2019屆高考基礎衝刺複習專題 8 1磁場對電流的作用

2022-10-14 20:18:11 字數 4843 閱讀 7865

1.一根容易形變的彈性導線,兩端固定,導線中通有電流,方向如圖中箭頭所示.當沒有磁場時,導線呈直線狀態;當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直於紙面向外的勻強磁場時,描述導線狀態的四個圖示中正確的是(  )

答案:d

解析:勻強磁場豎直向上,和導線平行,導線受到的安培力為0,a錯;勻強磁場水平向右,根據左手定則可知導線受到的安培力向里,b錯;勻強磁場垂直紙面向外,由左手定則可知導線受到的安培力水平向右,c錯,d對.

2.一段長0.2 m,通過2.5 a電流的直導線,關於在磁感應強度為b的勻強磁場中所受安培力f的情況,正確的是(  )

a.如果b=2 t,f一定是1 n

b.如果f=0,b也一定為零

c.如果說b=4 t,f有可能是1 n

d.如果f有最大值時,通電導線一定與b平行

答案:c

解析:當導線與磁場方向垂直放置時,f=bil,力最大,當導線與磁場方向平行放置時,f=0,當導線與磁場方向成任意其他角度放置時,03.如圖所示,金屬細棒質量為m,用兩根相同輕彈簧吊放在水平方向的勻強磁場中,彈簧的勁度係數為k,棒ab中通有穩恆電流,棒處於平衡,並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mg

b.每根彈簧彈力的大小為2mg

c.彈簧形變數為mg/k

d.彈簧形變數為2mg/k

答案:ac

解析:彈簧的彈力恰好為零,說明安培力應向上與重力平衡,即f安=mg,若電流大小不變而方向相反時,則安培力應向下,但大小不變,彈簧彈力與安培力和重力平衡,即2kx=f安+mg=2mg,所以每根彈簧彈力的大小為mg,彈簧形變數為mg/k,選項a、c正確.

4.如圖所示是雲層之間閃電的模擬圖,圖中a、b是位於東、西方向帶有電荷的兩塊陰雨雲,在放電的過程中,在兩雲的尖端之間形成了乙個放電通道,發現位於通道正上方的小磁針n極轉向紙裡,s極轉向紙外,則關於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

c.b帶正電d.a帶正電

答案:bd

解析:雲層間閃電必須發生在異種電荷之間,故b正確;在雲層間放電時,形成的強電場和高溫將空氣電離成正離子和負離子,並在強電場的作用下做定向移動,形成電流,所以此題是考查通電直導線的右手定則,由題意知,從西向東看,磁場是逆時針的,根據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帶負電,所以d選項正確.

5.如圖所示,質量為m=50 g,長l=10 cm的銅棒,用長度亦為l的兩根輕軟導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度b=t,未通電時,輕線在豎直方向,通入恆定電流後,棒向外偏轉的最大角度θ=37°,g取10 m/s2,求此棒中恆定電流的大小.

答案:5 a

解析:銅棒向外偏轉過程中,導線拉力不做功,如圖所示.

f做功為wf=fs1=bil2sin 37°[**:學科網zxxk]

重力做功為wg=-mgs2=-mgl(1-cos 37°)[由動能定理得bil2sin 37°-mgl(1-cos 37°)=0[**:學科網zxxk]

所以i==a=5 a

6.如圖所示,在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m,質量為6×10-2 kg的通電直導線,電流強度i=1 a,方向垂直於紙面向外,導線用平行於斜面的輕繩拴住不動,整個裝置放在磁感應強度每秒增加0.4 t,方向豎直向上的磁場中,設t=0時,b=0,則需要幾秒,斜面對導線的支援力為零?

(g取10 m/s2)

答案:5 s[**:z,xx,

解析:斜面對導線的支援力為零時導線的受力如圖所示由平衡條件ftcos37°=f

ftsin37°=mg

由①②解得:f=

代入數值得:f=0.8 n

由f=bil得b==t=2 t

b與t的變化關係為b=0.4t

解得t=5 s

7.質量為m的金屬導體棒置於傾角為θ的導軌上,棒與導軌間的動摩擦因數為μ,當導體棒通過垂直紙面向裡的電流時,恰能在導軌上靜止.下列四個選項中,標出了四種可能的勻強磁場方向,其中導體棒與導軌間的摩擦力可能為零的是(  )

答案:acd

解析:由左手定則,可分別判斷出導體棒所受安培力的方向如圖所示.由安培力方向可知,重力沿斜面方向的分力可能與安培力沿斜面方向分力相平衡的是acd,當重力沿斜面方向的分力與安培力沿斜面方向的分力大小相等、方向相反時,摩擦力大小為零.

8.磁鐵放久了,其磁性將變弱,為了保持其磁性,我們需要給磁鐵充磁,充磁的方式有兩種.圖(甲)是將條形磁鐵穿在通電螺線管中,圖(乙)是將條形磁鐵夾在電磁鐵之間,a、b和c、d接直流電源,下列接線正確的是(  )

a.a接電源正極,b接電源負極,c接電源正極,d接電源負極

b.a接電源正極,b接電源負極,c接電源負極,d接電源的正極

c.a接電源負極,b接電源正極,c接電源正極,d接電源負極

d.a接電源負極,b接電源正極,c接電源負極,d接電源正極

答案:b

解析:充磁時,應使外加磁場方向與磁鐵的磁場方向相同,(甲)圖中,因磁鐵在螺線管內部,應使螺線管內部磁感線方向從右向左,由安培定則可判定,a接電源正極,b接電源負極;(乙)圖中,同理可知,右端為螺線管n極,左端為s極,由安培定則可判定c接電源負極,d接電源正極,故b對.

