qiáng)度力

1、練習(xí)二十七 磁感應(yīng)強(qiáng)度力選擇題部分共 10 小題，每小題 6 分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.1.，在平面 M 內(nèi)放有一半徑為 r 的半圓形導(dǎo)線，導(dǎo)線中所通的電流為 I1，在半圓線圈圓心 O 處垂直平面 M 放一長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以向上的電流 I2.已知長直導(dǎo)線在半圓形導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，則半圓形導(dǎo)線所受的力的大小是() A.2BI1rB.2BI2rC.BI1rD.0：直線電生的磁場是一組同心圓，I2 為半圓形電流，與磁場方向平行，所以半圓形導(dǎo)線不受：D力.2.通電矩形導(dǎo)線框 abcd 與無限長通電直導(dǎo)線 MN 在同一平面內(nèi)，電流方向，

2、ad 邊與 MN 平行.關(guān)于 MN 中電生的磁場對線框的作用，下列敘述中正確的是()A.線框有兩條邊所受到的 B.線框有兩條邊所受到的力方向相同力大小相同C.整個(gè)線框有向里收縮的趨勢D.若導(dǎo)線 MN 向左微移，各邊受力將變小，但合力不變：由直線電生磁場的特點(diǎn)可知，與導(dǎo)線距離相等的位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.因此 ab 與 cd 邊受到的力大小相等，但 ab 受力方向向下，cd 受力方向向上，即兩者的方向相反.ad 受力方向向左，bc 受力方向向右，但 ad 受到的力大于 bc 受到的力；若 MN 向左微移，則線框各邊所在處磁場均減弱，故各邊受力均變小，但 ad 邊所在處減弱，故線框所受向左的合力變

3、小.：B3.19 世紀(jì) 20 年代，以為代表的科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到：溫度差會(huì)引起電流.考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了照射后正面與背面的溫度差，從而提出“地球磁場是繞地球的環(huán)行電流引起的”的假設(shè).已知磁子午線是地球磁場 N 極與 S 極在地球表面的連線，則該假設(shè)中的電流方向是A.由西向東垂直磁子午線 B.由東向西垂直磁子午線 C.由南向北沿磁子午線D.由赤道向兩極沿磁子午線：因?yàn)榈卮艌?N 極在地球南極附近，地磁場 S 極在地球北極附近，故由題中假設(shè)的電流方向是由東向西垂直磁子午線.：B4.在 xOy 平面中有一通電直導(dǎo)線 ab 與 Ox、Oy 軸相交，導(dǎo)線中的電流方.該區(qū)域有勻強(qiáng)磁場，通電直導(dǎo)線所受磁場力的

4、方向與 Oz 軸的正方定則向向相同，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可能是( A.沿 x 軸負(fù)方向 B.沿 y 軸負(fù)方向)C.沿 z：方向 D.沿 z 軸負(fù)方向當(dāng)電流方向與磁場方向不垂直時(shí)，可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行分解，分解為與電流方向垂直的分量和與電流方向平行的分量.根據(jù)左手定則，手心應(yīng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直電流方向的分量垂直.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)?x 軸負(fù)方向或 y 軸負(fù)方向時(shí)，都有與電流垂直的分量，根據(jù)左手定則判定，受力方向都沿 z方向，如圖乙所示.：AB5.下列有關(guān)磁感線的說法中，正確的是()A.在磁場中存在著一條一條的磁感線B.磁感線是于 N 極，止于 S 極C.磁感線越密集處磁場越強(qiáng)D.兩條磁感線之

5、間的區(qū)域不存在磁場：磁感線在磁場中實(shí)際不存在，是人們?yōu)榱藛栴}方便而引入的假想線，選項(xiàng) A錯(cuò)誤.在磁體外部的磁感線從 N 極出發(fā)，止于 S 極；在磁體內(nèi)部的磁感線從 S 極出發(fā)，止于 N 極，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤.磁感線的疏密程度可以反映磁場強(qiáng)弱，選項(xiàng) C 正確.磁場存在于磁體周圍的整個(gè)空間中，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.：C6.圖示的裝置中，勁度系數(shù)較小的金屬輕彈簧下端恰好浸到水銀面，電源電動(dòng)勢足夠大.當(dāng)閉合開關(guān) S 后，彈簧將()A.保持B.收縮C.變長D.不斷上下振動(dòng)：在開關(guān)閉合的瞬間，有電流流過彈簧，彈簧可以看成由很多匝環(huán)形電流組成，每一匝環(huán)形電流相當(dāng)于一個(gè)小的條形磁鐵，由右手螺旋定則可以判斷出各匝相互吸

6、引.彈簧收縮后脫離水銀，彈簧中無電流，各匝不再相互吸引，彈簧恢復(fù)原長，又與水銀接觸；接觸，通電，再又重復(fù)上述過程.故彈簧不斷上下振動(dòng).：D7.如圖甲所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用 FN 表示磁鐵對桌面的壓力，f 表示桌面對磁鐵的摩擦力，則導(dǎo)線通電后與通電前相比( A.FN 減小，f0B.FN 減小，f0、方向向左C.FN 增大，f0D.FN 增大，f0、方向向左)：解法一 畫出條形磁鐵周圍的磁感線，由左手定則可知長直導(dǎo)線的受力方向?yàn)樽笊戏较?；由第三定律可知條形磁鐵的受力方向?yàn)橛蚁路较?，如圖乙所示.故選項(xiàng) D 正確.解法

