2022年高考物理一轮复习课时作业22磁场的描述-磁场对电流的作用-.docx

二十二磁场的描述磁场对电流的作用1(2021沈阳市协作校期中联考)地球是一个大磁体：在地面上放置一个小磁铁，小磁铁的南极指向地磁场的南极；地磁场的北极在地理南极四周；赤道四周地磁场的方向和地面平行；北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的以上关于地磁场的描述正确的是()ABCD答案：D解析：地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极四周，地磁南极在地理北极四周；北半球的磁场斜向下，南半球磁场斜向上，赤道处的磁场与地面平行2(2021上海七校联考)如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布状况(只标出了部分磁感线的方向)，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()答案：C解析：由磁感线的疏密可推断磁感应强度的大小，磁感线越密的地方，磁感应强度越大，C正确3(2021天津模拟)如图所示，一个边长为L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中若通以图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流为I，则金属框受到的磁场力为()A0BILBCILBD2ILB答案：B解析：可以把正三角形金属框看做两根导线并联，且两根导线中的总电流等于I，由安培力公式可知，金属框受到的磁场力为ILB，B项正确4(多选)如图所示，在xOy平面内有两根平行y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向大小相同的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，Q为z轴上一点，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零BP、Q两点处的磁感应强度方向垂直CP、Q两点处的磁感应强度方向平行D正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用答案：AB解析：由安培定则及矢量合成法则知，两导线在O点产生的磁感应强度等大反向，则合磁感应强度为零，选项A正确；在Q点产生的磁感应强度方向向左，在P点产生的磁感应强度竖直向上，选项B正确，选项C错误；由左手定则知，正电荷从O点沿z轴向上运动受沿y轴正向的洛伦兹力，选项D错误5如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面对外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于磁铁对斜面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()AFN1FN2，弹簧的伸长量增大DFN1FN2，弹簧的伸长量减小答案：C解析：在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N极动身至S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A中的电流垂直纸面对外时，由左手定则可推断导线A必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受导线A的作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即FN1FN2；同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90，所以导线A对磁铁的作用力有沿斜面对下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，C正确6(2021北京四中高三模拟)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轴负方向答案：A解析：导线A、B在O点产生的合磁感应强度为0，所以O点磁感应强度为导线C在O点产生的磁感应强度，方向沿x轴负方向，由左手定则可知O点导线受力沿y轴正方向7如图所示，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a导线通有电流强度为I，b导线通有电流强度为2I，且电流方向相反时，a导线受到磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为()ABCD答案：C解析：a、b电流方向相反，两导线之间的磁场力为斥力，设大小为F，对a有F1FBIL，对b有F2F2BIL，解得F2F1F2，对于导线b，F2F1F2B2IL，解得B，选项C正确8(2021汕头模拟)如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B则()A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将逆时针转动Da、b导线受到的安培力大小总为BIl答案：D解析：匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等，方向处处相同，由图可知，选项A错误；在图示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；易知选项B错误；由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为BIl，选项D正确9(2021河北石家庄质检)(多选)如图所示，水平长直导线MN中通以M到N方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂在其正下方开头时线圈内不通电流，两细线内的张力均为T，当线圈中通过的电流为I时，两细线内的张力均减小为T.下列说法正确的是()A线圈中通过的电流方向为adcbaB线圈中通过的电流方向为abcdaC当线圈中电流变为I时，两细线内的张力均为零D当线圈中电流变为I时，两细线内的张力均为零答案：BC解析：线圈不通电流时，由力的平衡有2Tmg，当通过的电流为I时，张力减小为T，由安培定则知通电导线MN在ab处产生的磁场比dc处强，则可判知ab上必受向上的安培力，且大于cd上所受向下的安培力，再结合左手定则推断电流顺时针流淌，所以A项错，B项正确当两细线内张力均为T时，BabILBcdIL2Tmg，当两细线内的张力均为零时，BabILBcdILmg，且又知2Tmg，联立以上方程得II，故C项正确，D项错10(多选)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，水平放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I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方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是()A此过程中磁感应强度B渐渐增大B此过程中磁感应强度B先减小后增大C此过程中磁感应强度B的最小值为D此过程中磁感应强度B的最大值为答案：AC解析：导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态，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方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面对上转至竖直向上，导体棒受力的动态变化如图所示，则由图知安培力渐渐增大，即此过程中磁感应强度B渐渐增大，A正确，B错误；刚开头安培力F最小，有sin ，所以此过程中磁感应强度B的最小值为，C正确；最终安培力最大，有Fmg，即此过程中磁感应强度B的最大值为，D错误11(2021山东名校质检)如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直方向的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I时，导体棒静止在与竖直方向成37角的导轨上，取sin 370.6，cos 370.8，求：(1)磁场的磁感应强度B；(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小FN.答案：(1)(2)mg解析：(1)从左向右看，受力分析如图所示由平衡条件得：tan 37F安/mg，F安BIL，解得：B.(2)设两导轨对导体棒支持力为2FN，别有2FNcos 37mg，解得FNmg.即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为mg.12如图所示，水平导轨间距为L0.5 m，导轨电阻忽视不计；导体棒ab的质量m1 kg，电阻R00.9 ，与导轨接触良好；电源电动势E10 V，内阻r0.1 ，电阻R4 ；外加匀强磁场的磁感应强度B5 T，方向垂直于ab，与导轨平面成53角；ab与导轨间动摩擦因数为0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，取重力加速度g10 m/s2，ab处于静止状态已知sin 530.8，cos 530.6.求：(1)通过ab的电流大小和方向；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范围答案：(1)2 A方向为a到b(2)5 N(3)0.5 NG7.5 N解析：(1)I2 A，方向为a到b(2)FBIL5 N(3)受力分析如图，则fm(mgFcos 53)3.5 N当最大静摩擦方向向右时，FTFsin 53fm0.5 N当最大静摩擦方向向左时，FTFsin 53fm7.5 N所以0.5 NG7.5 N.13(2021苏州模拟)如图所示为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面对外与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k2.0 N/m，0.20 m，0.050 m，B0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？答案：(1)(2)M端(3)2.5 A(4)0.10 T解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为x，则有mgkx，解得：x.(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必需向下，因此M端应接正极(3)设电流表满偏时通过MN的电流强度为Im，则有BImmgk(x)，联立并代入数据得Im2.5 A(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B，则有2BImmgk(x)，解得：B.代入数据得：B0.10 T.