2012高考物理大一輪361度全程復(fù)習 第8章－第1節(jié) 知能 訓練

課時·知能·訓練 (時間：40分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共5小題，每小題5分，共計25分．每小題只有一個選項符合題意．) 1．(2010·廣東六校聯(lián)考)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(xiàn)一定是1 N B．如果F＝0，B也一定為零 C．如果B＝4 T，F(xiàn)有可能是1 N D．如果F有最大值時，通電導(dǎo)線一定與B平行 圖8－1－17 2．(2009·全國Ⅰ)如圖8－1－17所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力(　　) A．方向沿紙面向上，大小為(＋1)ILB B．方向沿紙面向上，大小為(－1)ILB C．方向沿紙面向下，大小為(＋1)ILB D．方向沿紙面向下，大小為(－1)ILB 圖8－1－18 3．(2010·淮安調(diào)研)如圖8－1－18所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān)，O是轉(zhuǎn)動軸，A是絕緣手柄，C是閘刀卡口，M、N接電源線，閘刀處于垂直紙面向里、B＝1 T的勻強磁場中，CO間距離為10 cm，當磁場力為0.2 N時， 閘刀開關(guān)會自動跳開．則要使閘刀開關(guān)能跳開，CO中通過的電流的大小和方向為(　　) A．電流方向C→O B．電流方向O→C C．電流大小為1 A D．電流大小為0.5 A 圖8－1－19 4．(2010·南通模擬)如圖8－1－19所示，在豎直向下的勻強磁場中，有兩根豎直放置的平行導(dǎo)軌AB、CD，導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m的金屬棒MN下滑，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)從t＝0時刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流大小與時間成正比，即I＝kt，其中k1為正恒量．若金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直，則如下圖所示的表示棒所受的摩擦力隨時間變化的四幅圖中，正確的是(　　) 圖8－1－20 5．(2010·黃岡模擬)如圖8－1－20所示，兩根無限長的平行導(dǎo)線a和b水平放置，兩導(dǎo)線中通以方向相反、大小不等的恒定電流，且Ia＞Ib.當加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時；導(dǎo)線a恰好不再受安培力的作用．則與加磁場B以前相比較(　　) A．b也恰好不再受安培力的作用 B．b受的安培力小于原來安培力的2倍，方向豎直向上 C．b受的安培力等于原來安培力的2倍，方向豎直向下 D．b受的安培力小于原來安培力的大小，方向豎直向下 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題7分，共計28分．每小題有多個選項符合題意．全部選對的得7分，選對但不全的得4分，錯選或不答的得0分．) 6．(2010·三明二模)關(guān)于電場和磁場的概念，以下說法正確的是(　　) A．電荷放入電場中某區(qū)域內(nèi)的任意位置，電荷受到的電場力都相同，則該區(qū)域內(nèi)的電場一定是勻強電場 B．放入電場中某位置的電荷受到的電場力不為零，則該位置的電場強度一定不為零 C．一小段長為L的通有電流為I的導(dǎo)體，在磁場中受到的安培力為F，則該磁場的磁感應(yīng)強度B一定為 D．一小段通電導(dǎo)體在磁場中某位置受到的安培力為零，則該位置的磁感應(yīng)強度一定為零 圖8－1－21 7．(2011·梁豐檢測)如圖8－1－21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，此時臺秤讀數(shù)為F1，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8－1－21所示，當加上電流后，臺秤讀數(shù)為F2，則以下說法正確的是(　　) A．F1＞F2　　　　　　　　B．F1＜F2 C．彈簧長度將變長 D．彈簧長度將變短 圖8－1－22 8．質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，當導(dǎo)體棒通以垂直紙面向里的電流時，恰能在導(dǎo)軌上靜止．如下圖所示的四個圖中，標出了四種可能的勻強磁場方向，其中棒與導(dǎo)軌間的摩擦力可能為零的是(　　) 圖8－1－23 9．(2010·安慶模擬)如圖8－1－23所示，在豎直向上的勻強磁場中，水平固定放置著一根長直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外，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(　　) A．a(chǎn)、b兩點磁感應(yīng)強度相同 B．c、d兩點磁感應(yīng)強度大小相等 C．a(chǎn)點磁感應(yīng)強度最大 D．b點磁感應(yīng)強度最大 三、非選擇題(本題共3小題，共47分．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．) 圖8－1－24 10．(14分)如圖8－1－24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6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線，電流I＝1 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，整個裝置放在磁感應(yīng)強度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中．設(shè)t＝0時，B＝0，則需要多長時間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2) 11. 圖8－1－25 (16分)如圖8－1－25所示，邊長為100 cm的正方形閉合線圈置于勻強磁場中．線圈ab、cd兩邊中點連線OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同，磁感應(yīng)強度大小各為B1＝0.6 T，B2＝0.4 T的勻強磁場，若從上往下看，線圈逆時針方向轉(zhuǎn)過37°時，穿過線圈的磁通量變化了多少？