2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場課后分級演練25磁場及磁吃電流的作用力

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B．磁鐵對桌面的壓力減小C．桌面對磁鐵沒有摩擦力 D．磁鐵所受的合力不變解析：B磁鐵中央上方磁場方向水平向左，根據(jù)左手定則，電流受安培力方向豎直向上，如圖，根據(jù)牛頓第三定律，電流對磁鐵作用力方向豎直向下，故磁鐵對桌面的壓力增大，桌面對磁鐵沒有摩擦力，磁鐵所受合力為零，A、C、D正確，B錯(cuò)誤．8.(2017·泰州模擬)通有電流的導(dǎo)線L1、L2處在同一平面(紙面)內(nèi)，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)(O為L2的中心)，各自的電流方向如圖所示．下列哪種情況將會(huì)發(fā)生()A．因L2不受磁場力的作用，故L2不動(dòng)B．因L2上、下兩部分所受的磁場力平衡，故L2不動(dòng)C．L2繞軸O按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．L2繞軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)解析：D由右手螺旋定則可知導(dǎo)線L1上方的磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓译x導(dǎo)線L1越遠(yuǎn)的地方，磁場越弱，導(dǎo)線L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O點(diǎn)的下方磁場較強(qiáng)，則安培力較大，因此L2繞固定轉(zhuǎn)軸O按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)．故D正確．9.質(zhì)量為m，長為L的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧軌道上，整個(gè)裝置處于豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓心的連線與豎直方向成60°角，其截面圖如圖所示．則下列關(guān)于導(dǎo)體棒中的電流分析正確的是()A．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為eq\f(\r(3)mg,BL)B．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向外，大小為eq\f(\r(3)mg,3BL)C．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為eq\f(\r(3)mg,BL)D．導(dǎo)體棒中電流垂直紙面向里，大小為eq\f(\r(3)mg,3BL)解析：C導(dǎo)體棒受到豎直向下的重力、斜向上的彈力，要使導(dǎo)體平衡，應(yīng)受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小與彈力大小相等，方向相反，由平衡條件有關(guān)系tan60°＝eq\f(BIL,mg)＝eq\r(3)，得導(dǎo)體棒中電流I＝eq\f(\r(3)mg,BL)，再由左手定則可知，導(dǎo)體棒中電流的方向應(yīng)垂直紙面向里，故只有選項(xiàng)C正確．10.(多選)光滑平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢為E的電源相連，右端與半徑為L＝20cm的兩段光滑圓弧導(dǎo)軌相接，一根質(zhì)量m＝60g、電阻R＝1Ω、長為L的導(dǎo)體棒ab，用長也為L的絕緣細(xì)線懸掛，如圖所示，系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，當(dāng)閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動(dòng)，擺到最大高度時(shí)，細(xì)線與豎直方向成θ＝53°角，擺動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細(xì)線處于張緊狀態(tài)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，sin53°＝0.8，g＝10m/s2，則()A．磁場方向一定豎直向下B．電源電動(dòng)勢E＝3.0VC．導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F＝3ND．導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中電源提供的電能為0.048J解析：AB導(dǎo)體棒向右沿圓弧擺動(dòng)，說明受到向右的安培力，由左手定則知該磁場方向一定豎直向下，A對；導(dǎo)體棒擺動(dòng)過程中只有安培力和重力做功，由動(dòng)能定理知BIL·Lsinθ－mgL(1－cosθ)＝0，代入數(shù)值得導(dǎo)體棒中的電流為I＝3A，由E＝IR得電源電動(dòng)勢E＝3.0V，B對；由F＝BIL得導(dǎo)體棒在擺動(dòng)過程中所受安培力F＝0.3N，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)體棒重力勢能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cosθ)＝0.048J，D錯(cuò)．【B級——提升練】11.(多選)如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可加一平行于紙面的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，下列說法中正確的是()A．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大B．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B先減小后增大C．