（江浙選考1）2022年高考物理總復習 第十章 磁場 考點強化練25 磁場的描述 磁場對電流的作用1.下列四幅圖所表示的內(nèi)容與地磁場有關的是()2. 磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示,則 ()A.a、b兩處的磁感應強度方向相同B.a、b兩處的磁感應強度的大小不等,Ba<BbC.同一通電導線放在a處受力不一定比放在b處受力大D.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大3.關于磁感應強度的概念,以下說法正確的有()A.電流元IL在磁場中受力為F,則磁感應強度B一定等于B.電流元IL在磁場中受力為F,則磁感應強度可能大于或等于C.磁場中電流元受力大的地方,磁感應強度一定大D.磁場中某點磁感應強度的方向,與電流元在此點的受力方向相同4.兩個絕緣導體環(huán)AA'、BB'大小相同,環(huán)面垂直,環(huán)中通有相同大小的恒定電流,如圖所示,則圓心O處磁感應強度的方向為(AA'面水平,BB'面垂直紙面)()A.指向左上方B.指向右下方C.豎直向上D.水平向右5.如圖所示是一道閃電劃破夜空擊中杭州北高峰的電視塔。假設發(fā)生閃電的云層帶正電,則在閃電瞬間,電視塔受到地磁場的在水平方向的作用力方向是()A.向西B.向南C.向東D.向北6.(多選)如圖,兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流I1和I2;A、B、C、D為導線某一橫截面所在的平面內(nèi)的四點,且A、B、C與兩導線共面,B點在兩導線之間,B、D的連線與導線所在平面垂直,磁感應強度可能為零的點是()A.A點B.B點C.C點D.D點7.一新型電磁船的船體上安裝了用于產(chǎn)生強磁場的超導線圈,在兩船舷之間裝有電池,導電的海水在磁場力作用下即可推動該船前進。如圖是電磁船的簡化原理圖,其中MN和PQ是與電池相連的導體棒,MN、PQ、電池與海水構成閉合回路,且與船體絕緣。要使該船水平向左運動,則超導線圈在MNPQ所在區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向是()A.豎直向上B.豎直向下C.水平向左D.水平向右8.如圖所示,一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為l,且abc=bcd=135°。流經(jīng)導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導線abcd所受到的磁場的作用力的合力()A.方向沿紙面向上,大小為(+1)BIlB.方向沿紙面向上,大小為(-1)BIlC.方向沿紙面向下,大小為(+1)BIlD.方向沿紙面向下,大小為(-1)BIl9.(多選)如圖所示,質(zhì)量是M,長為L的直導線通有垂直紙面向外的電流I,被一絕緣線拴著并處在勻強磁場中,導線能靜止在傾角為的光滑斜面上,則磁感應強度B的大小和方向可能是()A.大小為,方向垂直斜面向上B.大小為,方向垂直紙面向里C.大小為,方向水平向右D.大小為,方向沿斜面向下10.(多選)如圖所示,金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細線水平懸掛,處于豎直向上的勻強磁場中,金屬棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為,如果僅改變下列某一條件,角的相應變化情況是()A.金屬棒質(zhì)量變大,角變大B.兩懸線等長變短,角變小C.金屬棒中的電流變大,角變大D.磁感應強度變大,角變大11.(多選)(2018浙江東陽中學期中)如圖所示,一根長度為L的直導體棒中通以大小為I的電流,靜止放在導軌上,垂直于導體棒的勻強磁場的磁感應強度為B,B的方向與豎直方向成角。下列說法正確的是()A.導體棒受到磁場力大小為BILB.導體棒對軌道壓力大小為mg-BILcos C.導體棒受到導軌摩擦力為(mg-BILsin )D.導體棒受到導軌摩擦力為BILcos 12.(多選)如圖,紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長直絕緣導線L1、L2,L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上;L1的正上方有a、b兩點,它們相對于L2對稱。整個系統(tǒng)處于勻強外磁場中,外磁場的磁感應強度大小為B0,方向垂直于紙面向外。已知a、b兩點的磁感應強度大小分別為B0和B0,方向也垂直于紙面向外。