《備考指南 物理 》課件-第9章 第1講

第九章第1講知識(shí)鞏固練習(xí)1．(2019年天津名校模擬)有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線附近位于兩導(dǎo)線中垂線上的兩點(diǎn)，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則下列說法正確的是()A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都沿著中垂線指向O點(diǎn)B．O點(diǎn)是中垂線上磁感應(yīng)強(qiáng)度最大的點(diǎn)C．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反D．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同【答案】C【解析】根據(jù)安培定則判斷得知，兩根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向均沿逆時(shí)針方向．由于對(duì)稱，兩根通電導(dǎo)線在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等．根據(jù)平行四邊形法則，合成得到M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，M點(diǎn)磁場向下，N點(diǎn)磁場向上，故方向相反，不指向圓心，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．圓心O處兩導(dǎo)線形成的磁場方向相反、大小相等，則可知O點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．2．(2018年湖北模擬)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場強(qiáng)度H是不同的物理量，在真空中H＝eq\f(B,μ0).若用國際單位制的基本單位表示，μ0的單位為kg·m/(s2·A2)，則磁場強(qiáng)度的單位為()A．kg/(s2·A) B．kg·A/s2C．kg·A/m D．A/m【答案】D【解析】磁場強(qiáng)度H＝eq\f(B,μ0)，故H的單位為eq\f(T,kg·m/s2·A2)；又B＝eq\f(F,IL)，有eq\f(\f(N,A·m),kg·m/s2·A2)；再根據(jù)F＝ma，有eq\f(\f(kg·m/s2,A·m),kg·m/s2·A2)＝A/m.故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．3．(2019年南通模擬)如圖所示，通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)磁場中．其中導(dǎo)線不受安培力作用的是()ABCD【答案】C【解析】電流的方向與磁場方向垂直，導(dǎo)線一定受安培力作用，故A、B、D錯(cuò)誤．電流的方向與磁場的方向平行，導(dǎo)線不受安培力作用，故C正確．4．(2018年烏魯木齊二模)某興趣小組為了驗(yàn)證通電長直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與這一點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比(B∝eq\f(1,r))的結(jié)論，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)．將長直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，小磁針放置在長直導(dǎo)線的正下方并處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)小磁針離導(dǎo)線的距離為r時(shí)，給長直導(dǎo)線通恒定的電流，小磁針垂直紙面向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過的角度為θ(實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場與地磁場的水平分量相差不是很大)．將小磁針放在不同r處，測(cè)量其轉(zhuǎn)過的角度，最終作出相關(guān)圖像．下列圖像能驗(yàn)證結(jié)論B∝eq\f(1,r)的是()ABCD【答案】C5．(2018年濟(jì)寧二模)目前世界上輸送功率最大的直流輸電工程——哈(密)鄭(州)特高壓直流輸電工程已正式投入運(yùn)營．高壓直流輸電具有無感抗、無容抗、無同步問題等優(yōu)點(diǎn)．已知某段直流輸電線長度l＝200m，通有從西向東I＝4000A的恒定電流，該處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5×10－5T，磁傾角(磁感線與水平面的夾角)為5°(sin5°≈0.1)．則該段導(dǎo)線所受安培力的大小和方向?yàn)?)A．40N，向北與水平面成85°角斜向上方B．4N，向北與水平面成85°角斜向上方C．4N，向南與水平面成5°角斜向下方D．40N，向南與水平面成5°角斜向下方【答案】A【解析】地磁場方向由南向北，而電流方向從西向東．由左手定則可得安培力向北與水平面成85°角斜向上方．安培力的大小為F＝BIL＝5×10－5×4000×200N＝40N．故選A．6．如圖所示，蹄形磁鐵用懸線懸于O點(diǎn)．在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線．當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是()A．靜止不動(dòng)B．向紙外平動(dòng)C．N極向紙外、S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)D．N極向紙內(nèi)、S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】C綜合提升練習(xí)7．(多選)(2019年浙江模擬)如圖所示，某同學(xué)在玻璃皿中心放一個(gè)圓柱形電極接電源的負(fù)極，沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電源的正極做“旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)，若蹄形磁鐵兩極間正對(duì)部分的磁場視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.1T，玻璃皿的橫截面半徑a＝0.05m，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻r＝0.1Ω，限流電阻R0＝4.9Ω，玻璃皿中兩電極間液體的等效電阻為R＝0.9Ω.閉合開關(guān)后，當(dāng)液體旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓表的示數(shù)為1.5V，則()A．由上往下看，液體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．液體所受的安培力大小為1.5×10－3NC．閉合開關(guān)后，液體熱功率為0.081WD．閉合開關(guān)10s，液體具有的動(dòng)能是3.69J【答案】BCD8．(多選)如圖a所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中．當(dāng)音頻電流信號(hào)通過線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音．俯視圖b表示處于輻射狀磁場中的線圈(線圈平面即紙面)，磁場方向如圖中箭頭所示．在圖b中，()A．當(dāng)電流沿順時(shí)針方向通過時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B．當(dāng)電流沿順時(shí)針方向通過時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C．當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向通過時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D．當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向通過時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外【答案】BC【解析】將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個(gè)小段，每段成直線，依據(jù)左手定則可知安培力垂直于紙面向外．A錯(cuò)，B對(duì)．當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，安培力垂直于紙面向里．C對(duì)，D錯(cuò)．9．如圖所示，一關(guān)于y軸對(duì)稱的導(dǎo)體軌道位于水平面內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與平面垂直．一足夠長且質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒沿x軸方向置于軌道上，在外力F作用下從原點(diǎn)由靜止開始沿y軸正方向做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)棒與x軸始終平行．棒單位長度的電阻為ρ，與電阻不計(jì)的軌道接觸良好，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的熱功率隨棒位置的變化規(guī)律為P＝kyeq\f(3,2)(SI)．求：(1)導(dǎo)體軌道的軌道方程y＝f(x)；(2)棒在運(yùn)動(dòng)過程中受到的安培力Fm隨y的變化關(guān)系；(3)棒從y＝0運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)＝L過程中外力F做的功．【答案】(1)y＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4aB2,kρ)))2x2(2)Fm＝eq\f(k,\r(2a))y(3)eq\f(k,2\r(2a))L2＋maL【解析】(1)設(shè)棒運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)與軌道接觸點(diǎn)的坐標(biāo)為(±x，y)，安培力F＝eq\f(B2l2v,R)，功率P＝eq\f(4B2x2v2,R)＝kyeq\f(3,2).棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，v2＝2ay，R＝2ρx.代入前式得y＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4aB2,kρ)))2x2.軌道為拋物線．(2)安培力Fm＝Beq\f(P,E)(2x)＝B(2x)eq\f(ky\f(3,2),B2xv)＝eq\f(ky\f(3,2),v).將v＝eq\r(2ay)代入得Fm＝eq\f(k,\r(2a))y.(3)由動(dòng)能定理有WF＋W安＝eq\f(1,2)mv2.安培力平