適用于新高考新教材廣西專版2024屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第10章磁場課時規(guī)范練29磁場的描述磁吃電流的作用

課時規(guī)范練29磁場的描述磁場對電流的作用基礎(chǔ)對點練1.(電流的相互作用)下圖是一位同學(xué)制作的實驗裝置:柔軟彈簧豎直懸掛,下端恰與銅片接觸。當(dāng)開關(guān)閉合后,彈簧時伸時縮,燈泡時明時暗。關(guān)于這個實驗現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.有電流通過彈簧時,各匝環(huán)形電流互相吸引致使彈簧收縮B.有電流通過彈簧時,各匝環(huán)形電流互相排斥致使彈簧伸長C.彈簧收縮與銅片分離時,通過燈泡的電流較小,燈泡暗淡D.彈簧伸長與銅片接觸時,通過燈泡的電流較大,燈泡明亮2.(安培力)電磁炮是一種利用電磁作用發(fā)射炮彈的先進武器,某同學(xué)利用餅型強磁鐵和導(dǎo)軌模擬電磁炮的發(fā)射原理,如圖所示,相同的餅型強磁鐵水平等間距放置,使導(dǎo)軌平面近似為勻強磁場。下列說法不正確的是()A.放置強磁鐵時,應(yīng)保證磁鐵的磁極同向B.強磁鐵磁性越強,導(dǎo)軌平面越接近勻強磁場C.強磁鐵間距越小,導(dǎo)軌平面越接近勻強磁場D.若全部磁鐵N極向上,導(dǎo)體棒所受安培力水平向右3.(磁場的疊加、磁感應(yīng)強度計算)(2023廣東廣州高三模擬)如圖所示,三根長為L的平行通電直導(dǎo)線分別放在等腰直角三角形的三個頂點上,其中a、b處導(dǎo)線中的電流的方向垂直紙面向里,c處導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外,b、c處導(dǎo)線中的電流大小為I,在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小均為B,a處導(dǎo)線中通過的電流大小為2I,則a處導(dǎo)線受到的安培力為()A.2BIL,方向豎直向上B.BIL,方向水平向右C.2BIL,方向豎直向上D.4BIL,方向水平向左4.(電流的相互作用)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,地下有一根金屬管線平行于水平地面。有一種探測方法,首先給金屬長直管線通上恒定電流I,再用可以測量磁場強弱、方向的儀器進行以下操作,①用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強度最強的某點,記為A;②在A點附近的地面上找到與A點磁感應(yīng)強度相同的點B,連接AB并測得AB間的距離為a;③在地面上過A點做垂直于AB的線段AC并測得AC間的距離為b;④用測量儀測得C點的磁場方向與地面夾角為45°,由此可確定()A.地下的金屬管線平行于AB,深度為bB.地下的金屬管線平行于AB,深度為aC.地下的金屬管線平行于AC,深度為bD.地下的金屬管線平行于AC,深度為a5.(安培定則)(2022浙江名校聯(lián)盟三模)一光滑絕緣的正方體固定在水平面內(nèi)。AB導(dǎo)體棒可繞過其中點的轉(zhuǎn)軸在正方體的上表面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,CD導(dǎo)體棒固定在正方體的下底面。開始時兩棒相互垂直并靜止,兩棒中點O1O2連線在正方體的中軸線上?，F(xiàn)對兩棒同時通有圖示(A到B、D到C)方向的電流。下列說法正確的是()A.通電后AB棒仍將保持靜止B.通電后AB棒將要順時針轉(zhuǎn)動(俯視)C.通電后AB棒將要逆時針轉(zhuǎn)動(俯視)D.通電瞬間線段O1O2間存在磁感應(yīng)強度為零的位置6.(磁感應(yīng)強度的疊加)(2022湖北黃岡模擬)如圖所示,四根通有大小相等且為恒定電流的長直導(dǎo)線垂直穿過xOy平面,1、2、3、4直導(dǎo)線與xOy平面的交點成邊長為2a的正方形且關(guān)于x軸和y軸對稱,各導(dǎo)線中電流方向已標(biāo)出,已知通電無限長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小與到直導(dǎo)線距離成反比。下列說法正確的是()A.直導(dǎo)線1、3之間的相互作用力為排斥力B.一垂直于紙面并從O點射入的粒子,將做勻速直線運動C.直導(dǎo)線1、2在O點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸正方向D.直導(dǎo)線2受到直導(dǎo)線1、3、4的作用力方向指向O點7.(磁場的疊加、磁感應(yīng)強度計算)已知通電的長直導(dǎo)線在周圍空間某位置產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小與電流強度成正比,與該位置到長直導(dǎo)線的距離成反比。如圖所示,現(xiàn)有通有電流大小相同的兩根長直導(dǎo)線分別固定在正方體的兩條邊dh和hg上,彼此絕緣,電流方向分別由d流向h、由h流向g,則頂點a和e兩處的磁感應(yīng)強度大小之比為()A.2∶3 B.3∶2C.2∶2 D.28.(安培力作用下的平衡問題)如圖所示,導(dǎo)體棒a水平放置在傾角為45°的光滑斜坡上的P處,導(dǎo)體棒b固定在右側(cè),與a在同一水平面內(nèi),且相互平行。當(dāng)兩棒中均通以電流強度為I的同向電流時,導(dǎo)體棒a恰能在斜面上保持靜止。兩導(dǎo)體棒粗細(xì)不計,則下列說法正確的是()A.a、b兩導(dǎo)體棒受到的安培力相同B.b棒中的電流在P處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向向下C.將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直下移到某一位置,導(dǎo)體棒a不可能保持靜止D.將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直上移到某一位置,導(dǎo)體棒a對斜面的壓力可能不變9.(安培力的計算)(2022廣東高考模擬)如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角θ=37°,導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=3V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源,兩導(dǎo)軌間的距離l=0.4m,在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)分布著磁感應(yīng)強度大小B=0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強磁場。