2019届高~考-物理(人教版~)第一轮预习复习课时作业x3-1-8-1磁场地描述及其磁场对电流地作用.doc

1、#*第八章 磁场第 1 课时 磁场的描述及磁场对电流的作用基本技能练1. (2014临沂模拟 )如图 1 所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c 三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是( )图 1Aa、b、c 的 N 极都向纸里转Bb 的 N 极向纸外转，而 a、c 的 N 极向纸里转Cb、 c 的 N 极都向纸里转，而 a 的 N 极向纸外转Db 的 N 极向纸里转，而 a、c 的 N 极向纸外转解析 由于圆环带负电荷，故当圆环沿顺时针方向转动时，等效电流的方向为逆时针，由安培定则可判断环内磁场方向垂直纸面向外，环外磁场方向垂直纸面向内，磁场中某点的磁场方向即是

2、放在该点的小磁针静止时 N 极的指向，所以 b 的 N 极向纸外转，a、c 的 N 极向纸里转。答案 B2. 在磁场中某区域的磁感线如图 2 所示，则( )#*图 2Aa、b 两处的磁感应强度的大小不等，且 BaB bBa、 b 两处的磁感应强度的大小相等C同一通电导线放在 a 处受力一定比放在 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 磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故 C、 D 错误；由 a、b 两处磁感线的疏密程度可判断出 BaB b，所以 A 正确，B 错误。

3、答案 A3.如图 3 所示，固定不动的绝缘直导线 mn 和可以自由移动的矩形线框 abcd 位于同一平面内，mn 与 ad、bc 边平行且离 ad 边较近。当导线 mn 中通以方向向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是( )图 3A向左运动 B向右运动C以 mn 为轴转动 D静止不动解析 以 mn 为研究对象，线框内磁场方向垂直纸面向里，由左手定则知导线mn 受到向左的安培力，由牛顿第三定律可知线框受到向右的作用力，故线框向右运动，选项 B 正确。答案 B4.如图 4 所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通

4、入如图所示方向的电流后，线#*圈的运动情况是( )图 4A线圈向左运动B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动解析 方法一：电流元法。首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看做一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和所受安培力情况如图所示。根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。只有选项 A 正确。方法二：等效法。将环形电流等效成一条形磁铁，如图所示，根据异名磁极相互吸引知，线圈将向左运动，故选 A。也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥” ，也可判断出线圈向左运动，选 A。答案 A5.如图 5 所示，足够长的直

5、线 ab 靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量 ab 上各点的磁感应强度 B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )#*图 5解析 通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量 ab 上各点的磁感应强度 B，在计算机屏幕上显示的大致图象是 C。答案 C6.如图 6 所示，两根长直导线 m、n 竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔 P、Q 中，O 为 P、Q 连线的中点，连线上 a、b 两点关于 O 点对称，导线中通有大小、方向均相同的电流 I。下列说法正确的是( )图 6AO 点的磁感应强度为零Ba、 b 两点磁感应强度的大小关系为 BaB bCa、 b 两点的磁感应强度相同D导

6、线 n 所受安培力方向由 P 指向 Q解析 根据安培定则，导线 m 在 O 点产生的磁场方向垂直 ab 连线向里，导线 n 在 O 点产生的磁场方向垂直 ab 连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，O 点的磁感应强度矢量和为零，选项 A 正确；根据对称性，导线 m、n在 a、b 两点产生的合磁场大小相等，但方向不同，选项 B、C 错误；同向电流相吸引，导线 n 所受安培力方向由 Q 指向 P，选项 D 错误。答案 A7. (2014浙江高考联盟联考) 质量为 m，长为 L 的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为 B 的匀强磁场中，直导体棒#*中通有恒定电流

7、，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成 60角，其截面图如图 7 所示。则下列关于导体棒中的电流分析正确的是( )图 7A导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mgBLB导体棒中电流垂直纸面向外，大小为3mg3BLC导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mgBLD导体棒中电流垂直纸面向里，大小为3mg3BL解析 导体棒受到竖直向下的重力、斜向上的弹力，要使导体棒平衡，应受水平向右的安培力，重力和安培力的合力大小与弹力大小相等，方向相反，由平衡条件有关系 tan 60 ，得导体棒中电流 I ，再由左手定BILmg 3 3mgBL则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故只有选项 C 正确。答案 C

