2024年高考物理總復習一輪考點培優(yōu)訓練51

課時規(guī)范練51

基礎對點練

1.（磁場、磁感線）（2023廣東廣州開學考試）關于磁場的說法正確的是（）

A.通電導線在磁場中受到的安培力越大，該位置的磁感應強度越大

B.因地磁場影響，在進行奧斯特實驗時，通電導線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯

C.垂直磁場放置的通電導線受力的方向就是磁感應強度的方向

D.地球表面上任意位置的地磁場方向都與地面平行

答案B

解析通電導線在磁感應強度很大的地方，若平行磁場放置,安培力也可能為零,A錯誤;根

據(jù)安培定則可知，導線的磁場方向與導線電流的方向垂直，可知因地磁場影響，在進行奧

斯特實驗時，通電導線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯,B正確;垂直磁場放置的通電導線受

力的方向與磁感應強度方向相互垂直,C錯誤;磁感線是閉合的曲線，不是地球表面任意

位置的地磁場方向都與地面平行,D錯誤。

2.（安培力的計算）（2022山東濟南月考）如圖所示，將一根同種材料制成、粗細均勻的導體

圍成半徑為A的閉合導體線圈，固定在垂直線圈平面、磁感應強度為B的勻強磁場中。

C、。兩點將線圈分為上、下兩部分，且C、。兩點間上方部分的線圈所對應的圓心角

為120°?，F(xiàn)將大小為/的恒定電流自C、。兩點間通入，則線圈C、。兩點間上、下兩

部分導線受到的總安培力的大小為（）

A,遮BIRB.42BIR

C.BIRD.0

答案A

解析由幾何關系可知,C、。兩點間的距離L=Hsin60°x2=bR,由等效思想可知，導體

線圈受到的總安培力的大小F產(chǎn)BILmBIR,故選Ao

3.（電流的相互作用）（2022廣東潮州模擬）如圖所示，兩根平行固定放置的長直導線。和人

載有大小、方向均相同的電流,。受到的磁場力大小為F,加入一垂直導線所在平面（紙

面）向外的勻強磁場后，。受到的磁場力大小變?yōu)?F,則此時8受到的磁場力大小為（）

a

A.FB.2F

C.3FD.4F

答案A

解析根據(jù)安培定則和左手定則可知a受到。施加的磁場力水平向右，由牛頓第三定律可

知b受到a施加的磁場力也為T7,方向水平向左。加勻強磁場后a受到的磁場力大小為

3A方向水平向右，則勻強磁場施加給a的力方向水平向右,大小為2F,施加給同向電流b

的力方向也水平向右，則人受到的合力大小為2廣/=EA正確,B、C、D錯誤。

4.（地磁場、磁感應強度的疊加）（多選）（2022全國乙卷）安裝適當?shù)能浖?利用智能手機

中的磁傳感器可以測量磁感應強度及如圖所示，在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏

所在平面為xQy面。某同學在某地對地磁場進行了四次測量，每次測量時y軸指向不同

方向而z軸正向保持豎直向上。根據(jù)表中測量結果可推知（）

測量序號&41TB.y/piTB41T

1021-45

20-20-46

3210-45

4-210-45

A.測量地點位于南半球

B.當?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為50gT

C.第2次測量時y軸正向指向南方

D.第3次測量時y軸正向指向東方

答案BC

解析本題考查地磁場的特點及磁感應強度的疊加計算。由表中z軸數(shù)據(jù)可得出此處的

磁感應強度在豎直方向上的分量豎直向下，則測量地點應位于北半球,A錯誤;此處的磁

感應強度大小為B=+By2+慶2,任意代入一組數(shù)據(jù)可得B約為5011T,3正確;北半

球地磁場指向北方斜向下，第2次測量時&<0,故y軸正方向指向南方,C正確;第3次測

量時8r>0,故x軸正方向指向北方,y軸正方向指向西方,D錯誤。

5.（安培力作用下導體的平衡問題）（2022湖南卷）如圖甲所示,直導線MN被兩等長且平行

的絕緣輕繩懸掛于水平軸。0'上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向。。，的磁場，與。。距離

相等位置的磁感應強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖乙所示。導線通以電流

/,靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為4下列說法正確的是（）

A.當導線靜止在圖甲右側位置時，導線中電流方向由N指向M

B.電流/增大,靜止后，導線對懸線的拉力不變

C.tan。與電流/成正比

D.sin0與電流I成正比

答案D

解析當導線靜止在題圖甲右側位置時,對直導線進行受力分析，如圖所示，由左手定

則知，導線中電流方向由M指向N,故A錯誤;與。。距離相等位置的磁感應強度大小相

等且不隨時間變化，因此/安=Gsin6?FT=Gcos。/安=8〃,可得sin。與/成正比，當/增大

時,6?增大,cos。減小,靜止后，導線對懸線的拉力Fr減小，故B、C錯誤,D正確。

素養(yǎng)綜合練

6.如圖所示，勻強磁場方向水平向右，一根長為L的直導線，折成互相垂直且等長的兩部分

"和反后放在勻強磁場中，"段豎直，反段與磁場平行,給導線通以大小為/的電流，導

線受到的安培力為人保持導線固定,將磁場以導線ab為軸轉過90°,則導線受到的安培

力大小為尸下列說法正確的是（）

a

____I4

DC

A.勻強磁場的磁感應強度大小為二

B.勻強磁場的磁感應強度大小為'

