广东2014版高中物理《复习方略》课时提升作业(二十九) 第十一章 第1讲磁场及其对电流的作用.doc

1、优质文档优质文档温馨提示：此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。课时提升作业(二十九)(40分钟 100 分)一、选择题(本大题共 10小题,每小题 7分,共 70分。每小题至少一个答案正确,选不全得 3分)1.(2013柳州模拟)如图所示,把一条导线平行地放在磁针的上方附近,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转。发现这个实验现象的物理学家是 ( )2.两个完全相同的通电圆环 A、B 的圆心 O重合、圆面相互垂直,通电电流相同,电流方向如图所示,设每个圆环在其圆心 O处独立产生的磁感应强度为 B0,则 O处的磁

2、感应强度大小为 ( )A.0 B.2B0C. B0 D.无法确定2优质文档优质文档3.(2011新课标全国卷)为了解释地球的磁性,19 世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是 ( )4.(2013苏州模拟)在等边三角形的三个顶点a、b、c 处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。过 c点的导线所受安培力的方向 ( )A.与 ab边平行,竖直向上B.与 ab边平行,竖直向下C.与 ab边垂直,指向左边D.与 ab边垂直,指向右边5.(2013北海模拟)在赤道正上方某处有一条东西方向水平

3、放置的长直导线,通有从东向西流动的电流,则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是 ( )A.竖直向上 B.竖直向下C.向南 D.向北6.(2013湛江模拟)在磁场中某区域的磁感线如图所示,则 ( )A.a、b 两处的磁感应强度的大小不等,B aBbB.a、b 两处的磁感应强度的大小不等,B aBb优质文档优质文档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7.如图所示,电流从 A点分两路通过环形支路再汇合于B点,已知两个支路的金属材料相同,但截面积不相同,上面部分的截面积较大,则环形中心 O处的磁感应强度方向是 ( )A.垂直于环面指向

4、纸内 B.垂直于环面指向纸外C.磁感应强度为零 D.斜向纸内8.(2013杭州模拟)通有电流的导线 L1、L 2处在同一平面(纸面)内,L 1是固定的,L 2可绕垂直纸面的固定转轴 O转动(O为 L2的中心),各自的电流方向如图所示。下列哪种情况将会发生 ( )A.因 L2不受安培力的作用,故 L2不动B.因 L2上、下两部分所受的安培力平衡,故 L2不动C.L2绕轴 O按顺时针方向转动D.L2绕轴 O按逆时针方向转动9.(2013柳州模拟)如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不会掉下来。原来,棋盘和棋子都是由磁性材料制成的。棋子不会掉落是因为 (

5、 )A.质量小,重力可以忽略不计B.受到棋盘对它向上的摩擦力C.棋盘对它的吸引力与重力平衡优质文档优质文档D.它一方面受到棋盘的吸引,另一方面受到空气的浮力10.通电闭合直角三角形线框 abc处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,电流方向如图所示,那么三角形线框受到的磁场力的合力为 ( )A.方向垂直于 ab边斜向上B.方向垂直于 ac边斜向上C.方向垂直于 bc边向下D.为零二、计算题(本大题共 2小题,共 30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(能力挑战题)(15 分)如图所示,在磁感应强度 B=1.0T,方向竖直向下的匀强磁场中,有一个与水平面成 =37角

6、的导电滑轨,滑轨上放置一个可自由移动的金属杆 ab。已知接在滑轨中的电源电动势 E=12V,内阻不计。ab 杆长L=0.5m,质量 m=0.2kg,杆与滑轨间的动摩擦因数 =0.1,滑轨与 ab杆的电阻忽略不计。求:要使 ab杆在滑轨上保持静止,滑动变阻器 R的阻值在什么范围内变化?(g 取 10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留一位有效数字)12.(2013苏州模拟)(15 分)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

7、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 的长度大于优质文档优质文档。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aMN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 k=2.0N/m, =0.20m, =0.050m,B=0.20T,此电流表的量程是多少?(不计a c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?答案解析1.【解析】选 C。牛 顿是 经

8、典力学的奠基人,爱因斯坦创立了狭义和广义相对论,居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献,奥斯特首先发现了电流的磁效应,正确答案为 C。2.【解析】选 C。由安培定则可知 A 在圆心处产生的磁感应强度垂直于纸面向里,B 在 圆 心处产生的磁感应强度竖直向下,两者垂直,所以合磁感应强度大小 B= B0,C 选项正确。B20+20 2【变式备选】如图所示,A 和 B 为两根互相平行的长直导线,通以同方向等大电流,虚线 C 为在 A 和 B 所确定的平面内与A、B 等距的直 线,则下列说法正确的是( )优质文档优质文档A.两导线间的空间不存在磁场 B.虚线 C 处磁感应强度为零C.A、C 间磁感应

