第三模塊 第8章 第1單元 一、選擇題1一段直導(dǎo)線L1 m，其中通有I1 A的電流，受到垂直于紙面向外的大小為F1 N的磁場力作用，據(jù)此()A既可以確定這個磁場的磁感應(yīng)強度的大小，又可以確定磁感應(yīng)強度的方向B僅能確定磁感應(yīng)強度的大小，不能確定磁感應(yīng)強度的方向C僅能確定磁感應(yīng)強度的方向，不能確定磁感應(yīng)強度的大小D磁感應(yīng)強度的大小和方向均無法確定解析：考慮到I與B的方向不明確，無法用B確定磁感應(yīng)強度的大小；僅知道F的方向，無法用左手定則判斷磁感應(yīng)強度的方向故選D.答案：D2將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖23所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看()A圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵B圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵C圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵D圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵解析：該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項正確答案：C3如圖24所示，用兩根相同的細繩水平懸掛一段均勻截流直導(dǎo)線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F.為使F0，可能達到要求的方法是()A加水平向右的磁場B加水平向左的磁場C加垂直于紙面向里的磁場D加垂直于紙面向外的磁場解析：根據(jù)題意可知，欲使F0，則需使磁場力豎直向上，大小等于導(dǎo)線重力，由左手定則可知，磁場方向需垂直于紙面向里，故選C.答案：C4(2020年重慶卷)在圖25所示電路中，電池均相同，當開關(guān)S分別置于a、b兩處時，導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為fa、fb，可判斷這兩段導(dǎo)線()圖25A相互吸引，fa>fb B相互排斥，fa>fbC相互吸引，fa<fb D相互排斥，fa<fb解析：無論開關(guān)置于a還是置于b，兩導(dǎo)線中通過的都是反向電流，相互間作用力為斥力，A、C錯誤開關(guān)置于位置b時電路中電流較大，導(dǎo)線間相互作用力也較大，故D正確答案：D5(2020年鄭州質(zhì)檢)在地磁場作用下處于靜止的小磁針上方，平行于小磁針水平放置一直導(dǎo)線，當該導(dǎo)線中通有電流時，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當通過該導(dǎo)線電流為I時，小磁針左偏30°(如圖26所示)，則當小磁針左偏60°時，通過導(dǎo)線的電流為(已知直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比)()A2I B3IC.I D無法確定解析：小磁針的指向為此處磁場的方向，由題意知，導(dǎo)線中電流的磁場與地磁場方向垂直，小磁針指向為合磁場方向，磁場合成情況如右圖27所示，易知tanBI/B地則左偏60°時對應(yīng)的電流可求結(jié)果為B.答案：B6如圖28所示，豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直紙面向外，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中()Ab、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等Ba、b兩點的磁感應(yīng)強度大小相等Ca點的磁感應(yīng)強度最小Dc點的磁感應(yīng)強度最大解析：由安培定則可判斷通電導(dǎo)線周圍的磁感線方向為逆時針方向，根據(jù)矢量合成的平行四邊形定則可得a點的磁感應(yīng)強度最小，c點最大；b、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等，故A、C、D正確答案：ACD7如圖29所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向正確的是()ABmg，方向垂直斜面向上BBmg，方向垂直斜面向下CBmg，方向垂直斜面向下DBmg，方向垂直斜面向上解析：若磁場方向垂直斜面向上，由左手定則可判定，安培力方向沿斜面向上，則棒受豎直向下的重力mg，斜面對棒的支持力FN和沿斜面向上的安培力F，如右圖30所示，則sin，而FBIL，所以Bmg，故A對D錯；若磁場方向垂直斜面向下，由左手定則可判定，安培力方向沿斜面向下，因斜面光滑，棒不可能靜止在斜面上，故B、C錯答案：A8在雷雨天氣時，空中有許多陰雨云都帶有大量電荷，在一樓頂有一避雷針，其周圍擺放一圈小磁針，當避雷針正上方的一塊陰雨云對避雷針放電時，發(fā)現(xiàn)避雷針周圍的小磁針的某一磁極呈順時針排列(俯視)，則該塊陰雨云可能帶()A正電荷 