C.F'=F

D.F=V2F

答案D

解析由題意知F=BIx1,解得8書，故A、B錯誤;將磁場在水平面內轉過90°,ab.he

兩段受到的安培力大小均為R互相垂直，則導線受到的安培力大小/=也凡故C錯誤,D

正確。

7.（2022安徽滁州定遠二中模擬）通電長直導線周圍產(chǎn)生磁場，其某處磁感應強度的大小

與電流大小成正比，與該處到直導線的垂直距離成反比。N、P是半圓上的三點,0

點是圓心,為直徑,NNOP=60°。在M、N處各有一條垂直半圓面的長直導線，導線

中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，此時。點的磁感應強度大小為Bi,P點的磁

感應強度大小為治,則（）

A.歷：5=2：8B.B2：Bi=l：V3

C.&:51=1:2D.B2:Bi=2：1

答案B

解析根據(jù)安培定則,兩直線電流在。點和P點的磁感應強度方向如圖所示，假設圓的半

徑為R,則在。點處有BN=k；BM=d，則有BI=BM+BN=%,則在尸點處有

RRR

.2kl

2

喘，則有B2=IBN'+BM'2=箴故祟=>=4,B正確,A、C、D錯誤。

N1~R~

B”BM

N///

p----1

8.（多選）兩長度均為L的通電長直導線P、Q鎖定在傾角為e的光滑絕緣斜面上,質量分

別為〃?、3〃?,兩導線均接恒流源,流入的電流大小均為/,重力加速度大小為g,其截面圖如

圖所示?，F(xiàn)在施加一垂直斜面的勻強磁場，磁感應強度大小為民與此同時對兩導線解除

鎖定，兩導線間距離保持不變一起沿斜面向上做勻加速直線運動。下列說法正確的是

A.兩導線中電流的方向可能相反

B.兩導線間的安培力大小為抑L

C.所加磁場的磁感應強度大小滿足B＞網(wǎng)鬻

D.若B/L=3mgsin。，撤去勻強磁場B瞬間,其他條件不變，導線P、Q的加速度大小之比為

3：1

答案BC

解析由于兩導線間距離不變并沿斜面向上做勻加速直線運動，因此P、Q一定相互吸

引,P、Q中電流一定同向,A錯誤。對P、Q整體由牛頓第二定律有2B〃-4mgsine=4ma,

設P和Q間的安培力為FQP,對P進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律可知BIL-Fqp-mgsm

。=〃肛解得FQP=1B/￡,B正確。由于對P、Q整體有2B/L-4〃zgsin且a＞0,因此

B＞等產(chǎn),C正確。若BIL=3mgsin4則P、Q間安培力大小為FQP=|^sin"撤去外加

磁場瞬間，對P受力分析可得FQp+m^sin。=〃2ap，解得＜2p=|gsin。，加速度方向沿斜面向下;

對Q受力分析可得3mgsin。-FQp=3maQ,解得?Q=1gsin，，加速度方向沿斜面向下;所

以,P、Q加速度大小之比為5：1,D錯誤。

9.如圖所示，在傾角為。=37°的斜面上，固定一寬為L=1.0m的平行金屬導軌?，F(xiàn)在導

軌上垂直導軌放置一質量m=0.4kg、電阻Ro=2.O。、長為1.0m的金屬棒。仇它與導

軌間的動摩擦因數(shù)為〃=0.5。整個裝置處于方向豎直向上、磁感應強度大小為B=2T

的勻強磁場中。導軌所接電源的電動勢為E=12V,內阻片1.0Q,若最大靜摩擦力等于

滑動摩擦力,滑動變阻器的阻值符合要求，其他電阻不計,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos

37°=0.8o現(xiàn)要保持金屬棒在導軌上靜止不動，求：

(1)金屬棒所受安培力的取值范圍；

(2)滑動變阻器接入電路中的阻值范圍。

答案(1)彳NW/W8N(2)0WRW30。

解析（1）當金屬棒剛好達到向上運動的臨界狀態(tài)時，金屬棒受到的摩擦力為最大靜摩擦

力，方向平行斜面向下，設金屬棒受到的安培力大小為其受力分析如圖甲所示。則有

FN=Fisin3+mgcosFicos9=，wgsin0+Ffmax,Frmax=//FN

以上三式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得F