2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)真題精練專題十磁場第22練磁場的疊加和安培力問題課件

第22練

磁場的疊加和安培力問題B1.[2021浙江1月·8,3分,難度★★☆☆☆]如圖所示是通有恒定電流的環(huán)形線圈和螺線管的磁感線分布圖.若通電螺線管是密繞的,下列說法正確的是(

)A.電流越大,內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場B.螺線管越長,內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場C.螺線管直徑越大,內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場D.磁感線畫得越密,內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場1.B通電密繞長螺線管內(nèi)部的磁場可以視為勻強磁場,螺線管越長,內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場,與電流大小無關(guān),選項A錯誤,B正確;螺線管直徑越小,內(nèi)部的磁場越接近勻強磁場,選項C錯誤;磁感線是為了形象化描述磁場而引入的假想曲線,磁感線的疏密,與磁場是否是勻強磁場無關(guān),選項D錯誤.解析C2.[2021廣東·5,4分,難度★★★☆☆]截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導(dǎo)線,長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導(dǎo)線.若中心直導(dǎo)線通入電流I1,四根平行直導(dǎo)線均通入電流I2,I1?I2,電流方向如圖所示.下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是(

)2.C由于I1?I2,故長管外面的四根通電平行直導(dǎo)線間的安培力可忽略,只考慮長管內(nèi)通入電流I1的直導(dǎo)線對長管外四根平行直導(dǎo)線的安培力作用,中心直導(dǎo)線四周產(chǎn)生順時針方向的環(huán)形磁場,結(jié)合左手定則可知,通電后左右兩根平行直導(dǎo)線擠壓絕緣彈性長管靠近固定長直導(dǎo)線,上下兩根平行直導(dǎo)線遠(yuǎn)離固定長直導(dǎo)線,選項C正確.解析【光速解法】

利用“同向通電直導(dǎo)線相互吸引、異向通電直導(dǎo)線相互排斥”的結(jié)論可快速解題.BD3.[2021福建·6,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖,四條相互平行的細(xì)長直導(dǎo)線垂直坐標(biāo)系xOy平面,導(dǎo)線與坐標(biāo)平面的交點為a、b、c、d四點.已知a、b、c、d為正方形的四個頂點,正方形中心位于坐標(biāo)原點O,e為cd的中點且在y軸上;四條導(dǎo)線中的電流大小相等,其中過a點的導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向里,其余導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向外.則(

)A.O點的磁感應(yīng)強度為0B.O點的磁感應(yīng)強度方向由O指向cC.e點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸正方向D.e點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸負(fù)方向3.BD由安培定則可知,通電直導(dǎo)線b、c在O點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反,相互抵消;通電直導(dǎo)線a、d在O點產(chǎn)生的磁場方向均垂直ad連線指向c,故O點的磁感應(yīng)強度不為零,方向由O指向c,選項A錯誤,B正確.通電直導(dǎo)線c、d在e點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反,相互抵消;通電直導(dǎo)線a、b在e點產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小相等、方向分別垂直ae連線和be連線,二者的合磁場方向沿y軸負(fù)方向,故選項C錯誤,D正確.解析D4.[2022湖南·3,4分,難度★★★☆☆]如圖(a),直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO'上,其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO'的磁場,與OO'距離相等位置的磁感應(yīng)強度大小相等且不隨時間變化,其截面圖如圖(b)所示.導(dǎo)線通以電流I,靜止后,懸線偏離豎直方向的夾角為θ.下列說法正確的是(

)A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖(a)右側(cè)位置時,導(dǎo)線中電流方向由N指向MB.電流I增大,靜止后,導(dǎo)線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比

解析BC5.[2022全國乙·18,6分,難度★★★☆☆](多選)安裝適當(dāng)?shù)能浖?利用智能手機中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強度B.如圖,在手機上建立直角坐標(biāo)系,手機顯示屏所在平面為xOy面.某同學(xué)在某地對地磁場進(jìn)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(jié)果可推知(

