（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第九章 第一講 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用練習(xí)（含解析）

磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 [A組·基礎(chǔ)題] 1. 如圖所示，三根長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線的某一豎直截面在空間構(gòu)成等邊三角形，導(dǎo)線中通有垂直于紙面向外的電流，電流大小均為I，其中導(dǎo)線A、B中通過(guò)的電流在導(dǎo)線C處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0，導(dǎo)線C在水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)線C受到的靜摩擦力( C ) A．大小為B0IL，方向水平向左 B．大小為B0IL，方向水平向右 C．大小為B0IL，方向水平向右 D．大小為B0IL，方向水平向左 2. 如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與導(dǎo)體棒ab相連，彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直，棒垂直跨放在兩導(dǎo)軌上，空間存在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)棒通以方向由a到b、大小為I的電流時(shí)，棒處于平衡狀態(tài)，平衡時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x1；保持電流大小不變，使棒中電流反向，則棒平衡時(shí)下列說(shuō)法正確的是( A ) A．彈簧伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量為＋x1 B．彈簧伸長(zhǎng)，伸長(zhǎng)量為＋x1 C．彈簧壓縮，壓縮量為－x1 D．彈簧壓縮，壓縮量為－x1 3. 如圖所示，傾角為θ的粗糙絕緣斜面固定于水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，將通電直導(dǎo)線垂直于斜面水平放置，導(dǎo)線中電流方向垂直于紙面向里．如果導(dǎo)線能靜止于斜面上，則下列說(shuō)法正確的是( C ) A．導(dǎo)線一定受到斜面彈力，但不一定受斜面摩擦力 B．導(dǎo)線一定受到斜面摩擦力，但不一定受斜面彈力 C．如果導(dǎo)線受彈力作用，那么也一定會(huì)受摩擦力的作用，且彈力和摩擦力合力一定豎直向上 D．如果導(dǎo)線受彈力作用，那么也一定會(huì)受摩擦力的作用，但彈力和摩擦力合力不一定豎直向上 4．如圖所示，通有恒定電流的、一定長(zhǎng)度的直導(dǎo)線水平放置在兩足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示．若將導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)180°，關(guān)于甲、乙兩種情況導(dǎo)線受到的安培力大小和方向變化，下列說(shuō)法正確的是( A ) A．圖甲導(dǎo)線受到的安培力大小一直在變，方向變化一次，圖乙導(dǎo)線受到的安培力大小一直不變，方向一直在變 B．圖甲導(dǎo)線受到的安培力大小一直在變，方向不變，圖乙導(dǎo)線受到的安培力大小一直不變，方向一直在變 C．甲、乙兩種情況導(dǎo)線受到的安培力大小不變，方向一直變化 D．甲、乙兩種情況導(dǎo)線受到的安培力大小一直在變，方向不變 5．(多選) 如圖所示，在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中存在有沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在直角坐標(biāo)系中選取如圖所示的abc－a′b′c′棱柱形空間．通過(guò)面積S1(abb′a′所圍的面積)、S2(acc′a′所圍的面積)和S3(cbb′c′所圍的面積)的磁通量分別為Φ1、Φ2和Φ3，則( AC ) A．Φ1＝Φ2　　　　　　 B．Φ1>Φ2 C．Φ1>Φ3 D．Φ3>Φ2 6．(多選)彼此絕緣、相互交叉的兩根通電直導(dǎo)線與閉合線圈共面，圖中穿過(guò)線圈的磁通量可能為零的是( AD ) 7．(多選) 如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)軌cdef上，棒ab與導(dǎo)軌相互垂直并接觸良好，導(dǎo)軌間接有電源．現(xiàn)用兩種方式在空間加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab棒均處于靜止，第一次勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上；第二次勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向斜向左上與金屬導(dǎo)軌平面成θ＝30°角，兩次勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，下列說(shuō)法中正確的是( AC ) A．兩次金屬棒ab所受的安培力大小相等 B．第二次金屬棒ab所受的安培力大 C．第二次金屬棒ab受的摩擦力小 D．第二次金屬棒ab受的摩擦力大 8．