2012届高考物理第一轮专题复习题31

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课时23
8

第一节磁场的描述磁场对电流的作用

一、选择题
1.(2011年西安地区名校联考磁场中某处的磁感线分布如图所示,下列说法正确的是(
A.磁感应强度Ba>Bb
B.同一通电导线在b处所受的磁场力一定比在a处大
C.通电导线在b处所受磁场力的方向可能与b处磁感线的方向相同D.若在a处的通电导线垂直磁感线放置,则所受磁场力最大
解析:D.由于a处磁感线比b处磁感线疏,所以磁感应强度Ba<BbA错误;若在b处的通电导线平行磁感线放置,则所受磁场力为零,B错误;根据左手定则,通电导线在b处所受磁场力的方向一定垂直b处的磁感线,C错误;若在a处的通电导线垂直磁感线放置,则所受磁场力最大,D正确.
2(2011年北京海淀区期末测试有两根长直导线ab互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,MN为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是(

AM点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同BM点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零
解析:BD.根据安培定则和磁场的叠加原理,M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反,选项AB对;在线段MN上只有在O点处,ab两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向,即只有O点处的磁感应强度为零,选项CD正确.
3(2011年广东六校联考一段长0.2m,通过2.5A电流的直导线,关于在磁感应强度B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是(
A.如果B2TF一定是1NB.如果F0B也一定为零C.如果B4TF有可能是1N
D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行
解析:选C.当导线与磁场方向垂直放置时,FBIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0<F<BILAD不正确,C确;磁感应强度是磁场本身的性质,与受力F无关,B不正确.


4(2011年吉林模拟如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B11T位于纸面内的细直导线,L1m通有I1A的恒定电流.当导线与B160°夹角时,发现其受到的安培力为零.该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为(
13A.TB.T22
C1TD.3T
解析:BCD.导线受到的安培力为零,可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向,可求出磁感应强度B2的最小值,B2B1sin60°
3
T,故BCD均正确.2
5如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN电流I方向从MN,绳子的拉力均为F.为使F0,可能达到要求的方法是(
A.加水平向右的磁场B.加水平向左的磁场C.加垂直纸面向里的磁场D.加垂直纸面向外的磁场
解析:C.F0Fmg0,故安培力方向必竖直向上,由左手定则知磁场方向为垂直纸面向里,故C正确.
6(2011年济南模拟如图所示,质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为θ则下列说法正确的是(
A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanθB.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθ
C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了
D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了
解析:选C.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定,拉力大小也不能确定,故AB错误;对回形针加热,回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了,所以选项C正确,D错误.
7(2011年泉州模拟如图所示,在倾角为α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(
ABmgtanα/(IL,方向垂直斜面向上BBmgsinα/(IL,方向垂直斜面向下CBmgtanα/(IL,方向竖直向上DBmg/(IL,方向水平向右
解析:B.B方向垂直斜面向上,由左手定则可知,安培力方向沿斜面向下,导线不可能静止,A错;同理可知CD错;B方向垂直斜面向下,安培力沿斜面向上,由平衡条件得:BILmgsinα,解得B
mgsinα
,故B项对.IL
8(2011年黄冈质检如图所示,用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架,abcd边均与ad边成60°角,abbccd


L长度为L的电阻丝电阻为r框架与一电动势为E内阻为r的电源相连接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,则框架受到的安培力的合力大小为(
A0




5BELB.11rBELD.
r
10BELC.
11r
3r·2r11E5E
解析:C.总电阻Rrr,总电流I,梯形框架受的安培力可等
5R11r3r2r10BEL
效为I通过ad边时受到的安培力,FBIadBI2L,所以C选项正确.
11r9(2011年上海模拟如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨ABCD,导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为μ现从t0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即Ikt,其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直,则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是(


解析:选C.FfμBILμBLkt<mg时,棒沿导轨向下加速;当FfμBLkt>mg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为:FfμBLkt;当棒停止运动时,摩擦力立即变为静摩擦力,大小为:Ffmg,故选项C正确.
10(2011年郑州第二次质量预测如图所示,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0.5m,匀强磁场方向如图,大小为0.5T.质量为0.05kg、长为0.5m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2A恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知MNOP1m,则(
A.金属细杆开始运动的加速度为5m/s2
B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/s
C.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10m/s2
D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N
解析:D.金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小FBIL0.5×2×0.5N0.5N,金属细杆开始运动的加速度为aF/m10m/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WF×(MNOP1J,重力做功WG=-mg×ON=-1
0.5J由动能定理得WWGmv2解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v20m/s
2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/r20m/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F1.5N,每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75N,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0.75N,选项D正确.


二、计算题
11(2011年辽宁联考如图所示,PQEF为水平放置的平行金属导轨,间距为l1.0m导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m20g棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c的质量M30g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B0.2T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g10m/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,应该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f.BIl>Mg,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
BI1lMgf0.5mg
0.5mgMg
解得I12.0A
Bl
BIl<Mg,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MgBI2lf0.5mgMg0.5mg
解得I21.0A
Bl
ab棒中的电流为10AI2.0A.
根据左手定则判断,棒中的电流方向应该由ab.答案:1.0AI2.0Aab
12.如图所示,电源电动势E2V,内电阻r0.5Ω,竖直导轨电阻可忽略,金属棒的质量m0.1kg,电阻R0.5Ω,它与导轨的动摩擦因数μ0.4,有效长度为L0.2m,为了使金属棒能够靠在导轨外面静止不动,我们施一与纸面成30°角向里且与金属棒垂直的磁场,问磁场方向是斜向上还是斜向下?磁感应强度B的范围是多大?(g10m/s2
解析:以静止的金属棒为研究对象,其侧视的受力分析如图所示.若摩擦力方向向上,则B1ILsin30°μB1ILcos30°mg.若摩擦力方向向下,则B2ILsin30°μB2ILcos30°mg其中电流IE/(Rr
代入数据得:B13TB216.3T
故所求磁感应强度的范围是3TB16.3T根据左手定则可知其方向应斜向下.答案:斜向下3TB16.3T


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/b4e1df19f8c75fbfc67db2f0.html

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