新版高考物理小題狂做專練十九磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力與洛倫茲力.doc

1、19磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力與洛倫茲力 一、選擇題1.【吉林2019屆月考】下列關(guān)于磁場中的通電導(dǎo)線和運(yùn)動電荷的說法中，正確的是（）A.磁場對通電導(dǎo)線的作用力方向一定與磁場方向垂直B.有固定轉(zhuǎn)動軸的通電線框在磁場中一定會轉(zhuǎn)動C.帶電粒子只受洛倫茲力作用時，其動能不變，速度一直不變D.電荷在磁場中不可能做勻速直線運(yùn)動2.1溫州2019屆聯(lián)考】如圖所示，把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好和槽中的水銀接觸，按圖示連接電路，通電后，會看到彈簧上下跳動，關(guān)于這個現(xiàn)象，下列說法正確的是A.彈簧上下跳動的原因是通電后彈簧受到電場力B.將滑動變阻器的滑片向左移動時，彈簧將跳動得更加明顯C.將電源的正、負(fù)極對調(diào)

2、一下，彈簧的跳動現(xiàn)象將消失D.若換一勁度系數(shù)更大的彈簧，則彈簧將跳動得更加明顯F作用下3.【河南2019屆聯(lián)考】如圖所示，空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,帶負(fù)電的物塊在水平外力沿粗糙水平面向右做勻加速直線運(yùn)動，下列關(guān)于外力F隨時間變化的圖象可能正確的是（）XXXXXX-4DM長為L的直導(dǎo)線通有垂直紙面向外的電流絕緣線拴著并處在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線能靜止在傾角為的光滑斜面上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大小和方向可能是X X X X fi：X X X X -M14.【衡陽2019屆9月月考】（多選）如圖所示，質(zhì)量是A.大小為Mg tan ,方向垂直斜面向上 ILB.大小為1Mg sin ,方向垂直紙面向里IL

3、C.大小為M-,方向水平向右ILD.大小為M-,方向沿斜面向下IL5 .【長郡中學(xué)2019屆月考】（多選）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為日，垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒靜止且有沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動的趨勢。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(diǎn)間的電阻為R,金屬導(dǎo)軌電阻不計。 現(xiàn)讓磁場從圖示方向順時針緩慢轉(zhuǎn)為豎直向上的方向，該過程中金屬棒受的（）丁匕a.合力增大b ,安培力大小不變f)C.彈力增大D .摩擦力增大6 .【鄭州測

4、試】如圖所示，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線Li、L2和L3垂直紙面如圖放置，與坐標(biāo)原點(diǎn)分別位于邊長為a的正方形的四個點(diǎn)上，Li與L2中的電流均為I,方向均垂直于紙面向外，L3中的電流為2I ,方向垂直紙面向里已知電流為I的長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中，距導(dǎo)線 處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B kL （其中k為常數(shù)）。某時 rO,速度大小為v,則質(zhì)子此時所受磁場力刻有一質(zhì)子（電量為e）正好沿與x軸正方向成45斜向上經(jīng)過原點(diǎn) 為（）A.方向垂直紙面向里，大小為 2 3klve aB.方向垂直紙面向外，大小為 3 2klve 2aC.方向垂直紙面向里，大小為 3 2klve aD.方向垂直紙面向外，大小為&ea7.【泰安2

5、019屆質(zhì)量檢測】如圖所示， a、b、c為三根與紙面重直的固定長直導(dǎo)線，其 截面位于等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，&亡沿水平方向，導(dǎo)線中均通有大小相等的電流，方向如圖所示，O點(diǎn)為三角形的中心（O到三個頂點(diǎn)的距離相等），則（）A. O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B. O點(diǎn)的磁場方向垂直 Oc向下C.導(dǎo)線a受到的安培力方向豎直向上D.導(dǎo)線b受到的安培力方向沿 bc連線方向指向c8.12018浙江選考】在城市建設(shè)施工中，經(jīng)常需要確定地下金屬管線的位置，如圖所示。有一種探測方法是,首先給金屬長直管線通上電流，再用可以測量磁場強(qiáng)弱、方向的儀器進(jìn)行以下操作：用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為

