111云南省新人教版物理2012屆高三單元測試23磁場及其對電流的作用(時(shí)間:90分鐘 滿分：100分)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(gè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，又可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向B僅能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C僅能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，不能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均無法確定【答案】D【詳解】考慮到I與B的方向不明確，無法用B確定磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)度的方向故選D.2將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)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(gè)平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖23所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針方向的電流時(shí)，從上往下看()A圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵B圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵C圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵D圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵【答案】C【詳解】該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個(gè)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(xiàng)正確3如圖所示，金屬細(xì)棒質(zhì)量為m，用兩根相同輕彈簧吊放在水平方向的勻強(qiáng)磁場中，彈簧的勁度系數(shù)為k，棒ab中通有穩(wěn)恒電流，棒處于平衡，并且彈簧的彈力恰好為零若電流大小不變而方向相反，則()A每根彈簧彈力的大小為mgB每根彈簧彈力的大小為2mgC彈簧形變量為mg/kD彈簧形變量為2mg/k【答案】AC【詳解】彈簧的彈力恰好為零，說明安培力應(yīng)向上與重力平衡，即F安mg，若電流大小不變而方向相反時(shí)，則安培力應(yīng)向下，但大小不變，彈簧彈力與安培力和重力平衡，即2kxF安mg2mg，所以每根彈簧彈力的大小為mg，彈簧形變量為mg/k，選項(xiàng)A、C正確4如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于東、西方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B帶電情況的說法中正確的是()A帶同種電荷 B帶異種電荷CB帶正電 DA帶正電【答案】BD【詳解】云層間閃電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B正確；在云層間放電時(shí)，形成的強(qiáng)電場和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場的作用下做定向移動(dòng)，形成電流，所以此題是考查通電直導(dǎo)線的右手定則，由題意知，從西向東看，磁場是逆時(shí)針的，根據(jù)右手定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負(fù)電，所以D選項(xiàng)正確5 有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖在圖中所示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()AM點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同BM點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零【答案】選BD.【詳解】根據(jù)安培定則和磁場的疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項(xiàng)A錯(cuò)B對；在線段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩電流形成的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項(xiàng)C錯(cuò)D正確6 一段長0.2 m，通過2.5 A電流的直導(dǎo)線，關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中所受安培力F的情況，正確的是()A如果B2 T，F(xiàn)一定是1 NB如果F0，B也一定為零C如果B4 T，F(xiàn)有可能是1 ND如果F有最大值時(shí)，通電導(dǎo)線一定與B平行【答案】選C.【詳解】當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向垂直放置時(shí)，F(xiàn)BIL，力最大，當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向平行放置時(shí)，F(xiàn)0，當(dāng)導(dǎo)線與磁場方向成任意其他角度放置時(shí)，0<F<BIL，A、D不正確，C正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的性質(zhì)，與受力F無關(guān)，B不正確7 如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B11 T位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長L1 m，通有I1 A的恒定電流當(dāng)導(dǎo)線與B1成60夾角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小可能為()A. TB. TC1 T D. T【答案】選BCD.【詳解】導(dǎo)線受到的安培力為零，可判斷出合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零或沿導(dǎo)線方向，可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的最小值，B2小B1sin60 T，故B、C、D均正確8 如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為 ，則下列說法正確的是()A回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對它的磁力大小為mgtanB回形針靜止時(shí)受到的細(xì)線的拉力大小為mgcosC現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無序了D現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了【答案】選C.【詳解】回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯(cuò)誤；對回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤9 如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)線，當(dāng)通以電流I時(shí)，欲使導(dǎo)線靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場B的大小和方向可能是()ABmgtan/(IL)，方向垂直斜面向上BBmgsin/(IL)，方向垂直斜面向下CBmgtan/(IL)，方向豎直向上DBmg/(IL)，方向水平向右【答案】選B.【詳解】B方向垂直斜面向上，由左手定則可知，安培力方向沿斜面向下，導(dǎo)線不可能靜止，A錯(cuò)；同理可知C、D錯(cuò)；B方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向上，由平衡條件得：BILmgsin，解得B，故B項(xiàng)對10 如圖所示，用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60角，abbccdL，長度為L的電阻絲電阻為r，框架與一電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，則框架受到的安培力的合力大小為()A0 B.C. D.【答案】選C.【詳解】總電阻Rrr，總電流I，梯形框架受的安培力可等效為I通過ad邊時(shí)受到的安培力，F(xiàn)BIBI2L，所以C選項(xiàng)正確二、非選擇題11如圖所示，在傾角為37的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6102 kg的通電直導(dǎo)線，電流強(qiáng)度I1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中，設(shè)t0時(shí)，B0，則需要幾秒，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)【答案】5 s【詳解】斜面對導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示由平衡條件FTcos37FFTsin37mg由解得：F代入數(shù)值得：F0.8 N由FBIL得B T2 TB與t的變化關(guān)系為B0.4t解得t5 s12水平面上有電阻不計(jì)的U形導(dǎo)軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動(dòng)勢為E的電源(不計(jì)內(nèi)阻)現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與水平面夾角為且指向右斜上方，如圖所示，問：(1)當(dāng)ab棒靜止時(shí)，受到的支持力和摩擦力各為多少？(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時(shí)B的方向如何？【答案】(1)mg(2)Bmin水平向右從b向a看側(cè)視圖如圖所示【詳解】(1)水平方向：fF安sin 豎直方向：NF安cos mg又F安BILBL聯(lián)立得：Nmgf(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，則受安培力豎直向上則有F安mg，Bmin，根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右111