8、8.如图 8 所示，用粗细均匀的电阻丝折成边长为 L 的平面等边三角形框架，每个边长的电阻均为 r，三角形框架的两个顶点与一电动势为 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，则三角形框架受到的安培力的大小为( )#*图 8A0 B. C. D.BEL5r 2BEL5r 3BEL5r解析 由图可知框架的 ac 边电阻与 abc 边的电阻并联接在电源两端，则电路总电阻为 R r r，总电流 I ，通过 ac 边电流 I1 2rr2r r 53 ER 3E5r 3E5r23，通过 abc 边的电流 I2 ，abc 边的有效长度为 L，则三角形框架受2E5r I12

9、 E5r到的安培力的合力大小为 FI 1LBI 2LBBL BL ，选项 D 对。2E5r E5r 3BEL5r答案 D能力提高练9. (2014上海杨浦区三模)如图 9 所示，质量 m0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为 37、宽度 L1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下( 磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势 E8 V、内阻 r1 ，额定功率为 8 W、额定电压为 4 V 的电动机 M 正常工作。取 sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小 g10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为( )图 9A2 T B1.73 T C1.5

10、T D1 T#*解析 电动机 M 正常工作时的电流 I1 2 A，电源内阻上的电压P1UUE U8 V4 V4 V，根据欧姆定律得干路中的电流 I 4 A，Ur通过导体棒的电流 I2I I 12 A，导体棒受力平衡，有 BI2Lmgsin 37，得B1.5 T ，只有选项 C 正确。答案 C10. (多选) 光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关 S 与内阻不计、电动势为 E的电源相连，右端与半径为 L20 cm 的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m60 g、电阻 R1 、长为 L 的导体棒 ab，用长也为 L 的绝缘细线悬挂，如图 10 所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度 B0.5

11、 T，当闭合开关 S 后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成53 角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，sin 530.8， g10 m/s 2 则( )图 10A磁场方向一定竖直向下B电源电动势 E3.0 VC导体棒在摆动过程中所受安培力 F3 ND导体棒在摆动过程中电源提供的电能为 0.048 J解析 导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A 对；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知 BILLsin mgL(1cos )0，代入数值得导体棒中的电流为I3 A，由 EIR 得电源电动势

12、E3.0 V，B 对；由 FBIL 得导体棒在摆动#*过程中所受安培力 F0.3 N，C 错；由能量守恒定律知电源提供的电能 W 等于电路中产生的焦耳热 Q 和导体棒重力势能的增加量 E 的和，即WQ E，而 EmgL(1cos )0.048 J，D 错。答案 AB11.如图 11 所示，在倾角为 30的斜面上，固定一宽 L0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器 R。电源电动势 E12 V，内阻 r1 ，一质量 m20 g 的金属棒 ab 与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度 B0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的

13、，取 g10 m/s 2，要保持金属棒在导轨上静止，求：图 11(1)金属棒所受到的安培力的大小；(2)通过金属棒的电流的大小；(3)滑动变阻器 R 接入电路中的阻值。解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示F 安 mg sin 30，代入数据得 F 安 0.1 N。(2)由 F 安 BIL，得 I 0.5 A。F安BL(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为 R0，根据闭合电路欧姆定律得：#*EI(R 0r) ，解得 R0 r23 。EI答案 (1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 12(2014重庆卷， 8)某电子天平原理如图 12 所示，E 形磁铁的两侧为 N 极，中心为

14、S 极，两极间的磁感应强度大小均为 B，磁极宽度均为 L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端 C、D 与外电路连接，当质量为 m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动( 骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流 I 可确定重物的质量。已知线圈匝数为 n，线圈电阻为 R，重力加速度为 g。问：图 12(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从 C 端还是从 D 端流出？ (2)供电电流 I 是从 C 端还是从 D 端流入？求重物质量与电流的关系；(3)若线圈消耗的最大功率为 P，该电子天平能称量的最大质量是多少？解析 (1)由右手定则可知线圈向下运动，感应电流从 C 端流出。(2)设线圈受到的安培力为 FA，外加电流从 D 端流入。由 FAmg和 FA2nBIL 得 m I2nBLg(3)设称量最大质量为 m0，#*由 m I2nBLg和 PI 2R得 m0 2nBLg PR答案 (1)电流从 C 端流出 (2)从 D 端流入m I (3)2nBLg 2nBLg PR