9.如圖所示,兩個完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣的圓柱上,但能自由移動,若兩線圈內通過大小不等的同向電流,則它們的運動情況是(  )

a.都繞圓柱運動

b.以不等的加速度相向運動c.以相等的加速度相向運動

d.以相等的加速度相背運動

答案:c

解析:同向環形電流間相互吸引,雖然兩電流大小不等,但據牛頓第三定律知兩線圈間相互作用力必大小相等,所以選c項.

10.兩根通電的長直導線平行放置,電流分別為i1和i2,電流的方向如圖所示,在與導線垂直的平面上有a、b、c、d四點,其中a、b在導線橫截面連線的延長線上,c、d在導線橫截面連線的垂直平分線上.則導體中的電流在這四點產生的磁場的磁感應強度可能為零的是

(  )

a.a點b.b點

c.c點d.d點

答案:ab

解析:i1和i2的磁場方向分別為逆時針和順時針方向,那麼c、d兩點的磁場方向不可能相反,由c、d兩點的磁感應強度不可能為零,故c、d錯誤;當i1大於i2時,b點的磁感應強度可能為零;當i1小於i2時,a點的磁感應強度可能為零,選項a、b正確.

11.水平面上有電阻不計的u形導軌nmpq,它們之間的寬度為l,m和p之間接入電動勢為e的電源(不計內阻).現垂直於導軌擱一根質量為m,電阻為r的金屬棒ab,並加乙個範圍較大的勻強磁場,磁感應強度大小為b,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖所示,問:

(1)當ab棒靜止時,受到的支援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棒所受支援力為零,b的大小至少為多少?此時b的方向如何?

答案:(1)mg-

(2)bmin= 水平向右

解析:從b向a看側檢視如圖所示

(1)水平方向:f=f安sin θ①

豎直方向:n+f安cos θ=mg②

又f安=bil=bl③聯立①②③得:n=mg-

f=(2)使ab棒受支援力為零,且讓磁場最小,則受安培力豎直向上.則有f安=mg,bmin=,根據左手定則判定磁場方向水平向右.

12.如圖為一電流錶的原理示意圖.質量為m的均質細金屬棒mn的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連,絕緣彈簧勁度係數為k,在矩形區域abcd內有勻強磁場,磁感應強度大小為b,方向垂直紙面向外,與mn的右端n連線的一絕緣輕指標可指示標尺上的讀數,mn的長度大於,當mn中沒有電流通過且處於平衡狀態時,mn與矩形區域的cd邊重合;當mn中有電流通過時,指標示數可表示電流強度.

(1)當電流表示數為零時,彈簧伸長多少?(重力加速度為g)

(2)若要電流錶正常工作,mn的哪一端應與電源正極相接?

(3)若k=2.0 n/m,=0.20 m,=0.050 m,b=0.20 t,此電流錶的量程是多少?(不計通電時電流產生的磁場的作用)

(4)若將量程擴大2倍,磁感應強度應變為多大?

答案:(1) (2)正極 (3)2.5 a (4)0.10 t

解析:(1)設當電流表示數為零時,彈簧的伸長量為δx,則有mg=kδx,①

由①式得δx=②

(2)為使電流錶正常工作,作用於通有電流的金屬棒mn的安培力必須向下,因此m端應接正極.

(3)設電流錶滿偏時通過mn間電流強度為im.則有

bim+mg=k(+δx),③聯立②③並代入資料得im=2.5 a④

(4)設量程擴大後,磁感應強度變為b′,則有

2b′im+mg=k(+δx).⑤

由①⑤式得b′=⑥代入資料得b′=0.10 t

13.如圖,長為2l的直導線折成邊長相等,夾角為60°的v形,並置於與其所在平面相垂直的勻強磁場中,磁感應強度為b,當在該導線中通以電流強度i的電流時,該v形通電導線受到的安培力大小為(  )

a.0b.0.5bil

c.bild.2bil

答案:c

解析:v形導線通入電流i時每條邊受到的安培力大小均為bil,方向分別垂直於導線斜向上,再由平行四邊形定則可得其合力f=bil,答案為c.[**:

學科網zxxk][**:z*xx*

14.如圖所示,電阻不計的平行金屬導軌固定在一絕緣斜面上,兩相同的金屬導體棒a、b垂直於導軌靜止放置,且與導軌接觸良好,勻強磁場垂直穿過導軌平面,現用一平行於導軌的恒力f作用在a的中點,使其向上運動.若b始終保持靜止.則它所受摩擦力可能(  ) a.變為0b.先減小後不變

c.等於fd.先增大再減小

答案:ab

解析:對a棒所受合力為fa=f-ff-mgsin θ-bil說明a做加速度減小的加速運動,當加速度為0後勻速運動,所以a所受安培力先增大後不變.

如果f=ff+2mgsin θ,則最大安培力為mgsin θ,則b所受摩擦力最後為0,a正確.

如果ff>ff+2mgsin θ,則最大安培力大於mgsin θ小於2mgsin θ,則b所受摩擦力先減小後增大最後不變.可以看出b所受摩擦力先變化後不變,c、d錯誤.

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