2022届高三物理一轮复习知能检测：9-1磁场的描述-磁场对电流的作用-.docx

随堂演练1(2022年淮北测试)如图是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的试验示意图三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒用图中轻而松软的细导线1、2、3、4悬挂起来，它们之中的任意两根与导体棒和电源构成回路认为导体棒所在位置四周为匀强磁场，最初导线1、4接在直流电源上，电源没有在图中画出关于接通电源时可能毁灭的试验现象，下列叙述正确的是()A. 转变电流方向同时转变磁场方向，导体棒摇摆方向将会转变B仅转变电流方向或者仅转变磁场方向，导体棒摇摆方向确定转变C增大电流同时转变接入导体棒上的细导线，接通电源时，导体棒摇摆幅度确定增大D仅拿掉中间的磁铁，导体棒摇摆幅度不变解析：结合左手定则可知，仅转变电流方向或者仅转变磁场方向，F的方向确定转变，即导体棒摇摆方向确定转变，而两者同时转变时，F方向不变，则导体棒摇摆方向不变，故B正确，A错误；当I增大，但L减小时，F大小不愿定转变，C错误；仅拿掉中间的磁铁，意味着导体棒受力长度减小，则F应减小，则导体棒摇摆幅度确定转变，D错误答案：B2如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点已知a点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是()A直导线中的电流方向垂直纸面对外Bb点的实际磁感应强度为 T，方向斜向右上方，与B的夹角为45Cc点的实际磁感应强度也为0Dd点的实际磁感应强度与b点相同解析：a点的实际磁感应强度为0，是直线电流在a处的磁感应强度与匀强磁场在该处的磁感应强度的矢量和为0，所以直线电流在a处的磁感应强度B1 T，方向向左，由安培定则可得直导线中的电流方向垂直纸面对里，由于圆周上各点到直导线的距离相同，所以直导线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T，但方向不同，在b处向上，在c处向右，在d处向下，则b、c、d三处的实际磁感应强度分别为 T，方向斜向右上方与B成45夹角；2 T，方向向右； T，方向斜向右下方与B成45夹角，所以选项B正确答案：B3(2022年安徽六校联考)将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其四周放一条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A圆环顺时针转动，靠近磁铁B圆环顺时针转动，远离磁铁C圆环逆时针转动，靠近磁铁D圆环逆时针转动，远离磁铁解析：将圆环大致分成左、右两部分，右半部分受力指向纸里，左半部分受力指向纸外，故俯视图中，圆环逆时针转动；取特殊值，当圆环转90时，圆环右边相当于条形磁铁的S极，故圆环靠近磁铁综上可知C正确答案：C4(2021年蚌埠模拟)如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中确定不能平衡的是()解析：四种状况的受力分别如图所示：A、C都有可能平衡，D中假如重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，可以平衡，B合力不行能为零答案：B限时检测 (时间：45分钟，满分：100分)命题报告老师用书独具学问点题号电流磁场及磁通量1、7通电导线在安培力作用下的运动2磁场的叠加4、8安培力及其大小、方向3、5安培力作用下的平衡问题6、9、10、12安培力作用下的加速问题11一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()ABC D解析：依据图中电流方向利用安培定则可知，图、所示的磁感线正确，故应选C项答案：C2(2022年铜陵模拟)如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图当圆盘高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上 B竖直向下C水平向里 D水平向外解析：由于带负电的圆盘顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里故C正确答案：C3(2022年马鞍山模拟)如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点，以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流则过O点的通电直导线所受安培力的方向为()A沿y轴正方向 B沿y轴负方向C沿x轴正方向 D沿x轴负方向解析：依据同向电流相吸可推断O点的通电导线受到的合安培力沿y轴正方向，故A正确答案：A4如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是()Aa点 Bb点Cc点 Dd点解析：由安培定则画出a、b、c、d的磁感线的分布图，又I1I2，故该点距I1距离应比I2大，故C正确，A、B、D错误答案：C5(2022年合肥模拟)如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角(环面轴线为竖直方向)若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法不正确的是()A导电圆环有收缩的趋势B导电圆环所受安培力方向竖直向上C导电圆环所受安培力的大小为2BIRD导电圆环所受安培力的大小为2BIRsin 解析：若导线环上载有如图所示的恒定电流I，由左手定则可得导线环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2BIRsin ，选项A、B、D正确，C错误答案：C6如图所示，质量为m，长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，则磁感应强度方向和大小可能为()z正向，tan y正向，z负向，tan 沿悬线向上，sin A BC D解析：若磁感应强度方向为沿y正向，所受安培力沿z正向，大小等于mg，即BILmg，解得磁感应强度大小为，正确；若磁感应强度方向为沿z负向，所受安培力沿y正向，大小BILmgtan ，解得磁感应强度大小为tan ，正确同理，可推断、错误答案：B7彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是()A BC D解析：由安培定则可以推断，中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面对里，I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面对外，穿过线圈的磁通量可能为零，同理可以推断中，I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面对外，I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面对里，穿过线圈的磁通量可能为零，、正确；中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面对里；中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面对外，、中穿过线圈的磁通量不行能为零答案：C8已知地磁场的水平重量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图所示为测定通电线圈中心一点的磁感应强度试验方法：先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中心放一枚小磁针，N极指向北方；给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中心的合磁感应强度分别为()A顺时针 B顺时针C逆时针 D逆时针解析：通电线圈产生磁场方向向东，由安培定则可知电流沿逆时针方向；磁感应强度为矢量，依据其叠加原理可得BBcos (B为合磁感应强度) .所以B答案：C9(2022年池州模拟)在两个倾角均为的光滑斜面上，放有两个相同的金属棒，分别通有电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图所示，两金属棒均处于平衡状态则两种状况下的电流之比I1I2为()Asin B.Ccos D.解析：以题干甲图中导体棒为争辩对象受力分析如图(a)所示由平衡条件知F甲mgtan 又因F甲BI1L，所以I1以题干乙图中导体为争辩对象受力如图(b)，解得F乙mgsin ，又因F乙BI2L故I2，所以I1I2选项D正确答案：D10如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面对里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面对上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是()A渐渐增大 B渐渐减小C先减小后增大 D先增大后减小解析：对通电导线受力分析，通电导线受重力、支持力和安培力作用，三力平衡，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面对上沿逆时针转至水平向左的过程中，所受的安培力由沿斜面对上转到竖直向上，作出通电导线受力的动态变化图如图所示，由图可知，安培力渐渐增大，则B渐渐增大，A项正确答案：A二、非选择题(本大题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)水平放置的光滑金属导轨宽L0.2 m接有电源电动势E3 V，电源内阻及导轨电阻不计匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B1 T导体棒ab的电阻R6 ，质量m10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间，(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度解析：(1)闭合开关的瞬间，回路中的电流I A0.5 Aab棒所受安培力F安BIL0.1 N由左手定则知方向水平向右(2)由牛顿其次定律知a10 m/s2，方向水平向右答案：(1)0.1 N水平向右(2)10 m/s2，方向水平向右12(15分)(2022年皖南八校联考)如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为l1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M30 g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2 T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应当在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？解析：因导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为Ff.若BIlMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为I1，即有BI1lMgFf0.5mg，解得I12.0 A；若BIlMg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，设此时电流为I2，即有MgBI2lFf0.5mg，解得I21.0 A.即ab棒中的电流为1.0 AI2.0 A.依据左手定则推断，棒中的电流方向应当由a到b.答案：1.0 AI2.0 A由a到b