(多選) 如圖所示為某種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(diǎn)處通過(guò)一掛鉤與一豎直懸掛的輕彈簧相連，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(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外．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(zhǎng)度大于ab的長(zhǎng)度．當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度．已知k＝2.0 N/m，ab的長(zhǎng)度為0.20 m，bc的長(zhǎng)度為0.050 m，B＝0.20 T，重力加速度為g，則( AC ) A．當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為 B．若要電流表正常工作，應(yīng)將MN的M端與電源負(fù)極相接 C．該電流表的量程是0～2.5 A D．若要將量程擴(kuò)大到原來(lái)的2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)?.40 T [B組·能力題] 9．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限分布著非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，沿y軸方向磁場(chǎng)分布是不變的，沿x軸方向磁感應(yīng)強(qiáng)度與x滿足關(guān)系B＝kx，其中k是一恒定的正數(shù)，正方形線框ADCB邊長(zhǎng)為a，A處有一極小開(kāi)口AE，由粗細(xì)均勻的同種規(guī)格導(dǎo)線制成，整個(gè)線框放在磁場(chǎng)中，且AD邊與y軸平行，AD邊與y軸距離為a，線框A、E兩點(diǎn)與一電源相連，穩(wěn)定時(shí)流入線框的電流為I，關(guān)于線框受到的安培力情況，下列說(shuō)法正確的是( B ) A．整個(gè)線框受到的合力方向與BD連線垂直 B．整個(gè)線框沿y軸方向所受合力為0 C．整個(gè)線框在x軸方向所受合力為ka2I，沿x軸正向 D．整個(gè)線框在x軸方向所受合力為ka2I，沿x軸正向 10．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B.用絕緣輕質(zhì)絲線把底部長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R、質(zhì)量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質(zhì)導(dǎo)線連接線框與電源，導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)．當(dāng)外界拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時(shí)，數(shù)字電壓表會(huì)有示數(shù)U，且數(shù)字電壓表上的示數(shù)U與所加拉力F成正比，即U＝KF，式中K為比例系數(shù)．當(dāng)線框接入恒定電壓為E1時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1；接入恒定電壓為E2時(shí)(電流方向不變)，電壓表示數(shù)為U2.則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為( A ) A．B＝ B．B＝ C．B＝ D．B＝ 11. (多選)如圖所示，兩平行導(dǎo)軌ab、cd豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上，將一根金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．現(xiàn)在金屬棒PQ中通以變化的電流I，同時(shí)釋放金屬棒PQ使其運(yùn)動(dòng)．已知電流I隨時(shí)間的變化關(guān)系為I＝kt(k為常數(shù)，k>0)，金屬棒與導(dǎo)軌間存在摩擦．則下面關(guān)于棒的速度v、加速度a隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象中，可能正確的有( AD ) 12．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻不計(jì)，兩個(gè)不計(jì)電阻的金屬圓環(huán)表面光滑，豎直懸掛在等長(zhǎng)的細(xì)線上，金屬環(huán)面平行，相距1 m，兩環(huán)分別與電源正負(fù)極相連．現(xiàn)將一質(zhì)量0.06 kg、電阻1.5 Ω的導(dǎo)體棒輕放在環(huán)上，導(dǎo)體棒與環(huán)有良好電接觸．兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動(dòng)，重力加速度g取10 m/s2.試求在此位置上棒對(duì)每一個(gè)環(huán)的壓力為多少？若已知環(huán)半徑為0.5 m，此位置與環(huán)底的高度差是多少？ 解析：棒受的安培力F＝BIL， 棒中電流為I＝，代入數(shù)據(jù)解得F＝＝0.8 N， 對(duì)棒受力分析如圖所示(從右向左看)，兩環(huán)支持力的總和為FN＝， 代入數(shù)據(jù)解得FN＝1 N. 由牛頓第三定律知，棒對(duì)每一個(gè)環(huán)的壓力為0.5 N， 由圖中幾何關(guān)系有tan θ＝＝＝，得θ＝53°， 棒距環(huán)底的高度為h＝R(1－cos θ)＝0.2 m. 答案：0.5 N　0.2 m 6