2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時提升練23 磁場及其對電流的作用題組一磁場的疊加1在磁感應(yīng)強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根通電長直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里如圖8114所示，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()圖8114Ac、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Cc點的磁感應(yīng)強度的值最小Db點的磁感應(yīng)強度的值最大【解析】通電直導(dǎo)線在c點的磁感應(yīng)強度方向與B0的方向相反，b、d兩點的電流磁場與B0垂直，a點電流磁場與B0同向，由磁場的疊加知c點的合磁感應(yīng)強度最小【答案】C2在等邊三角形的三個頂點a、b，c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖8115所示過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向()圖8115A與ab邊平行，豎直向上B與ab邊平行，豎直向下C與ab邊垂直，指向左邊D與ab邊垂直，指向右邊【解析】解法一根據(jù)直線電流的安培定則，a、b在c處所激發(fā)的磁場方向分別如圖中Ba、Bb所示，應(yīng)用平行四邊形定則可知c導(dǎo)線所在處的合磁場方向如圖所示根據(jù)左手定則可知安培力F安的方向與a、b連線垂直，指向左邊解法二根據(jù)同向電流相互吸引、反向電流相互排斥的特點，可判斷導(dǎo)線a、b對導(dǎo)線c的安培力均為吸引力，再由平行四邊形定則可知c導(dǎo)線所受合力的方向與ab邊垂直，水平向左，C正確【答案】C題組二安培力的大小和方向3如圖8116所示，用兩根相同的細繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流I的方向為從M到N，繩子的拉力均為F.為使F0，可能達到要求的方法是()圖8116A加水平向右的磁場B加水平向左的磁場C加垂直紙面向里的磁場D加垂直紙面向外的磁場【解析】要使繩子的拉力均為0，根據(jù)平衡條件知導(dǎo)線所受安培力應(yīng)豎直向上，由左手定則知，應(yīng)加垂直紙面向里的磁場【答案】C4如圖8117所示，一個邊長為L、三邊電阻相同的正三角形金屬框放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，若通以如圖所示方向的電流(從A點流入，從C點流出)，電流大小為I，則關(guān)于金屬框所受安培力的情況，下列說法正確的是()圖8117A金屬框所受安培力大小為0B金屬框所受安培力大小為BIL，方向垂直AC沿紙面向上C金屬框所受安培力大小為BIL，方向垂直AC沿紙面向下D金屬框所受安培力大小為2BIL，方向垂直AC沿紙面向上【解析】根據(jù)通電導(dǎo)線在磁場中受安培力的特點，可以把正三角形金屬框的AB與BC兩根導(dǎo)線所受的安培力等效為導(dǎo)線AC所受的安培力，則整個三角形金屬框可以看做兩根AC導(dǎo)線并聯(lián)，且兩根導(dǎo)線中的總電流等于I，由公式得到FBIL，另外根據(jù)左手定則，可知整個三角形金屬框所受的安培力的方向垂直AC沿紙面向上，所以選項B正確【答案】B題組三安培力作用下的綜合分析5(多選)如圖8118所示，通電導(dǎo)體棒靜止于水平導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m，長為L，通過的電流大小為I且垂直紙面向里，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向與導(dǎo)軌平面成角，則導(dǎo)體棒受到的()圖8118A安培力大小為BILB安培力大小為BILsin C摩擦力大小為BILsin D支持力大小為mgBILcos 【解析】根據(jù)安培力計算公式，F(xiàn)BIL，A正確，B錯誤；導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件，F(xiàn)fBIL sin ，C正確；FNmgBILcos ，D錯誤【答案】AC6(湖北省咸寧市xx屆摸底)如圖8119所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來，此時臺秤的讀數(shù)為FN1，現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線，電流方向如圖當(dāng)加上電流后，臺秤的示數(shù)為FN2，則下列說法正確的是()圖8119AFN1>FN2，彈簧長度將變長BFN1>FN2，彈簧長度將變短CFN1<FN2，彈簧長度將變長DFN1<FN2，彈簧長度將變短【解析】以通電導(dǎo)線為研究對象，由左手定則可知，通電導(dǎo)線在磁場中受到斜向右下方的安培力，由牛頓第三定律可知條形磁鐵受到通電導(dǎo)線的磁場力為斜向左上方該力產(chǎn)生對條形磁鐵向上提拉和向左壓縮彈簧的效果，則臺秤示數(shù)變小，彈簧被壓縮，選項B正確【答案】B7一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖8120所示當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