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

課時(shí)·知能·訓(xùn)練 (時(shí)間：40分鐘　滿(mǎn)分：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題5分，共計(jì)25分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意．) 1．(2010·廣東六校聯(lián)考)一段長(zhǎng)0.2 m，通過(guò)2.5 A電流的直導(dǎo)線(xiàn)，關(guān)于在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)，通電導(dǎo)線(xiàn)一定與B平行 圖8－1－17 2．(2009·全國(guó)Ⅰ)如圖8－1－17所示，一段導(dǎo)線(xiàn)abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直．線(xiàn)段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線(xiàn)段abcd所受到的磁場(chǎng)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(dòng)跳閘的閘刀開(kāi)關(guān)，O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸，A是絕緣手柄，C是閘刀卡口，M、N接電源線(xiàn)，閘刀處于垂直紙面向里、B＝1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，CO間距離為10 cm，當(dāng)磁場(chǎng)力為0.2 N時(shí)， 閘刀開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)跳開(kāi)．則要使閘刀開(kāi)關(guān)能跳開(kāi)，CO中通過(guò)的電流的大小和方向?yàn)?　　) 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(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)從t＝0時(shí)刻起，給棒通以圖示方向的電流，且電流大小與時(shí)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(shí)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(wú)限長(zhǎng)的平行導(dǎo)線(xiàn)a和b水平放置，兩導(dǎo)線(xiàn)中通以方向相反、大小不等的恒定電流，且Ia＞Ib.當(dāng)加一個(gè)垂直于a、b所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí)；導(dǎo)線(xiàn)a恰好不再受安培力的作用．則與加磁場(chǎng)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(lái)安培力的2倍，方向豎直向上 C．b受的安培力等于原來(lái)安培力的2倍，方向豎直向下 D．b受的安培力小于原來(lái)安培力的大小，方向豎直向下 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題7分，共計(jì)28分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意．全部選對(duì)的得7分，選對(duì)但不全的得4分，錯(cuò)選或不答的得0分．) 6．(2010·三明二模)關(guān)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的概念，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．電荷放入電場(chǎng)中某區(qū)域內(nèi)的任意位置，電荷受到的電場(chǎng)力都相同，則該區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng) B．放入電場(chǎng)中某位置的電荷受到的電場(chǎng)力不為零，則該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度一定不為零 C．一小段長(zhǎng)為L(zhǎng)的通有電流為I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中受到的安培力為F，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定為 D．一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某位置受到的安培力為零，則該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 圖8－1－21 7．(2011·梁豐檢測(cè))如圖8－1－21所示，臺(tái)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(lái)，此時(shí)臺(tái)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(xiàn)，電流方向如圖8－1－21所示，當(dāng)加上電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為F2，則以下說(shuō)法正確的是(　　) A．F1＞F2　　　　　　　　B．F1＜F2 C．彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng) D．彈簧長(zhǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)導(dǎo)體棒通以垂直紙面向里的電流時(shí)，恰能在導(dǎo)軌上靜止．如下圖所示的四個(gè)圖中，標(biāo)出了四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)中，水平固定放置著一根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，電流方向垂直紙面向外，a、b、c、d是以直導(dǎo)線(xiàn)為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中(　　) A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同 B．c、d兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等 C．a(chǎn)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大 D．b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)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(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)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(zhǎng)為0.4 m，質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線(xiàn)，電流I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線(xiàn)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(chǎng)中．設(shè)t＝0時(shí)，B＝0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間，斜面對(duì)導(dǎo)線(xiàn)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(zhǎng)為100 cm的正方形閉合線(xiàn)圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．線(xiàn)圈ab、cd兩邊中點(diǎn)連線(xiàn)OO′的左右兩側(cè)分別存在方向相同，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1＝0.6 T，B2＝0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若從上往下看，線(xiàn)圈逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化了多少？線(xiàn)圈從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)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(xì)均勻的直導(dǎo)線(xiàn)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(zhǎng)度L＝60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(zhǎng)，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過(guò)多大的電流？ (2)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過(guò)時(shí)，兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了Δx＝1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)． (3)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中由b到a方向通過(guò)0.2 A的電流時(shí)兩根彈簧被拉長(zhǎng)多少？(取g＝9.6 m/s2＝9.6 N/kg) 答案及解析 1.【解析】　　當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí)，F(xiàn)＝BIL，力最大，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向平行放置時(shí)，F(xiàn)＝0，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)方向成任意其他角度放置時(shí)，0＜F＜BIL，A、D兩項(xiàng)不正確，C項(xiàng)正確；磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場(chǎng)本身的性質(zhì)，與受力F無(wú)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(xiàng)C、D錯(cuò)誤．再由安培力公式F＝BIL可得合力大小為(＋1)ILB，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤． 【答案】　A 3.【解析】　　閘刀開(kāi)關(guān)要自動(dòng)跳開(kāi)，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(cuò)誤，B正確；由F＝BIL可得：I＝＝2 A，C、D均錯(cuò)誤． 【答案】　B 4.【解析】　　當(dāng)Ff＝μBIL＝μBLkt＜mg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下加速；當(dāng)Ff＝μBLkt＞mg時(shí)，棒沿導(dǎo)軌向下減速；在棒停止運(yùn)動(dòng)前，棒所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小為Ff＝μBLkt；當(dāng)棒停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力立即變?yōu)殪o摩擦力，大小為Ff＝mg，故選項(xiàng)C正確． 【答案】　C 5.【解析】　　當(dāng)a不受安培力時(shí)，Ib產(chǎn)生的磁場(chǎng)與所加磁場(chǎng)在a處疊加后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，此時(shí)判斷所加磁場(chǎng)垂直紙面向外，因Ia＞Ib，所以在b處疊加后的磁場(chǎng)垂直紙面向里，b受安培力向下，且比原來(lái)?。蔬x項(xiàng)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(shí)，E一定不為零，B正確；在磁場(chǎng)中，只有通電導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B才等于，C錯(cuò)誤；當(dāng)電流平行于磁場(chǎng)時(shí)，安培力也為零，故D錯(cuò)誤． 【答案】　AB 7.【解析】　　根據(jù)左手定則判斷導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)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(xiàng)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(xiàng)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(cuò)誤．D選項(xiàng)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(qiáng)度是矢量，根據(jù)安培定則可確定直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在a、b、c、d四點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．根據(jù)矢量合成法則，可得A、C錯(cuò)誤，B、D正確． 【答案】　BD 10.【解析】　　 斜面對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的支持力為零時(shí)導(dǎo)線(xiàn)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(chǎng)與線(xiàn)圈平面垂直． Φ1＝B1×＋B2× ＝(0.6×＋0.4×) Wb＝0.5 Wb 線(xiàn)圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)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(xiàn)圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)180°時(shí)，規(guī)定穿過(guò)原線(xiàn)圈平面的磁通量為正，轉(zhuǎn)過(guò)180°后，穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量為負(fù)． 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(dāng)ab受到的磁場(chǎng)力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí)，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(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)由a到b的電流時(shí)，受到豎直向上的磁場(chǎng)力作用，被拉長(zhǎng)的兩根彈簧對(duì)ab有豎直向上的拉力，同時(shí)ab受豎直向下的重力，穩(wěn)定后滿(mǎn)足 BIL＋2kΔx＝mg 解方程得 k＝＝ N/m ＝24 N/m. (3)當(dāng)電流方向由b向a時(shí)，ab所受安培力豎直向下，這時(shí)2kΔx′＝mg＋BIL 由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長(zhǎng)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(ài)心 專(zhuān)心