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為eq\f(mgsinα,IL)D．此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為eq\f(mgtanα,IL)解析：AC導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力作用而處于平衡狀態(tài)，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向由垂直斜面向上沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，安培力由沿斜面向上轉(zhuǎn)至豎直向上，可知安培力逐漸增大，即此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大，A對，B錯(cuò)；剛開始安培力F最小，有sinα＝eq\f(F,mg)，所以此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為eq\f(mgsinα,IL)，C對；最后安培力最大，有F＝mg，即此過程中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最大值為eq\f(mg,IL)，D錯(cuò)．12.如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點(diǎn)為圓弧的圓心．兩金屬軌道之間的寬度為0.5m，勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，大小為0.5T．質(zhì)量為0.05kg、長為0.5m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn)．當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以大小為2A的恒定電流時(shí)，金屬細(xì)桿可以在軌道上由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)．已知MN＝OP＝1m，則()A．金屬細(xì)桿開始運(yùn)動(dòng)的加速度為5m/s2B．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sC．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小10m/s2D．金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對每一條軌道的作用力大小為0.75N解析：D由牛頓第二定律知BIl＝ma，即：a＝eq\f(BIl,m)＝eq\f(0.5×2×0.5,0.05)m/s2＝10m/s2，A項(xiàng)不對；由動(dòng)能定理得W安－WG＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,P)，即0.5×2×0.5×2J－0.05×10×1J＝eq\f(1,2)×0.05×v2，解得v＝2eq\r(5)m/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a＝eq\f(v2,R)＝eq\f(20,1)m/s2＝20m/s2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；故正確選項(xiàng)為D.13.(2017·濰坊調(diào)研)美國研發(fā)的強(qiáng)力武器軌道電磁炮在試射中將炮彈以5倍音速，擊向200公里外目標(biāo)，射程為海軍常規(guī)武器的10倍，且破壞力驚人．電磁炮原理如圖所示，若炮彈質(zhì)量為m，水平軌道長L，寬為d，軌道摩擦不計(jì)，炮彈在軌道上做勻加速運(yùn)動(dòng)，要使炮彈達(dá)到5倍音速(設(shè)音速為v)，則()A．炮彈在軌道上的加速度為eq\f(25v2,2L)B．磁場力做的功為eq\f(5,2)mv2C．磁場力做功的最大功率為eq\f(125mv2,2L)D．磁場力的大小為eq\f(25mdv2,2L)解析：AC炮彈在軌道上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由公式v2＝2ax得a＝eq\f(5v2,2L)，A正確；不計(jì)摩擦，磁場力做的功等于炮彈增加的動(dòng)能，即W＝eq\f(1,2)m(5v)2＝eq\f(25mv2,2)，B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得FL＝eq\f(1,2)m(5v)2，磁場力的大小F＝eq\f(m5v2,2L)，則磁場力的最大功率Pm＝F·(5v)＝eq\f(m5v2,2L)·(5v)＝eq\f(125mv2,2L)，C正確，D錯(cuò)誤．14.(2017·武漢模擬)如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)；導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝1kg，電阻R0＝0.9Ω，與導(dǎo)軌接觸良好；電源電動(dòng)勢E＝10V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，電阻R＝4Ω；外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5T，方向垂直于ab，與導(dǎo)軌平面成α＝53°角；ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，定滑輪摩擦不計(jì)，線對ab的拉力為水平方向，重力加速度g取10m/s2，ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：(1)通過ab的電流大小和方向；(2)ab受到的安培力大小和方向；(3)重物重力G的取值范圍．解析：(1)由閉合電路歐姆定律可得，通過ab的電流I＝eq\f(E,R＋R0＋r)＝eq\f(10,4＋0.9＋0.1)A＝2A，方向由a到b；(2)ab受到的安培力F＝BIL＝5×2×0.5N＝5N，方向斜向左上方與水平方向成37°角．(3)ab受力如圖所示，最大