2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場第1節(jié)磁吃電流的作用作業(yè)與檢測含解析魯科版

PAGE8-第1節(jié)磁場對電流的作用基礎(chǔ)必備1.(2024·湖北武漢調(diào)研)(多選)下列說法中正確的是(AC)A.電荷在某處不受電場力的作用,則該處電場強(qiáng)度為零B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場力作用,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定為零C.表征電場中某點電場的強(qiáng)弱,是把一個檢驗電荷放在該點時受到的電場力與檢驗電荷本身電荷量的比值D.表征磁場中某點磁場的強(qiáng)弱,是把一小段通電導(dǎo)線放在該點時受到的磁場力與該小段導(dǎo)線長度和電流乘積的比值解析:電場和磁場有一個明顯的區(qū)分是:電場對放入其中的電荷有力的作用,磁場對通電導(dǎo)線有力的作用的條件是磁場方向不能和電流方向平行,故A正確,B錯誤;同理依據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=可知C正確;而同樣用比值定義法定義的磁感應(yīng)強(qiáng)度則應(yīng)有明確的說明,即B=中I和B的方向必需垂直,故D錯誤.2.(2024·河南鄭州二模)1876年美國聞名物理學(xué)家羅蘭在試驗室中完成了聞名的“羅蘭試驗”.羅蘭把大量的負(fù)電荷加在一個橡膠圓盤上,然后在圓盤旁邊懸掛一個小磁針,使圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn),發(fā)覺小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).忽視地磁場對小磁針的影響,下列說法正確的是(A)A.使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動的緣由是圓盤上的電荷運動時產(chǎn)生了磁場B.使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動的緣由是圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電流C.僅變更圓盤的轉(zhuǎn)動方向,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不變D.假如使圓盤帶上正電荷,圓盤的轉(zhuǎn)動方向不變,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不變解析:帶負(fù)電荷的橡膠圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn),依據(jù)電荷的定向移動形成電流,電流產(chǎn)生磁場可知,在圓盤上方產(chǎn)生了磁場,小磁針在磁場中受到磁場力發(fā)生轉(zhuǎn)動,選項A正確,B錯誤;僅變更圓盤的轉(zhuǎn)動方向,在圓盤上方產(chǎn)生的磁場方向變更,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向變更,選項C錯誤;假如使圓盤帶上正電荷,圓盤的轉(zhuǎn)動方向不變,在圓盤上方產(chǎn)生的磁場方向變更,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向變更,選項D錯誤.3.(2024·山東濟(jì)南期末)長為l的直導(dǎo)體棒a放置在光滑絕緣水平面上,固定的長直導(dǎo)線b與a平行放置,導(dǎo)體棒a與力傳感器相連,如圖所示(俯視圖).a,b中通有大小分別為Ia,Ib的恒定電流,Ia方向如圖所示,Ib方向未知.導(dǎo)體棒a靜止時,傳感器受到a給它的方向向左、大小為F的拉力.下列說法正確的是(B)A.Ib與Ia的方向相同,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為B.Ib與Ia的方向相同,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為C.Ib與Ia的方向相反,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為D.Ib與Ia的方向相反,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為解析:由題意知,導(dǎo)體棒a受到傳感器的作用力方向向右,大小為F,故導(dǎo)線b給a的作用力水平向左,大小為F,因此a,b間存在相互吸引力,它們的電流方向相同;a受到的安培力為F,電流為Ia,長度為l,則B=,選項B正確,A,C,D錯誤.4.(2024·四川內(nèi)江二模)2024年1月,出現(xiàn)在中國海軍坦克登陸艦上的電磁軌道炮在全球“刷屏”,這是電磁軌道炮全球首次實現(xiàn)艦載測試.如圖所示為電磁炮的簡化原理示意圖,它由兩條水平放置的平行光滑長直軌道組成.軌道間放置一個導(dǎo)體滑塊作為彈頭.當(dāng)電流從一條軌道流入,經(jīng)彈頭從另一條軌道流回時,在兩軌道間產(chǎn)生磁場,彈頭就在安培力推動下以很大的速度射出去.