B負電荷C正負電荷共存 D無法判斷解析：如果是小磁針的N極順時針排列，說明磁場方向為順時針，由安培定則可知，電流應(yīng)是豎直向下，即該陰雨云帶正電荷；如果是小磁針的S極順時針排列，說明磁場方向為逆時針，由安培定則可知，電流方向為豎直向上，即該陰雨云帶負電荷，故選項A、B正確答案：AB9取兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖31甲所示的螺線管，當該螺線管中通以電流為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖31乙所示的螺線管，并通以電流也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為()A0 B0.5BCB D2B解析：圖乙中螺線管上的長導(dǎo)線可等效為兩個通過等大反向電流的通電螺線管，兩螺線管電流方向相反，由安培定則可知產(chǎn)生的磁場方向也是大小相等方向相反的，所以螺線管中部磁感應(yīng)強度為零答案：A10如圖32所示，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x.當兩細棒中均通以電流為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度的說法錯誤的是()A方向向上B大小為C要使a仍能保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強度，可使b上移D若使b下移，a將不能保持靜止解析：由安培定則可知b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度方向向上，A正確a的受力如圖33甲所示圖33tan45°，B，B錯b無論上移還是下移，b在a處的磁感應(yīng)強度均減小，若上移，a的受力如圖33乙所示上移過程中FN逐漸減小，F(xiàn)安先減小后增大，故C正確若使b下移，同理可分析a將不能保持靜止，D正確只有B錯誤答案：B二、計算題11電磁炮是利用磁場對電流的作用力，把電能轉(zhuǎn)變成機械能，使炮彈發(fā)射出去的如圖34所示，把兩根長為s，互相平行的銅制軌道放在磁場中，軌道之間放有質(zhì)量為m的炮彈，炮彈架在長為l，質(zhì)量為M的金屬桿上，當有大的電流I1通過軌道和炮彈時，炮彈與金屬架在磁場力的作用下，獲得速度v1時刻的加速度為a.當有大的電流I2通過軌道和炮彈時，炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開軌道設(shè)炮彈運動過程中受到的阻力與速度的平方成正比，求垂直于軌道平面的磁感應(yīng)強度多大？解析：設(shè)運動中受總阻力Ffkv2，炮彈與金屬架在安培力和阻力合力作用下加速，根據(jù)牛頓第二定律，獲得v1速度時，BI1lkv(Mm)a當炮彈速度最大時，有BI2lkv解得垂直軌道的磁感應(yīng)強度為B.答案：12如圖35所示，質(zhì)量為0.05 kg，長l0.1 m的銅棒，用長度也為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B0.5 T不通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度37°，求此棒中恒定電流多大？(不考慮棒擺動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，g取10 N/kg)同學(xué)甲的解法如下：對銅棒受力分析如圖36所示：當最大偏轉(zhuǎn)角37°時，棒受力平衡，有：FTcosmg，F(xiàn)TsinF安BIl得I A7.5 A同學(xué)乙的解法如下：F安做功：WFFx1BIlsin37°×lsin37°BI(lsin37°)2重力做功：WGmgx2mgl(1cos37°)由動能定理得：WFWG0代入數(shù)據(jù)解得：I A5.56 A請你對甲、乙兩同學(xué)的解法作出評價；若你對兩者都不支持，則給出你認為正確的解答解析：甲同學(xué)的錯誤原因：認為物體速度為零時，一定處于平衡位置，或者認為偏角最大時為平衡位置乙同學(xué)的錯誤原因：將安培力表達式誤寫為F安BIlsin37°，應(yīng)為：F安BIl.正確的解法如下：銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中F安做功：WFFx1BIl×lsin37°重力做功：WGmgx2mgl(1cos37°)由動能定理得：WFWG0代入數(shù)據(jù)解得：I A3.33 A.答案：評價見解析3.33 A