6、a；在a點(diǎn)附近的地面上，找到與 a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線 EF;在地面上過a點(diǎn)垂直于EF的直線上，找到磁場方向與地面夾角為45。的b、c兩點(diǎn)，測得b、c兩點(diǎn)距離為L。由此可確定金屬管線（）A.平行于EF,深度為L地面2B.平行于EF,深度為LC.垂直于EF,深度為-2D.垂直于EF,深度為L、非選擇題9.【西安2019屆摸底考試】圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力， 來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小， 并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的 U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長；E為直流電源；R為

7、電阻箱；A為電流表；S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。(1)在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。(2)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：按圖接線；保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量 m；閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使 D；然后讀出，并用天平稱出用米尺測量(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=。(4)判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是：若,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；反之，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 垂直紙面向里。10.【湖南2019屆聯(lián)考】如圖所示，電源電動勢為3 V,內(nèi)阻不計，兩個不計電阻的金屬圓環(huán)

8、表面光滑，豎直懸掛在等長的細(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)量為0.06 kg、電阻為1.5 Q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。當(dāng)開關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動。(1)在此位置上，棒對每一個環(huán)的壓力為多少？(2)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?Q答案與解析1 .【解析】磁場對通電導(dǎo)線的作用力即安培力方向與磁場方向一定垂直，故A正確；有固定轉(zhuǎn)動軸的通電線框在磁場中不一定會轉(zhuǎn)動，當(dāng)合力矩為零，通電線圈在磁場不會轉(zhuǎn)動，故B錯誤。帶電粒子只受洛倫茲力作用時，洛倫茲

9、力與速度方向始終垂直，對電荷不做功，動能不變，而速度方向發(fā)生變化，速度一直在變，故C錯誤；當(dāng)電荷與磁場方向平行時，不受洛倫茲力，電荷在磁場中做勻速直線運(yùn)動，故D錯誤?！敬鸢浮緼2 .【解析】當(dāng)有電流通過彈簧時，構(gòu)成彈簧的每一圈導(dǎo)線周圍都產(chǎn)生了磁場，根據(jù)安培定則知，各圈導(dǎo)線之 間都產(chǎn)生了相互的吸引作用，彈簧就縮短了，當(dāng)彈簧的下端離開水銀后，電路斷開，彈簧中沒有了電流，各圈 導(dǎo)線之間失去了相互吸引力，彈簧又恢復(fù)原長，使得彈簧下端又與水銀接觸，彈簧中又有了電流，開始重復(fù)上 述過程，即出現(xiàn)上下跳動現(xiàn)象，A錯誤；將滑動變阻器的滑片向左移動時，電路電流增大，線圈之間的作用力變大，跳動明顯，B正確；將電源的

10、正、負(fù)極對調(diào)一下，通電后彈簧各個線圈之間仍有作用力，故仍會上下跳 動，C錯誤；若換一勁度系數(shù)更大的彈簧，受到相同的力，則形變量變小，故跳動變得不明顯，D錯誤?！敬鸢浮緽3 .【解析】設(shè)開始計時物塊的速度為 Y0,物塊質(zhì)量為mi磁感應(yīng)弓雖度為B,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為,根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得： F(i(qvB+ mg = ma v=v0+at,聯(lián)立解得：F= m升mcg+qvoB+qBat,若 v。為 零，則F=m升mg+ wqBat,可知外力F隨時間呈線性關(guān)系，選項(xiàng) D正確?！敬鸢浮緿4 .【解析】當(dāng)B的大小為Mg sin ,方向垂直斜面向上時，安培力沿斜面向上大小為Mgan 0 ,而重力和

11、支IL持力的合力等于 Mcsin 0小于安培力，所以導(dǎo)線有沿斜面往上的運(yùn)動趨勢，故A錯誤。當(dāng)B的方向垂直紙面向里時，無所謂 B的大小，安培力均為 0,而繩的拉力、重力和支持力可以滿足平衡條件，故B正確。當(dāng)B的 大小為震時，若方向水平向右，則安培力豎直向上，重力和安培力平衡，沒有支持力和拉力；若方向沿斜面向下，則安培力垂直斜面向上大小為Mg沿斜面方向分解重力，因?yàn)?Mg Mgcos e,所以導(dǎo)線有離開斜面的運(yùn)動趨勢，故 C正確、D錯誤?！敬鸢浮緽C5 .【解析】由公式F安=81可知，由于磁場大小不變，所以安培力大小不變，故 B正確；重力與安培力的合 力與導(dǎo)體棒與斜面間正壓力等大反向， 磁場從圖示