不計空氣阻力,將該過程中安培力近似處理為恒力,為了使彈頭獲得更大的速度,可適當(dāng)(B)A.減小平行軌道間距 B.增大軌道中的電流C.縮短軌道的長度 D.增大彈頭的質(zhì)量解析:依據(jù)題意和動能定理,安培力的功等于彈頭獲得的動能.軌道間距減小,安培力減小,安培力做功減小,彈頭獲得動能減小,速度減小,選項A錯誤;增大軌道中電流,安培力增大,安培力做功增大,彈頭獲得動能增大,速度增大,選項B正確;縮短軌道長度,安培力做功減小,彈頭獲得動能減小,速度減小,選項C錯誤;只增大彈頭質(zhì)量,安培力做功不變,彈頭獲得動能不變,所以速度減小,選項D錯誤.5.(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧測力計下懸掛的圓形線圈中通有順時針方向的電流I0,線圈的正下方固定有一根足夠長的直導(dǎo)線a,線圈靜止時導(dǎo)線a垂直于線圈平面.現(xiàn)在導(dǎo)線a中通有垂直紙面對外的較大電流,則下列推斷正確的是(BD)A.線圈仍靜止不動B.從上往下看,線圈將逆時針轉(zhuǎn)動C.彈簧測力計示數(shù)減小D.彈簧測力計示數(shù)增大解析:圓形電流可等效為小磁針,由安培定則知N極指向紙面對里,直導(dǎo)線a中的電流產(chǎn)生的磁場在線圈圓心處的磁場方向水平向左,因小磁針靜止時N極指向為該處磁場方向,可知小磁針N極向左轉(zhuǎn),即從上往下看,線圈將逆時針轉(zhuǎn)動,故A錯誤,B正確;因線圈逆時針轉(zhuǎn)動,線圈下半部分的電流方向漸漸與直導(dǎo)線中電流方向相同,兩者相吸,而上半部分的電流方向漸漸與直導(dǎo)線中的電流方向相反,兩者相斥,但下半部分別直導(dǎo)線近,引力大于斥力,彈簧測力計示數(shù)增大,故C錯誤,D正確.6.(2024·浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)如圖所示是試驗室里用來測量磁場力的一種儀器——電流天平,某同學(xué)在試驗室里,用電流天平測算通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,若他測得CD段導(dǎo)線長度為4×10-2m,天平(等臂)平衡時鉤碼重力為4×10-5N,通過導(dǎo)線的電流I=0.5AA.2.0×10-3T,方向水平向右B.5.0×10-3T,方向水平向右C.2.0×10-3T,方向水平向左D.5.0×10-3T,方向水平向左解析:由安培定則知,通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向右.由于天平平衡,則IlB=G,B==2×10-3T,故A正確.7.(2024·天津一模)如圖,足夠長的直線ab靠近通電螺線管,與螺線管平行.用磁傳感器測量ab上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是(C)解析:通電螺線管外部中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,無窮遠(yuǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,所以用磁傳感器測量ab上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是C.8.(2024·河南示范性中學(xué)聯(lián)考)如圖所示,兩平行傾斜導(dǎo)軌間的距離l=10cm,它們處于垂直導(dǎo)軌平面對下的磁場(圖中未畫出)中,導(dǎo)軌平面與水平方向的夾角θ=37°,在兩導(dǎo)軌下端所接的電路中電源電動勢E=10V,內(nèi)阻不計,定值電阻R1=4Ω,開關(guān)S閉合后,垂直導(dǎo)軌放置的質(zhì)量m=10g、電阻R=6Ω的金屬棒MN保持靜止.已知金屬棒MN與兩導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能是(D)A.10T B.1.5T C.0.1T D.1T解析:由題意知,電路中的電流I==1A,依據(jù)左手定則可推斷金屬棒MN所受安培力的方向沿導(dǎo)軌向上.當(dāng)金屬棒恰好具有沿斜面對上的運動趨勢時,有IlB=mgsinθ+μmgcosθ,解得B=1T;當(dāng)金屬棒恰好具有沿斜面對下的運動趨勢時,有BIl+μmgcosθ=mgsinθ,解得B=0.2T,故只有D正確.實力培育9.(2024·黑龍江大慶模擬)四根相互平行的通電長直導(dǎo)線a,b,c,d電流均為I,如圖所示放在正方形的四個頂點上,每根通電直導(dǎo)線單獨存在時,四邊形中心O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是B,則四根通電導(dǎo)線同時存在時O點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向為(A)A.2B,方向向左 B.2B,方向向下C.2B,方向向右 D.2B,方向向上解析:依據(jù)安培定則可推斷,在O點,a導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿bd方向,大小為B;c導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿bd,大小為B;同理,b導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿ca,大小為B;d導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿ca,大小為B.