則()A.流經(jīng)L1的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0B.流經(jīng)L1的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0C.流經(jīng)L2的電流在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0D.流經(jīng)L2的電流在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B013.(多選)如圖所示,水平向右的勻強磁場的磁感應強度B1=1 T,長L=1 m的直導線通有I=1 A的恒定電流,導線平行于紙面與B1成60°的夾角時,發(fā)現(xiàn)其不受安培力。而將導線垂直于紙面放置時,可測出安培力為2 N,則該區(qū)域存在的另一勻強磁場B2的大小和方向可能是()A.大小為 T,方向豎直向上B.大小為 T,方向豎直向上C.大小為 T,方向在紙面內(nèi)與導線成arcsin D.大小為 T,方向在紙面內(nèi)與導線成arcsin 14.一電流表的原理示意圖如圖所示,質(zhì)量為m的均質(zhì)細金屬棒MN的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連,絕緣彈簧勁度系數(shù)為k。在矩形區(qū)域ABCD內(nèi)有勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向外,與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標尺上的讀數(shù),MN的長度大于AB。當MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時,MN與矩形區(qū)域的CD邊重合,當MN中有電流通過時,指針示數(shù)可表示電流。(1)當電流表示數(shù)為零時,彈簧伸長多少?(重力加速度為g)(2)若要電流表正常工作,MN的哪一端應與電源正極相接?(3)若k=2.0 N/m,AB=0.20 m,CB=0.050 m,B=0.20 T,此電流表的量程是多少?(不計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用)(4)若將(3)中量程擴大1倍,磁感應強度應變?yōu)槎啻?15.(2018浙江11月選考)如圖所示,在間距L=0.2 m的兩光滑平行水平金屬導軌間存在方向垂直于紙面(向內(nèi)為正)的磁場,磁感應強度的分布沿y方向不變,沿x方向如下:B=導軌間通過單刀雙擲開關S連接恒流源和電容C=1 F的未充電的電容器,恒流源可為電路提供恒定電流I=2 A,電流方向如圖所示。有一質(zhì)量m=0.1 kg的金屬棒ab垂直導軌靜止放置于x0=0.7 m處。開關S擲向1,棒ab從靜止開始運動,到達x3=-0.2 m處時,開關S擲向2。已知棒ab在運動過程中始終與導軌垂直。求:(提示:可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功)(1)棒ab運動到x1=0.2 m時的速度v1;(2)棒ab運動到x2=-0.1 m時的速度v2;(3)電容器最終所帶的電荷量Q。考點強化練25磁場的描述磁場對電流的作用1.D2.C安培力的大小跟該處的磁感應強度的大小、I、l和導線放置的方向與磁感應強度的方向的夾角有關。3.B只有當電流元與磁場垂直時,B=。當電流元與磁場不垂直時,B,故A錯誤。當電流元與磁場垂直時F=BILsin ,是電流元與磁場方向的夾角。則B,故B正確。由公式F=BILsin 可知,磁場中電流元受力情況取決于B、I、L及四個因素,則F大,B不一定大,故C錯誤。磁感應強度的方向,與電流元在此點的受力方向垂直,故D錯誤。4.A根據(jù)安培定則可知,導體環(huán)AA'在O處產(chǎn)生的磁場方向為豎直向上,導體環(huán)BB'在O處產(chǎn)生的磁場方向為水平向左,按平行四邊形定則可知,O處磁感應強度的方向為指向左上方,故選項A正確,選項B、C、D錯誤。5.C地磁場由地球南極指向北極,放電現(xiàn)象是電視塔的自由電子向云層釋放,故電流指向大地,由左手定則可知電視塔受到地磁場的在水平方向的作用力向東,故C正確。6.AC兩電流在該點的合磁感應強度為0,說明兩電流在該點的磁感應強度滿足等大反向關系。根據(jù)右手螺旋定則在兩電流的同側(cè)磁感應強度方向相反,則為A或C,如果I1<I2,則A點可能為零,如果I1>I2,則C點可能為零,故A、C正確,B、D錯誤。