線圈從初始位置轉(zhuǎn)過180°時，穿過線圈平面的磁通量變化了多少？ 圖8－1－26 12．(2010·鹽城模擬)(17分)粗細均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置(如圖8－1－26所示)．已知ab的質(zhì)量為m＝10 g，長度L＝60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝0.4 T. (1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過多大的電流？ (2)當導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過時，兩根彈簧均被拉長了Δx＝1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)． (3)當導(dǎo)線中由b到a方向通過0.2 A的電流時兩根彈簧被拉長多少？(取g＝9.6 m/s2＝9.6 N/kg) 答案及解析 1.【解析】　　當導(dǎo)線與磁場方向垂直放置時，F(xiàn)＝BIL，力最大，當導(dǎo)線與磁場方向平行放置時，F(xiàn)＝0，當導(dǎo)線與磁場方向成任意其他角度放置時，0＜F＜BIL，A、D兩項不正確，C項正確；磁感應(yīng)強度是磁場本身的性質(zhì)，與受力F無關(guān)，B不正確． 【答案】　C 2.【解析】　　由左手定則及力的合成可知合力方向沿紙面向上，故知選項C、D錯誤．再由安培力公式F＝BIL可得合力大小為(＋1)ILB，選項A正確，B錯誤． 【答案】　A 3.【解析】　　閘刀開關(guān)要自動跳開，OC所受安培力的方向應(yīng)水平向左，由左手定則可知，電流方向O→C，A錯誤，B正確；由F＝BIL可得：I＝＝2 A，C、D均錯誤． 【答案】　B 4.【解析】　　當Ff＝μBIL＝μBLkt＜mg時，棒沿導(dǎo)軌向下加速；當Ff＝μBLkt＞mg時，棒沿導(dǎo)軌向下減速；在棒停止運動前，棒所受摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff＝μBLkt；當棒停止運動時，摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力，大小為Ff＝mg，故選項C正確． 【答案】　C 5.【解析】　　當a不受安培力時，Ib產(chǎn)生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應(yīng)強度為零，此時判斷所加磁場垂直紙面向外，因Ia＞Ib，所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里，b受安培力向下，且比原來小．故選項D正確． 【答案】　D 6.【解析】　　由F＝Eq，可知，q在任意位置的F相同，E一定相同，A正確；F不為零時，E一定不為零，B正確；在磁場中，只有通電導(dǎo)體垂直于磁場時，磁感應(yīng)強度B才等于，C錯誤；當電流平行于磁場時，安培力也為零，故D錯誤． 【答案】　AB 7.【解析】　　根據(jù)左手定則判斷導(dǎo)線所受安培力斜向右下方，由牛頓第三定律可知磁鐵受導(dǎo)線的作用力為斜向左上方. 磁鐵在豎直方向與水平方向受力平衡，可得支持力變小，磁 鐵壓縮彈簧，故A、D正確． 【答案】　AD 8.【解析】　　要使靜摩擦力為零，如果FN＝0，必有Ff＝0.A選項中安培力的方向豎直向上與重力的方向相反可能使FN＝0，A正確；如果FN≠0，則導(dǎo)體除受靜摩擦力Ff以外的其他力的合力只要為零，那么Ff＝0.在B、C選項中，導(dǎo)體所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力合力不可能為零，B、C錯誤．D選項中，從導(dǎo)體所受到的重力G、支持力FN及安培力F安三力的方向分析，合力可能為零，所以導(dǎo)體所受靜摩擦力可能為零，D正確． 【答案】　AD 9.【解析】　　磁感應(yīng)強度是矢量，根據(jù)安培定則可確定直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在a、b、c、d四點磁感應(yīng)強度的方向．根據(jù)矢量合成法則，可得A、C錯誤，B、D正確． 【答案】　BD 10.【解析】　　 斜面對導(dǎo)線的支持力為零時導(dǎo)線的受力如圖所示．由平衡條件 FTcos 37°＝F① FTsin 37°＝mg② 由①②解得：F＝，代入數(shù)值得：F＝0.8 N 由F＝BIL得：B＝＝ T＝2 T. B與t的變化關(guān)系為B＝0.4t.所以t＝5 s. 【答案】　5 s 11.【解析】　　在原圖位置，磁場與線圈平面垂直． Φ1＝B1×＋B2× ＝(0.6×＋0.4×) Wb＝0.5 Wb 線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)過37°后， Φ2＝B1×cos 37°＋B2×cos 37° ＝(0.6××0.8＋0.4××0.8) Wb＝0.4 Wb ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(0.4－0.5) Wb＝－0.1 Wb 線圈繞OO′軸逆時針轉(zhuǎn)過180°時，規(guī)定穿過原線圈平面的磁通量為正，轉(zhuǎn)過180°后，穿過線圈平面的磁通量為負． Φ3＝－B1×－B2×＝－0.5 Wb ΔΦ′＝Φ3－Φ1＝(－0.5－0.5)Wb＝－1.0 Wb. 【答案】?。?.1 Wb?。?.0 Wb 12.【解析】　　(1)只有當ab受到的磁場力方向豎直向上且大小等于ab的重力時，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應(yīng)由a到b，電流的大小由mg＝BIL求得 I＝＝ A＝0.4 A. (2)當導(dǎo)線中通過由a到b的電流時，受到豎直向上的磁場力作用，被拉長的兩根彈簧對ab有豎直向上的拉力，同時ab受豎直向下的重力，穩(wěn)定后滿足 BIL＋2kΔx＝mg 解方程得 k＝＝ N/m ＝24 N/m. (3)當電流方向由b向a時，ab所受安培力豎直向下，這時2kΔx′＝mg＋BIL 由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長度為 Δx′＝＝ m ＝0.003 m. 【答案】　(1)由a到b　0.4 A　(2)24 N/m　(3)0.003 m 6 用心 愛心 專心