高三物理第一轮复习-磁场、磁场对电流的作用基础过关练习-粤教版.doc

第一节磁场、磁场对电流的作用一、单项选择题1(2011年浙江模拟)根据所学知识判断图中哪一个图是正确的()解析：选A.由左手定则知A正确，B错误；由右手定则(安培定则)知D错误；电场中某点场强方向应沿电场线的切线方向，正电荷受力与其方向相同，C错误2(2011年广东模拟)如图所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是()A先减小后增大B先增大后减小C始终增大D始终减小解析：选B.线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框的磁通量最小，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最多，所以该过程中的磁通量先增大后减小，故B对3(2009年高考重庆卷)在如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线()A相互吸引，FaFbB相互排斥，FaFbC相互吸引，FaFb D相互排斥，FaFb解析：选D.导线MM与NN中的电流方向相反，这两段导线相互排斥当电键S置于a处时，电路中接一节电池，导线中电流小；当电键S置于b处时，电路中接两节电池，导线中电流大，所以FaFb，选项D正确二、双项选择题4磁场中某区域的磁感线如图所示，则()Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC同一通电导线放在a处受力可能比放在b处受力大D同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：选BC.在磁场中，磁感线疏密表示磁场的强弱，故BaBb，选项B正确，A错误；同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为零，故D错误；若同一导线在a处垂直放置，在b处与磁场平行放置，则在a处受力大于b处受力，C正确5如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其右上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则()A磁铁对桌面压力减小B磁铁对桌面的压力增大C磁铁受到桌面向右的摩擦力作用D磁铁受到桌面向左的摩擦力作用解析：选AD.根据条形磁铁的磁场特点，可知长直导线受到斜向左下方的安培力，则磁铁受到向右上方的磁场力，故磁铁对桌面压力减小，磁铁有向右的运动趋势，摩擦力向左6质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上，如图所示已知导体与导轨间的动摩擦因数为，在下面四图所加磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是下面四幅图中的()解析：选AB.要使静摩擦力为零，如果FN0，必有f0.B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使FN0，B是正确的；如果FN0，则导体除受静摩擦力f以外的其他力的合力只要为零，那么f0.在题图A选项中，导体所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力可能为零，则导体所受静摩擦力可能为零，题图的C、D选项中，从导体所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零故正确的选项应为A、B.7(2011年杭州质检)如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角30.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是()A增大磁感应强度BB调节滑动变阻器使电流增大C增大导轨平面与水平面间的夹角D将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析：选AB.对金属杆受力分析，沿导轨方向：mgsin 0，若想让金属杆向上运动，则增大，A、B正确；若增大，则mgsin 增大，C错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D错误8(2011年泉州模拟)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是()ABmgtan/IL，方向垂直斜面向上BBmgsin/IL，方向垂直斜面向下CBmgtan/IL，方向竖直向上DBmg/IL，方向水平向左解析：选BD.导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡，当磁场方向垂直斜面向上时，安培力沿斜面向下，三力不可能平衡，A错；当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向上，则有mgsinBIL，故Bmgsin/IL，B项正确；当磁场方向竖直向上时，安培力水平向右，三力不可能平衡，C错；若磁场方向水平向左时，安培力竖直向上，则有mgBIL，即B，故D正确三、非选择题9三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向如何？解析：根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度的方向与B1(B3)垂直，如图所示，又知B1、B2、B3的大小均为B，根据矢量运算定则可知O点的磁感应强度大小为：BOB其方向在三角形平面内与斜边夹角的正切值tan2.答案：B方向与I1I3连线夹角的正切值为210如图为一电流表的原理示意图质量为m的轻质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，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，方向垂直纸面向外与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，0.05 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？解析：(1)设弹簧的伸长量为x，根据胡克定律和平衡条件有mgkx由式得x.(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下根据左手定则，电流方向为M指向N，因此M端应该接正极(3)设满量程时通过MN的电流强度为Im，根据平衡条件有：BImmgk(x)联立得Im2.5 A(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B，则有2BImmgk(x)由整理得B代入数据得B0.10 T.答案：(1)(2)M端点应接正极(3)2.5 A(4)0.10 T1(2011年郑州模拟)如图所示，光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属轨道上的M点当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动已知MNOP1 m，则()A金属细杆开始运动的加速度为5 m/s2B金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/sC金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2D金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为 0.75 N解析：选D.金属细杆在水平方向受到安培力作用，安培力大小FABIL0.520.5 N0.5 N，金属细杆开始运动的加速度为aFA/m10 m/s2，选项A错误；对金属细杆从M点到P点的运动过程，安培力做功WAFA(MNOP)1 J，重力做功WGmgON0.5 J，由动能定理得WAWGmv2，解得金属细杆运动到P点时的速度大小为vm/s，选项B错误；金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度，水平方向的向心加速度大小为av2/r20 m/s2，选项C错误；在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F，水平向右的安培力FA，由牛顿第二定律得FFAmv2/r，解得F1.5 N，每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75 N，由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N，选项D正确2(2010年高考浙江卷)如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动其在纸面上的长度OA为L1，垂直纸面的宽度为L2.在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴，质量为m，长为L2的导体棒使膜绷成平面在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板，能接收到经反射到光电池板上的所有光能，并将光能转化成电能光电池板可等效为一个电池，输出电压恒定为U；输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒定)导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B中，并与光电池构成回路，流经导体棒的电流垂直纸面向外(注：光电池与导体棒直接相连，连接导线未画出)(1)现有一束平行光水平入射，当反射膜与竖直方向成60时，导体棒处于受力平衡状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率(2)当变为45时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒力学平衡外，还能输出多少额外电功率？解析：(1)导体棒所受安培力F1IBL2由导体棒受力平衡得mgtanF1解得I所以当60时，I60mg/BL2光电池输出功率为P60UI60mgU/BL2.(2)当45时，根据式可知维持平衡需要的电流为I45根据几何关系可知可得P45P60mgU/BL2而光电池产生的电流为I光电所以能提供的额外电流为I额外I光电I45(1)可提供的额外功率为P额外I额外U(1).答案：(1)(2)(1)课时24