7.B海水中電流方向從MN流向QP,且船向左運動,海水所受的安培力方向向右,根據(jù)牛頓第三定律可知,船體所受的安培力方向向左,再根據(jù)左手定則,可知,磁場方向豎直向下。故B正確,ACD錯誤。8.A本題的結(jié)果F合=F+Fbc=(+1)BIl可以這樣理解:利用F=BIl計算垂直放在磁場中的彎曲導線受的安培力時,式中的l等于ad兩端點連接直線的長度,相應的電流方向沿l由始端流向末端。9.BC安培力沿斜面向上大小為Mgtan ,而重力和支持力的合力等于Mgsin 小于安培力,所以導線有沿斜面往上的運動趨勢,故A錯誤;無所謂B的大小,安培力均為0,而繩的拉力、重力和支持力可以滿足平衡條件,故B正確;安培力豎直向上,重力和安培力平衡,沒有支持力和拉力,故C正確;安培力垂直斜面向上大小為Mg,沿斜面方向分解重力。因為Mg>Mgcos ,所以導線有離開斜面的運動趨勢,故D錯誤。10.CD水平的直線電流在豎直磁場中受到水平的安培力,與豎直方向形成夾角為,此時它受力平衡,有tan =。所以金屬棒質(zhì)量變大,角變小,故A錯誤;根據(jù)tan =,兩懸線變短,不影響平衡狀態(tài),角度不變,故B項錯誤;根據(jù)tan =,金屬棒中的電流變大,角變大,故C正確;根據(jù)tan =,磁感應強度變大角度變大,故D項正確。11.AD根據(jù)左手定則可得導體棒受力分析如圖所示。B與I垂直,故導體棒受到磁場力大小為F=BIL,選項A正確;根據(jù)共點力平衡規(guī)律得,BILsin +FN=mg,得導體棒對軌道的壓力大小為FN=mg-BILsin ,選項B錯誤;因為導體棒受到的是靜摩擦力,因而受到靜摩擦力大小要運用力的平衡規(guī)律求解,即為Ff=BILcos ,選項C錯誤,選項D正確。12.AC先利用右手定則判斷通電導線各自產(chǎn)生的磁場強度,然后再利用矢量疊加的方式求解各個導體棒產(chǎn)生的磁場強度。L1在ab兩點產(chǎn)生的磁場強度大小相等設為B1,方向都垂直于紙面向里,而L2在a點產(chǎn)生的磁場強度設為B2,方向向里,在b點產(chǎn)生的磁場強度也為B2,方向向外,規(guī)定向外為正,根據(jù)矢量疊加原理可知,B0-B1-B2=B0,B2+B0-B1=B0,可解得B1=B0;B2=B0,故AC正確。故選AC。13.AC根據(jù)題意“導線平行于紙面與B1成60°的夾角時,發(fā)現(xiàn)其不受安培力”說明合磁場一定與電流方向平行,即合磁場可能跟電流方向相同,或相反。根據(jù)左手定則,將導線垂直于紙面放置時,所受的安培力的合力一定跟導線垂直。垂直放置時,不妨設電流方向垂直紙面向內(nèi),則兩種情況分別如下圖;B1產(chǎn)生的安培力為F1,方向垂直B1向下,大小為F1=B1IL=1 N第一種情況,合磁場跟電流方向相同。根據(jù)平行四邊形定則,以F1為鄰邊、F合為對角線作另一個鄰邊F2,如上圖所示,根據(jù)幾何關系可知=30°,F合=2 N、F1=1 N,所以F2= N因為F2=B2IL,所以B2= T= T,如圖,B2的方向在紙面內(nèi)垂直B1向上,A正確,B錯誤。第二種情況,合磁場跟電流方向相反根據(jù)平行四邊形定則,以F1為鄰邊、F合'為對角線作另一個鄰邊F2',如上圖所示,=30°,所以根據(jù)余弦定理,有F2'= N= N因為F2'=B2'IL,所以B2'= T= T根據(jù)正弦定理有,所以sin =×F1=×1=故=arcsin 所以B2'的方向如圖所示,在紙面內(nèi)與導線成角向下,故=arcsin ,C正確,D錯誤。14.答案 (1)(2)M端(3)2.5 A(4)0.10 T解析 (1)設當電流表示數(shù)為零時,彈簧的伸長量為x,則有mg=kx,解得x=。(2)為使電流表正常工作,金屬棒MN的安培力必須向下,因此M端應接正極。(3)設電流表滿偏時通過MN的電流為Im,則有BIm·AB+mg=k(CB+x),聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得Im=2.5 A。(4)設量程擴大后,磁感應強度變?yōu)锽',則有2B'Im·AB+mg=k(CB+x),解得B'=。代入數(shù)據(jù)得B'=0.10 T。15.答案 (1)2 m/s(2)(3) C解析 (1)安培力F=BIL,加速度a=速度v1=2 m/s(2)在區(qū)間-0.2 mx0.2 m安培力F=5xIL如圖所示安培力做功W=)動能定理W=v2= m/s(3)動量定理-BLQ=mv-mv3電荷量Q=CBLvx=-0.2 m處的速度v3=v1=2 m/sQ= C