)

A.測量地點位于南半球B.當(dāng)?shù)氐牡卮艌龃笮〖s為50μTC.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

解析【溫馨提示】

要注意地球表面的地磁場方向指向地理北極附近,在北半球,地磁場豎直分量向下,在南半球,地磁場豎直分量向上.BC6.[2021重慶·9,5分,難度★★★☆☆](多選)某同學(xué)設(shè)計了一種天平,裝置如圖所示.兩相同的同軸圓線圈M、N水平固定,圓線圈P與M、N共軸且平行等距.初始時,線圈M、N通以等大反向的電流后,在線圈P處產(chǎn)生沿半徑方向的磁場,線圈P內(nèi)無電流且天平平衡.設(shè)從上往下看順時針方向為正向,當(dāng)左托盤放入重物后,要使線圈P仍在原位置且天平平衡,可能的辦法是(

)A.若P處磁場方向沿半徑向外,則在P中通入正向電流B.若P處磁場方向沿半徑向外,則在P中通入負(fù)向電流C.若P處磁場方向沿半徑向內(nèi),則在P中通入正向電流D.若P處磁場方向沿半徑向內(nèi),則在P中通入負(fù)向電流6.BC左托盤放入重物后,要使線圈P仍在原位置且天平平衡,則需要線圈P受到豎直向下的安培力.若P處磁場方向沿半徑向外,由左手定則可知,應(yīng)在P中通入負(fù)向電流,選項A錯誤,B正確;若P處磁場方向沿半徑向內(nèi),由左手定則可知,應(yīng)在P中通入正向電流,選項C正確,D錯誤.解析BC

解析

C

新考法

解析新考法9.[2023海南·17,12分,難度★★★☆☆]如圖所示,U形金屬桿上邊長為L=15cm,質(zhì)量為m=1×10-3kg,下端插入導(dǎo)電液體中,導(dǎo)電液體連接電源,金屬桿所在空間有垂直紙面向里的大小為B=8×10-2T的勻強磁場.(1)若插入導(dǎo)電液體部分深h=2.5cm,閉合電鍵,金屬桿飛起后,其下端離液面最大高度H=10cm,設(shè)離開導(dǎo)電液體前桿中的電流不變,求金屬桿離開液面時的速度大小和金屬桿中的電流有多大;(g=10m/s2)(2)若金屬桿下端剛與導(dǎo)電液體接觸,改變電動勢的大小,通電后金屬桿跳起高度H'=5cm,通電時間t'=0.002s,求通過金屬桿橫截面的電荷量.

答案解析(2)對金屬桿,由動量定理有(BI'L-mg)t'=mv'(2分)由運動學(xué)公式有v'2=2gH'(1分)又q=I't'(2分)解得q=0.085C(1分)新考法10.[2022全國甲·25,20分,難度★★★★☆]光點式檢流計是一種可以測量微小電流的儀器,其簡化的工作原理示意圖如圖所示.圖中A為輕質(zhì)絕緣彈簧,C為位于紙面上的線圈,虛線框內(nèi)有與紙面垂直的勻強磁場;M為置于平臺上的輕質(zhì)小平面反射鏡,輕質(zhì)剛性細(xì)桿D的一端與M固連且與鏡面垂直、另一端與彈簧下端相連,PQ為圓弧形的、帶有均勻刻度的透明讀數(shù)條,PQ的圓心位于M的中心.使用前需調(diào)零:使線圈內(nèi)沒有電流通過時,M豎直且與紙面垂直;通過讀取反射光射到PQ上的位置,可以測得電流的大小.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,磁場磁感應(yīng)強度大小為B,線圈C的匝數(shù)為N、沿水平方向的長度為l,細(xì)桿D的長度為d,圓弧PQ的半徑為r,r?d,d遠(yuǎn)大于彈簧長度改變量的絕對值.(1)若在線圈中通入的微小電流為I,求平衡后彈簧長度改變