左向右看，線圈L1將()圖8120A不動B順時針轉(zhuǎn)動C逆時針轉(zhuǎn)動D在紙面內(nèi)平動【解析】環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得，從左向右看，線圈L1將順時針轉(zhuǎn)動【答案】BB組深化訓(xùn)練提升應(yīng)考能力8如圖8121所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖所示當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO轉(zhuǎn)動時，通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向是()圖8121A豎直向上B豎直向下C水平向里D.水平向外【解析】由于帶負電的圓盤順時針方向旋轉(zhuǎn)，形成的等效電流為逆時針方向，所產(chǎn)生的磁場方向豎直向上由左手定則可判定通電導(dǎo)線所受安培力的方向水平向里，故C正確【答案】C9已知地磁場的水平分量為B，利用這一值可以測定某一弱磁場的磁感應(yīng)強度，如圖8122所示為測定通電線圈中央一點的磁感應(yīng)強度的實驗，實驗方法：圖8122先將未通電線圈平面固定于南北方向豎直平面內(nèi)，中央放一枚小磁針，N極指向北方；給線圈通電，此時小磁針N極指北偏東角后靜止，由此可以確定線圈中電流方向(由東向西看)與線圈中央的合磁感應(yīng)強度分別為()A順時針；B順時針；C逆時針；D.逆時針；【解析】由于合磁場的方向北偏東角，地磁場的水平分量為B向北，根據(jù)平行四邊形定則，線圈中央的合磁感應(yīng)強度大小為，通電線圈中央一點的磁場水平向東，結(jié)合安培定則，可判斷線圈中電流方向(由東向西看)為逆時針方向，C正確【答案】C10(xx啟東模擬)如圖8123所示，在豎直向下的恒定勻強磁場中有一光滑絕緣的圓軌道，一重為G的金屬導(dǎo)體MN垂直于軌道橫截面水平放置，在導(dǎo)體中通入電流I，使導(dǎo)體在安培力的作用下以恒定的速率v從A點運動到C點，設(shè)導(dǎo)體所在位置的軌道半徑與豎直方向的夾角為，安培力的瞬時功率為P，則從A到C的過程中，下列有關(guān)說法正確的是()圖8123A電流方向從N指向MBIcot CPcos DPsin 【解析】由于安培力方向始終水平向左，根據(jù)左手定則知電流方向從M指向N，A錯誤；因為導(dǎo)體棒做勻速圓周運動，所以有Gsin F安 cosILBcos ，故Itan ，即Itan ，B錯誤；又PF安 vcosGvsin ，所以Psin ，C錯誤、D正確【答案】D11.(xx長沙一中檢測)如圖8124所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角37，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E4.5 V、內(nèi)阻r0.50 的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量m0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R02.5 ，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.80，求：圖8124(1)通過導(dǎo)體棒的電流；(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大??；(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大小【解析】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律I1.5 A.(2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安BIL0.30 N.(3)導(dǎo)體棒受力如圖，將重力正交分解F1mgsin 370.24 NF1F安，根據(jù)平衡條件mgsin 37fF安，解得：f0.06 N.【答案】(1)1.5 A(2)0.30 N(3)0.06 N12.載流長直導(dǎo)線周圍磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，式中常量k>0，I為電流強度，r為距導(dǎo)線的距離在水平長直導(dǎo)線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時針方向的恒定電流，被兩根等長的輕質(zhì)絕緣細線靜止地懸掛，如圖8125所示開始時MN內(nèi)不通電流，此時兩細線內(nèi)的張力均為T0.當(dāng)MN通以強度為I1的電流時，兩細線內(nèi)的張力均減小為T1，當(dāng)MN內(nèi)電流強度為I2時，兩細線內(nèi)的張力均大于T0.圖8125(1)分別指出強度為I1、I2的電流的方向；(2)求MN分別通以強度為I1和I2的電流時，線框受到的安培力F1與F2大小之比【解析】(1)根據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥，且距離導(dǎo)線越近，相互作用力越大，可知，I1的方向向左，I2的方向向右(2)當(dāng)MN中的電流強度為I時，線圈受到的安培力大小為FkIiL()式中r1、r2分別為ab、cd與MN的間距，i為線圈中的電流，L為ab、cd的長度【答案】(1)I1的方向向左，I2的方向向右(2)