則依據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成可知,四根導(dǎo)線同時存在時的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向水平向左,故A正確.10.(2024·四川內(nèi)江二模)如圖所示,光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分,O點為圓弧的圓心.兩金屬軌道之間的寬度為0.5m,勻強(qiáng)磁場方向如圖,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.當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2A的恒定電流時,金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止起先運動.已知N,P為導(dǎo)軌上的兩點,ON豎直、OP水平,且==1m,g取10m/s2,則(D)A.金屬細(xì)桿起先運動時的加速度大小為5m/s2B.金屬細(xì)桿運動到P點時的速度大小為5m/sC.金屬細(xì)桿運動到P點時的向心加速度大小為10m/s2D.金屬細(xì)桿運動到P點時對每一條軌道的作用力大小為0.75N解析:金屬細(xì)桿在水平方向受到安培力作用,安培力大小F安=IlB=0.5×2×0.5N=0.5N,金屬細(xì)桿起先運動時的加速度大小為a==10m/s2,選項A錯誤;對金屬細(xì)桿從M點到P點的運動過程進(jìn)行分析,安培力做功W安=F安·(+)=1J,重力做功WG=-mg·=-0.5J,由動能定理得W安+WG=mv2,解得金屬細(xì)桿運動到P點時的速度大小為v=m/s,選項B錯誤;金屬細(xì)桿運動到P點時的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的重力加速度,水平方向的向心加速度大小為a'==20m/s2,選項C錯誤;在P點金屬細(xì)桿受到軌道水平向左的作用力F,水平向右的安培力F安,由牛頓其次定律得F-F安=,解得F=1.5N,每一條軌道對金屬細(xì)桿的作用力大小為0.75N,由牛頓第三定律可知金屬細(xì)桿運動到P點時對每一條軌道的作用力大小為0.75N,選項D正確.11.邊長為l的正方形線圈A,通有逆時針方向的恒定電流I0,用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛在水平長直導(dǎo)線MN的正下方h處,如圖所示.當(dāng)導(dǎo)線MN中無電流時,兩細(xì)線中張力均為T;當(dāng)通過MN的電流為I1時,兩細(xì)線中張力均減為aT(0<a<1);而當(dāng)通過MN的電流為I2時,細(xì)線中張力恰好為零.已知長直通電導(dǎo)線四周磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與到導(dǎo)線的距離r成反比B=k,k為常數(shù).由此可知,MN中的電流方向和電流I1,I2大小的比值分別為(C)A.向左,1+a B.向右,1+aC.向左,1-a D.向右,1-a解析:當(dāng)MN中通以從N向M的電流時,則ab邊所受的安培力方向向上,cd邊所受安培力方向向下,因離MN越近,安培力越大,可知此時線框所受安培力合力方向豎直向上,兩細(xì)線中張力減小,所以MN中電流的方向向左.當(dāng)MN中通過電流為I時,依據(jù)題意可知,ab邊所受安培力F1=,cd邊所受安培力F2=,因它們受到的安培力方向相反,此時線圈所受安培力的合力大小F合=kII0l-,由此可知,線圈受到的安培力的合力大小與通入電流的大小成正比,當(dāng)MN分別通以I1,I2的電流時,線框受到的安培力的合力的大小之比為I1∶I2.當(dāng)通過MN的電流為I1時,兩細(xì)線中張力均減為aT(0<a<1),所以安培力的合力大小F合1=2T-2aT;而當(dāng)通過MN的電流為I2時,細(xì)線中張力恰好為零,則安培力的合力大小F合2=2T,I1∶I2=F合1∶F合2=(2T-2aT)∶2T=(1-a)∶1,C項正確.12.(2024·吉林延邊一模)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,有一個與水平面成θ=37°角的導(dǎo)電滑軌,滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動勢E=12V,內(nèi)阻不計.ab桿長l=0.5m,質(zhì)量m=0.2kg,桿與滑軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,滑軌與ab桿的電阻忽視不計.求:要使ab桿在滑軌上保持靜止,滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變更?(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析:分別畫出ab桿在恰好