7、二 畫出條形磁鐵的等效環(huán)形電流，如圖乙所示.由電流之間安培力方向特點(diǎn)很容易判定這些環(huán)形電流受直導(dǎo)線的下方向，選項(xiàng) D 正確.：D力的合力應(yīng)向右8.在赤道上豎立一避雷針.當(dāng)一團(tuán)帶負(fù)電的烏云經(jīng)過其正上方時(shí)，避雷針發(fā)生放電，則地磁場對避雷針的作用力()A.向東：作出B.向西C.向南的方位圖，D.向北帶負(fù)電的云層放電，則避雷針中的電流方向豎直向上，由左手定則判斷，地磁場對避雷針的作用力向西.：B9.如圖甲所示，把一通電導(dǎo)線 AB 放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以移動(dòng).當(dāng)導(dǎo)線 AB 中通有圖示方向的電流 I 時(shí)，從上往下看，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是()A.按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 B.按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)

8、上升 C.按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 D.按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升：先采取電流元受力分析法，把直線電流等效為 OA、OB 兩段電流元，如圖乙所示.根據(jù)左手定則可知，兩段電流元所受力方向相反(OA電流元受力指向紙面外，OB 電流元受力指向紙面里).可見，從上往下看時(shí)，導(dǎo)線將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).再采取特殊位置分析法，取導(dǎo)線逆時(shí)針轉(zhuǎn)過 90的特殊位置來分析，如圖丙所示.根據(jù)左手定則判斷出C.：C力的方向向下，故導(dǎo)線在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，向下運(yùn)動(dòng)，所以正確為10.如圖甲所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面三角形框架置于光滑水平面上，三邊的長度分別為 3L、4L 和 5L，長度為 L 的電阻絲的電阻為 r，框架與一

9、電動(dòng)勢為 E、內(nèi)阻不計(jì)的電源相連接，整個(gè)系統(tǒng)處于方向垂直于框架平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場，則框架受到的力的合力為( A.0BqL)B.，方向 bdr2BELC.，方向 dbrD.12BEL，方向 bd7r：由題意知，通過 ac 邊的電流為：I1 E5r由 abc 的電流 I2 E7r故框架的受力情況如圖乙所示.則：BLEFacB5 L E ，方向 bd5rr3BLEFab，方向 bc7r4BLEFbc，方向 ba7r由平行四邊形定則知，F(xiàn)ab、Fbc 的合力與 Fac 同向，大小為5BLE 如圖丙所，7r示.故框架受到的力的合力為：5BLEBLE12BLEF，方向 bd.7r：Dr7r非

10、選擇題部分共 3 小題，共 40 分.11.(13 分)圖示為等臂電流天平，可以用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.它的右臂掛著匝數(shù) n9 的矩形線圈，線圈的水平邊長為 l，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B、方向與線圈平面垂直.當(dāng)線圈中通過電流 I 時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡.然后使電流反向、大小不變，這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為 m 的砝碼，才能使兩臂再次達(dá)到新的平衡. (1)導(dǎo)出用已知量和可測量量 n、m、l、I 表達(dá) B 的計(jì)算式.(2)當(dāng) l10.0 cm、I0.10 A、m7.2 g 時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是多大？(取重力度 g10 m/s2)：(1)設(shè)電流方向未改變時(shí)，等臂天平的左盤內(nèi)

11、砝碼的質(zhì)量為 m1，右盤內(nèi)砝碼的質(zhì)量為 m2，由平衡條件有：m1gm2gnBIl電流方向改變之后有：(m1m)gm2gnBIl聯(lián)立兩式：B mg .2nIl(2)將 n9，l10 cm，I0.1 A，m7.2 g 代入 B mg 中得：2nIlB0.4 T.：(1)B mg(2)0.4 T2nIl12.(13 分)如圖甲所示，電源的電動(dòng)勢 E2 V，內(nèi)阻 r0.5 ，兩豎直導(dǎo)軌間的距離 L0.2 m，豎直導(dǎo)軌的電阻可以忽略不計(jì).金屬棒的質(zhì)量 m0.1 kg，電阻 R0.5 ，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.4，在紙外一側(cè)垂直靠在兩導(dǎo)軌上.為使金屬棒不下滑，與紙面成 30夾角、與導(dǎo)線垂直且斜向紙里的

12、磁場，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足什么條件？(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取 g10 m/s2)：對金屬棒進(jìn)行受力分析，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B1 時(shí)，金屬棒恰好不下滑，此時(shí)它的受力情況如圖乙所示，有：Fcos 30FNFsin30fmgfFN FB1IL E IRr解得：B13.0 T設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B2 時(shí)，金屬棒恰好不上滑，此時(shí)它的受力情況如圖丙所示.同理有：B2ILsin 30B2ILcos 30mg解得：B216.3 T故磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小應(yīng)滿足：3.0 TB16.3 T.：3.0 TB16.3 T乙丙13.(14 分)圖示為導(dǎo)軌式實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間

13、安放有一金屬滑塊(即實(shí)驗(yàn)用彈丸).滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源.滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動(dòng)而發(fā)射.在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為 BkI，比例常量 k2.5106 T/A.已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距 l1.5 cm，滑塊的質(zhì)量 m30 g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行 5 m 后獲得的發(fā)射速度 v3.0 km/s(此過程視為勻運(yùn)動(dòng)).求發(fā)射過程中電源提供的電流.若電源輸出的能量有 4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動(dòng)能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？：(1)由勻直線