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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第8章 第1講 磁場的描述 磁場對電流的作用課時限時檢測 知識點 題號 易 中 難 磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁感線 2 磁場疊加 7 安培力及綜合 3 5、8、9、11 6、10、12 磁通量 1、4 A．0　　　　　　　　　　 B．0.5BIl C．BIl D．2BIl 【解析】　V形導(dǎo)線通入電流I時每條邊受到的安培力大小均為BIl，方向分別垂直于導(dǎo)線斜向上，再由平行四邊形定則可得其合力F＝BIl，答案為C. 【答案】　C 4. 圖8－1－16 (xx南京模擬)如圖8－1－16所示，條形磁鐵豎直放置，一水平圓環(huán)從磁鐵上方位置Ⅰ向下運動，到達(dá)磁鐵上端位置Ⅱ，套在磁鐵上到達(dá)中部Ⅲ，再到磁鐵下端位置Ⅳ，再到下方Ⅴ.磁鐵從Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ過程中，穿過圓環(huán)的磁通量變化情況是(　　) A．變大，變小，變大，變小 B．變大，變大，變小，變小 C．變大，不變，不變，變小 D．變小，變小，變大，變大 【解析】　從條形磁鐵磁感線的分布情況看，穿過圓環(huán)的磁通量在位置Ⅲ處最大，所以正確答案為B.熟悉幾種常見磁場的磁感線分布圖，知道條形磁鐵內(nèi)部的磁感線方向是從S極到N極． 【答案】　B 5. 圖8－1－17 (xx上海高考)如圖8－1－17所示，水平桌面上放置一條形磁鐵，磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導(dǎo)線，并與磁鐵垂直．當(dāng)直導(dǎo)線中通入圖中所示方向的電流時，可以判斷出(　　) A．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力減小 B．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力減小 C．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力增大 D．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力增大 【解析】　如圖所示，畫出直導(dǎo)線附近的條形磁鐵的磁感線，由左手定則知，直導(dǎo)線受到向下的安培力，由于力的作用是相互的，條形磁鐵受到向上的作用力．故A正確． 【答案】　A 圖8－1－18 ☆6.如圖8－1－18所示，把一根通電直導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動．當(dāng)導(dǎo)線通過電流I時，如果只考慮安培力的作用，則從上往下看，導(dǎo)線的運動情況是(　　) A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 【解析】　第一步：電流元受力分析法 把直線電流等效為OA、OB兩段電流元，由左手定則判定蹄形磁鐵磁感線分布以及兩段電流元受安培力方向相反，如圖a所示．從上往下看時，導(dǎo)線將逆時針方向轉(zhuǎn)動． 第二步：特殊位置分析法 取導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)過90的特殊位置來分析，如圖b所示．根據(jù)左手定則判斷其所受安培力方向向下，故導(dǎo)線在逆時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動． 【答案】　C 7. 圖8－1－19 (xx海淀區(qū)模擬)有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖8－1－19所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩導(dǎo)線附近的兩點，它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上，且與O點的距離相等．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上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是(　　) A．M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 B．M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反 C．在線段MN上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零 D．在線段MN上只有一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 【解析】　根據(jù)安培定則和磁場的疊加原理知，M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，選項A錯，B對；在線段MN上只有在O點處，a、b兩直導(dǎo)線電流形成的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，選項C錯，D正確． 【答案】　BD 8．(2011上海高考)如圖8－1－20所示，質(zhì)量為m、長為L的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O′，并處于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為θ.則磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小可能為(　　) 圖8－1－20 A．z正向， tan θ　　　　 B．y正向， C．z負(fù)向， tan θ D．沿懸線向上， sin θ 【解析】　若B沿z軸正方向，導(dǎo)線無法平衡，A錯誤；若B沿y軸正方向，由左手定則，受力如圖1：mg＝ILB，所以B＝，B項正確；若B沿z軸負(fù)方向，受力如圖2，Tsin θ＝ILB；Tcos θ＝mg，所以B＝tan θ，C項正確；若B沿懸線向上，受力如圖3，導(dǎo)線無法平衡，D錯誤． 圖1　　　　　　圖2　　　　　　圖3 【答案】　BC 9．(2011新課標(biāo)全國卷)電磁軌道炮工作原理如圖8－1－21所示．待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸．電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回．軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強(qiáng)磁場)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比．通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出．現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是(　　) 圖8－1－21 A．只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍 B．只將電流I增加至原來的2倍 C．只將彈體質(zhì)量減至原來的一半 D．將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其他量不變 【解析】　設(shè)軌道長度為L，彈體質(zhì)量為m，電流為I，軌道寬度為d，發(fā)射速度為v，此時B＝kI，根據(jù)動能定理，kIIdL＝mv2.解得v＝I，由此可確定B、D正確． 【答案】　BD ☆10. 圖8－1－22 如圖8－1－22所示，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)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(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為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(qiáng)度的說法正確的是(　　) 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(qiáng)度，可使b上移 D．若使b下移，a將不能保持靜止 【解析】　要使a恰能在斜面上保持靜止，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(qiáng)度方向應(yīng)向上，A正確，a的受力如圖甲所示． 甲　　　　　　乙 tan 45＝＝，所以B＝，B錯誤．b無論上移還是下移，b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均減?。羯弦?，a的受力如圖乙所示．上移過程中FN逐漸減小，F(xiàn)安先減小后增大，兩個力的合力等于mg，此時a仍能保持靜止，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． 【答案】　ACD 二、非選擇題(2小題，共30分．計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位．) 11. 圖8－1－23 (12分)(xx長沙一中檢測)如圖8－1－23所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場．金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源．現(xiàn)把一個質(zhì)量m＝0.040 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R0＝2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin 37＝0.60，cos 37＝0.80，求： (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?。? 【解析】　 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝＝1.5 A. (2)導(dǎo)體棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30 N. (3)導(dǎo)體棒受力如圖，將重力正交分解 F1＝mgsin 37＝0.24 N F1＜F安，根據(jù)平衡條件 mgsin 37＋f＝F安，解得：f＝0.06 N. 【答案】　(1)1.5 A　(2)0.30 N　(3)0.06 N ☆12. 圖8－1－24 (18分)(xx蘇州一中模擬)如圖8－1－24所示為一電流表的原理示意圖．質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(biāo)尺上的讀數(shù)，MN的長度大于a.當(dāng)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(dāng)MN中有電流通過時，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度． (1)當(dāng)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(yīng)與電源正極相接？ (3)若k＝2.0 N/m，＝0.20 m，＝0.05 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)若將量程擴(kuò)大2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅? 【解析】　(1)設(shè)當(dāng)電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為Δx，則有 mg＝kΔx，① 解得：Δx＝.② (2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒MN的安培力必須向下，因此M端應(yīng)接正極． (3)設(shè)電流表滿偏時通過MN的電流強(qiáng)度為Im，則有 BIm＋mg＝k(＋Δx)，③ 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得 Im＝2.5 A．④ (4)設(shè)量程擴(kuò)大后，磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽′，則有 2B′Im＋mg＝k(＋Δx)．⑤ 解得：B′＝.⑥ 代入數(shù)據(jù)得：B′＝0.10 T. 【答案】　(1)　(2)M端　(3)2.5 A　(4)0.10 T