2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)同步練習(xí)卷：磁場及其描述安培力

磁場及其描述安培力一、選擇題中國宋代科學(xué)家沈括在公元1086年寫的《夢溪筆談》中最早記載了“方家（術(shù)士）以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也”。進(jìn)一步研究表明,地球周圍地磁場的磁感線分布如圖所示,結(jié)合上述材料,結(jié)合上述材料,下列說法正確的是（）在地磁場的作用下小磁針靜止時(shí)指南的磁極叫北極指北的磁極叫南極對(duì)垂直射向地球表面宇宙射線中的高能帶電粒子，在南、北極所受阻擋作用最弱，赤道附近最強(qiáng)形成地磁場的原因可能是帶正電的地球自轉(zhuǎn)引起的由于地磁場的影響，在奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,通電導(dǎo)線應(yīng)相對(duì)水平地面豎直放置（2019?浙江1月學(xué)考）如圖所示是“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”實(shí)驗(yàn)的部分裝置，導(dǎo)體棒處于磁場中，設(shè)三塊磁鐵可視為相同，忽略導(dǎo)體棒的電阻，下列操作能使導(dǎo)體棒通電瞬間所受安培力變?yōu)樵瓉矶种坏氖牵ǎ佗賰H移去一塊蹄形磁鐵僅使棒中的電流減小為原來的二分之一僅使導(dǎo)體棒接入端由②、③改為①、④僅使導(dǎo)體棒接入端由①、④改為②、③（2018?浙江4月選考）處于磁場B中的矩形金屬線框可繞軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線框中通以電流I時(shí),如圖所示,此時(shí)線框左右兩邊受安培力F的方向正確的是（）

在一空間有方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場,如圖所示,向外的磁場分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi),向內(nèi)的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個(gè)區(qū)域,該平面內(nèi)有一半徑為b（b>L‘a(chǎn)）的圓形線圈，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓。B從某時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度開始減小到廠則此過程中該線圈磁通量的變化量的大小為（）A..)nB(b2-a2)B.nB(b2A..)nB(b2-a2)B.nB(b2-2a2)C.nB(b2-a2)D.,nB(b2-2a2)5?如圖所示為兩根互相平行的通電直導(dǎo)線a，b的橫截面圖,a,b中的電流方向在圖中標(biāo)出,那么導(dǎo)A.磁感線順時(shí)針方向，磁場力向右線a中電流產(chǎn)生的磁場的磁感線環(huán)繞方向及導(dǎo)線b所受的磁場力的方向應(yīng)分別是（）磁感線順時(shí)針方向，磁場力向左磁感線逆時(shí)針方向，磁場力向右磁感線逆時(shí)針方向，磁場力向左6?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,將該容器放在磁場中,液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來。王同學(xué)回去后重復(fù)老師的實(shí)驗(yàn)步驟,但液體并沒有旋轉(zhuǎn)起來,造成這種現(xiàn)象的原因可能是該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中（）將磁鐵的磁極倒置了將直流電源的正負(fù)極接反了使用的液體為能導(dǎo)電的飽和食鹽溶液使用的電源為50Hz的低壓交流電源7?如圖所示的天平可用來測定磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圏寬為1,共N匝,線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面，當(dāng)線圈通有電流1（方向如圖）時(shí),在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為m],m2的砝碼，天平平衡。當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡。則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向?yàn)椋ǎ㊣kJ磴廠…「………I理上L」磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為Nilmg磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為.（巾|-尬龐磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為Nilmy磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為三根平行的長直導(dǎo)線,分別垂直地通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),三導(dǎo)線中電流方向相同,A,B兩導(dǎo)線中的電流大小相同，如圖所示，已知導(dǎo)線A在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)線C在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋ǎ┐笮锽,方向沿OA方向大小為2B,方向豎直向下大小為2B,方向沿OB方向大小為2B,方向沿OA方向如圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖,蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布,如圖乙所示,邊長為L的正方形線圈中通以電流I,線圈中的a導(dǎo)線電流方向垂直紙面向外,b導(dǎo)線電流方向垂直紙面向里,a,b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B^%）該磁場是勻強(qiáng)磁場該線圈的磁通量為BL2a導(dǎo)線受到的安培力方向向下b導(dǎo)線受到的安培力大小為BIL（多選）如圖1所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為L,其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒。從t=0時(shí)刻起，棒上有如圖2所示的持續(xù)交變電流I,周期為T,最大值為Im,圖1中I所示方向?yàn)殡娏髡较?。則金屬棒（）—直向右移動(dòng)速度隨時(shí)間周期性變化受到的安培力隨時(shí)間周期性變化受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功（多選）如圖所示,無限長水平直導(dǎo)線中通有向右的恒定電流I,導(dǎo)線正下方固定一正方形線框。線框中通有順時(shí)針方向的恒定電流I,線框邊長為L,線框上邊與直導(dǎo)線平行，且到直導(dǎo)線的距離ki也為L,已知在長直導(dǎo)線的磁場中距離長直導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=，線框質(zhì)量為m,r12?已知無限長通電直導(dǎo)線周圍某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的表達(dá)式:B=j，其中r0是該點(diǎn)到通電直導(dǎo)線的距離,1為電流強(qiáng)度，&為比例系數(shù)（單位為T?m/A）。試推斷，一個(gè)半徑為R的圓環(huán)，當(dāng)通C.D.二、非選擇題某電子天平原理如圖所示,E形磁鐵的兩側(cè)為N極,中心為S極,兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,磁極寬度均為L,忽略邊緣效應(yīng)。一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C,D與外電路連接。當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)（骨架與磁極不接觸）隨后外電路對(duì)線圈供電,秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止,由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量。已知線圈匝數(shù)為n,線圈電阻為R,重力加速度為go問:線圈向下運(yùn)動(dòng)的過程中,線圈中感應(yīng)電流是從C端還是從D端流出?供電電流I是從C端還是從D端流入?求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系。若線圈消耗的最大功率為P,該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少?如圖所示為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k。在矩形區(qū)域abed內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外。與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù),MN的長度大于abo當(dāng)MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時(shí),MN與矩形區(qū)域的ed邊重合，當(dāng)MN中有電流通過時(shí),指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧伸長多少?(重力加速度為g)若要電流表正常工作,MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接？⑶若k=2.0N/m,ab=0.20m,cb=0.050m,B=0.20T,此電流表的量程是多少?(不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場的作用)若其他條件不變,只改變磁感應(yīng)強(qiáng)度,將量程擴(kuò)大2倍,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻?如圖所示,一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過O點(diǎn)垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),其在紙面上的長度為L1,垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸,質(zhì)量為m,長為L3的導(dǎo)體棒使膜繃成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板,能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能,并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個(gè)電池,輸出電壓恒定為U,輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定)。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中,并與光電池構(gòu)成回路,流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外(注:光電池與導(dǎo)體棒直接相連,連接導(dǎo)線未畫出)。現(xiàn)有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成0=60°時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此