9、强度垂直 纸面向外 D.C、B 间磁感应强度垂直纸面向里【解析】选 B。由安培定则可知,在 A、B 之间,A 中电流产生的磁场方向垂直纸面向里,B 中电流产生的磁场方向垂直纸面向外,在 C 处两磁场的磁感应强度大小相等,方向相反,则合磁场的磁感应强度为零,A、 C 之间磁感应强度向里,B、C 之间磁感应强度向外,故 B 正确,A、C、 D 错误。3.【解析】选 B。由于地磁场的北极在地理南极附近,由安培定则可知,安培假设中环形电流方向如 B 图所示,故 A、C、D 错,B 正确。4.【解析】选 C。解法一:根据直线电流的安培定则,a、b 在 c 处所激发的磁场方向分别如图中 Ba、Bb 所示,

10、应用平行四边形定则可知 c 导线所在处的合磁场方向如图所示。根据左手定则可知安培力 F 安 的方向与 a、b 连线垂直,指向左边。解法二:根据同向电流相互吸引、异向电流相互排斥的特点,可判断导线 a、b 对导线 c 的安培力均 为吸引力 ,再由平行四边形定则可知 c 导线所受合力的方向与 ab边垂直,水平向左,C 正确。5.【解析】选 B。赤道正上方地磁场的方向水平向北,由于电流方向沿水平方向由东向西,根据左手定则判断知通电导线所受安培力方向应竖直向下,故 B 对,A、C、D 均错。6.【解析】选 B。因 为磁 场中磁感线的疏密表示磁场的强弱,所以 BaBb,B 正确,A错误;由于通电导线的方

11、向与磁场的方向的关系未知,因此同一通电导线放在 a、b 两处受力大小无法判断,C、D 均错误。优质文档优质文档7.【解析】选 A。两个支路在 O 处的磁感应强度方向均在垂直于圆环方向上,但上面支路的电流大,在 O 处的磁感应强度较大,故叠加后应为垂直于纸面向内,A 正确。8.【解析】选 D。由安培定则可知,导线 L1 上方的磁 场方向垂直于纸面向外,且离导线 L1 的距离越远的地方,磁感应强度越弱,导线 L2 上的每一小部分受到的安培力方向水平向右,由于 O 点的下方磁感应强度较强,则安培力较大,因此 L2绕轴 O按逆时针方向转动,D 项正确。9.【解析】选 B。棋子受力如图所示,磁性棋子受到

12、棋盘的吸引而对棋盘产生压力,棋盘对棋子有向外的弹力。重力使得棋子有向下滑动的趋势,因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力,此力和重力平衡,使得棋子不会滑下来。由于空气浮力远小于重力,故可以忽略不计。故 B 正确。10.【解题指南】解答本题应按以下流程进行:【解析】选 D。解法一:ac、bc 两边所受安培力分别为Fac、Fbc,其合力为 F,如图所示。F= F22=BI =BIb22 a方向沿 ac 方向,而 ba 边所受安培力与 F 等大反向 ,故 abc 所受安培力的合力为零,选项 D 正确。优质文档优质文档解法二:由于三角形为通电闭合线框,有效长度为零,所以三角形线框受到的合力为零,D 正确。11

13、.【解析】分别画出 ab 杆在恰好不下滑和恰好不上滑这两种情况下的受力分析图,如图所示。当 ab 杆恰好不下滑 时 ,如图甲所示。由平衡条件得沿斜面方向 mgsin=FN1+F 安 1cos (2 分)垂直斜面方向 FN1=mgcos+F安 1sin (2 分)而 F 安 1=B L, (1 分)E1解得 R1=5。 (2 分)当 ab 杆恰好不上滑 时 ,如图乙所示。由平衡条件得沿斜面方向 mgsin+FN2=F 安 2cos (2 分)垂直斜面方向 FN2=mgcos+F安 2sin (2 分)而 F 安 2=B L, (1 分)E2解得 R2=3。 (2 分)所以,要使 ab 杆保持静止

14、 ,R 的取值范围是 3R5。 (1 分)答案：3R5【总结提升】安培力及相关平衡问题的分析技巧优质文档优质文档(1)求解安培力作用下的导体平衡问题一般是先进行受力分析,再根据共点力平衡的条件 F 合 =0 或 Fx 合 =0,Fy 合 =0 列平衡方程。(2)安培力的方向很容易出错,应特别关注;安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。在判断安培力方向时,首先要确定磁场和电流所决定的平面,从而判断安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。(3)有关安培力的力电综合题往往涉及三维立体空间问题,处理该类问题时,要变三维立体为二维平面图,可变难为易。12.【

15、解析】(1)设当电流表示数为零时,弹簧的伸长量为 x,则有 mg=kx, (2 分)解得:x= 。 (1 分)m(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,因此M 端应 接正极。 (2分)(3)设电 流表 满偏时通过 MN 的电流强度为 Im,则有 BIm +mg=k( +x), a c(3 分)联立并代入数据得 Im=2.5A。 (2 分)(4)设量程 扩 大后,磁感应强度变为 B,则有2BIm +mg=k( +x)。 (3 分)a c解得:B= 。 k2代入数据得:B=0.10T。 (2 分)优质文档优质文档答案：(1) (2)M 端 (3)2.5A (4)0.10Tm关闭 Word 文档返回原板块