12、方向順時針緩慢轉(zhuǎn)為豎直向上的方向過程中，重力與安培力合力的夾角減小，兩力大小不變，所以合力變大，即正壓力變大，所以最大靜摩擦力變大，所以導(dǎo)體棒受力仍平衡，所以合力仍為零即不變，故 A錯誤；磁場垂直斜面時，由平衡條件可得，彈力FNi=mqos 0 ,磁場為豎直向上時：由平衡條件可得，彈力Fn= mgpos 0 +F安sin 0 ,所以彈力變大，故 C正確；磁場垂直斜面時，由平衡條件可得，摩擦力 fi = F安一mgjin 0,當(dāng)磁場從圖示方向順時針緩慢轉(zhuǎn)為豎直向上的方向時，安培力 大小不變，安培力沿斜面方向的分力減小，當(dāng)減小到與重力沿斜面向下的分力相等時，摩擦力變?yōu)榱悖?dāng)安培力沿斜面方向的分力減

13、小到小于重力沿斜面向下的分力時，摩擦力增大，所以摩擦力先減小后增大，故D錯誤?！敬鸢浮緽C6 .【解析】 根據(jù)安培定則，作出三根導(dǎo)線分別在O點(diǎn)的磁場方向，如圖甲，由題意知，Li在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1 kL,方向水平向左；L2在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2 2L,方向與x軸負(fù)向成45。角向a. 2a下；L3在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B3 2k_,方向豎直向上。先將 8正交分解，則沿xa軸負(fù)方向的分量B2xLsin45 同理沿y軸負(fù)方向的分量B2yLcos45 2，2a2a2a2a故x軸方向的合磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx B1 B2x 竺，y軸方向的合磁感應(yīng)強(qiáng)度 2aByB3 B2y 四，故最終的合磁

14、感應(yīng)強(qiáng)度的大小y 2aB JB： B2緣，方向?yàn)榉较蚺cx軸負(fù)向成45角斜Q由左手定則可知,向上，如圖乙。故某時刻有一質(zhì)子(電量為e)正好沿與x軸正方向成45斜向上經(jīng)過原點(diǎn) 洛倫茲力的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，大小?F qvB 3M2kIve故b正確。2a【答案】B7 .【解析】根據(jù)右手螺旋定則，電流 a在O產(chǎn)生的磁場平行于 bc向左，b電流在O產(chǎn)生的磁場平行 ac指向右 下方，電流c在O產(chǎn)生的磁場平行ab指向左下方；由于三導(dǎo)線電流相同，到O點(diǎn)的距離相同，根據(jù)平行四邊形定則，則 O點(diǎn)合場強(qiáng)的方向垂直 Oc向下，故A錯誤，B正確；根據(jù)左手定則，結(jié)合矢量合成法則，導(dǎo)線 a 受到的安培力方向水平向左，而導(dǎo)

15、線b受到的安培力方向平行于 ac斜向左上方，故 C D錯誤。8 .【解析】 根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場特點(diǎn)，距離電流越近，產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，則a點(diǎn)離管線最近，EF上的點(diǎn)均是離管線最近的點(diǎn)，管線在EF正下方且與EF平行，根據(jù)安培定則作出管線產(chǎn)生磁場的橫截面如圖所示，有幾何關(guān)系可以確定a到管線的距離為-,故A正確。2【答案】A二、非選擇題9 .【解析】(1)金屬線框和電流表電源等形成一條閉合回路，電路圖如圖所示。(2)本題是利用平衡原理來計算磁感應(yīng)強(qiáng)度的，故當(dāng)電路通電后，在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙，使得D仍舊處于平衡狀態(tài)，讀出電流表的示數(shù)，用天平測出此時細(xì)沙的質(zhì)量 m2,計算安培力需要用到導(dǎo)線的長度，故用米尺測量處的底邊長度l。(3)根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得 BIl =(mm)g,解得b2 m1)g ；Ilm2m,則受到的安培力向下，根據(jù)左手定則可得磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外；若 的安培力向上，根據(jù)左手定則可得磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里?！敬鸢浮?1)見解析圖(2)重新處于平衡狀態(tài)電流表的示數(shù)I此時細(xì)沙的