現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒接入電路的電阻R=1.0Ω,導(dǎo)體棒恰好要滑動。已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,金屬導(dǎo)軌電阻不計。g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則ab棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為()A.0.15 B.0.2 C.0.25 D.0.4素養(yǎng)綜合練10.如圖所示,勻強磁場方向水平向右,一根長為L的直導(dǎo)線,折成互相垂直等長的兩部分ab和bc后放在勻強磁場中,ab段豎直,bc段與磁場平行,給導(dǎo)線通以大小為I的電流,導(dǎo)線受到的安培力為F;保持導(dǎo)線固定,將磁場以導(dǎo)線ab為軸轉(zhuǎn)過90°,則導(dǎo)線受到的安培力大小為F'。下列說法正確的是()A.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為FB.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為FC.F'=FD.F'=2F11.質(zhì)量均勻分布的直導(dǎo)體棒放置于四分之一的光滑圓弧軌道上,其截面如圖所示。導(dǎo)體棒中通有電流大小為I的電流,空間存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,磁場的方向豎直向上。導(dǎo)體棒平衡時,導(dǎo)體棒與圓心的連線與豎直方向的夾角為θ(θ<45°),軌道與導(dǎo)體棒的彈力為FN。下列說法正確的是()A.若僅將電流I緩慢增大,則θ逐漸減小B.若僅將電流I緩慢增大,則FN逐漸增大C.若僅將磁場方向沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)過90°,則θ逐漸減小D.若僅將磁場方向沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)過90°,則FN逐漸增大12.(2022山東濟寧三模)電磁炮的原理如圖所示,兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定,導(dǎo)軌平面內(nèi)具有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,帶有炮彈的金屬框架垂直放在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,電源的內(nèi)阻為r,兩導(dǎo)軌間距為l,金屬框架和炮彈的總質(zhì)量為m,金屬框架的電阻為R。通電后,炮彈隨金屬框架滑行距離s后獲得的發(fā)射速度為v。不計空氣阻力、金屬框架與導(dǎo)軌間的摩擦和導(dǎo)軌電阻,不考慮金屬框架切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,下列說法正確的是()A.勻強磁場的方向豎直向下B.金屬框架受到的安培力大小為mC.通過金屬框架的電流為mD.電源的電動勢為m答案：課時規(guī)范練29磁場的描述磁場對電流的作用1.A解析:有電流通過彈簧時,各環(huán)形電流同向,相互吸引致使彈簧收縮,故A正確,B錯誤;彈簧伸長與銅片接觸,彈簧電阻與燈泡并聯(lián),電路中總電阻較小,干路電流較大,燈泡兩端電壓較小,通過燈泡的電流較小,燈泡較暗淡;彈簧收縮與銅片分離時,電路中總電阻較大,干路電流較小,燈泡兩端電壓較大,通過燈泡的電流較大,燈泡較明亮,故C、D錯誤。2.B解析:放置強磁鐵時,應(yīng)保證磁鐵的磁極同向,并且強磁鐵間距越小,導(dǎo)軌平面越接近勻強磁場,磁性的強弱與是否為勻強磁場無關(guān),故A、C正確,B錯誤;若全部磁鐵N極向上,根據(jù)左手定則,導(dǎo)體棒所受安培力水平向右,故D正確。本題選不正確的,故選B。3.A解析:b、c處導(dǎo)線中的電流在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的大小均為B,根據(jù)矢量的疊加規(guī)則,結(jié)合幾何關(guān)系可得,a處的磁感應(yīng)強度為Ba=2B,方向水平向左,再由左手定則可知,a處導(dǎo)線受到的安培力方向豎直向上,大小為F=2B·2IL=2BIL,故A正確。4.A解析:根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場特點,距離電流越近,產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度越大,則A點距離管線最近,AB上的點均是距離管線最近的點,管線在AB的正下方,與AB平行;由幾何關(guān)系可以確定A點到管線的距離為b。故A正確。5.B6.B解析:當(dāng)導(dǎo)線電流方向相同時,電流之間表現(xiàn)為吸引力,直導(dǎo)線1、3之間的相互作用力為吸引力,故A錯誤;由安培定則并結(jié)合矢量疊加可知O點的磁感應(yīng)強度為零,所以過O點垂直紙面的直線上各處的磁感應(yīng)強度均為零,從O射入的粒子,將做勻速直線運動,故B正確;根據(jù)安培定則可知,直導(dǎo)線1、2在O點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸負(fù)方向,故C錯誤;若直導(dǎo)線1在直導(dǎo)線2處產(chǎn)生的安培力為F,根據(jù)力的合成可知,1、3對2處導(dǎo)線的安培力的合力為2F,方向背離O點,而4對2處導(dǎo)線產(chǎn)生的安培力為22F,方向指向O點,所以直導(dǎo)線2受到直導(dǎo)線1、3、4的作用力方向背離O點,故D7.B解析:設(shè)正方體邊長為L,由題意可知B=kIr,設(shè)其中一根長直導(dǎo)線的電流在e點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為B0,則e點的磁感應(yīng)強度大小為Be=2B0,處于hg邊的長直導(dǎo)線到a點的距離為2L,在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為22B0;處于dh邊的長直導(dǎo)線到a點的距離為L,在a點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B0,所以a點的磁感應(yīng)強度大小為Ba=22B02+B02=62B0,8.C解析:a、b兩導(dǎo)體棒受到的安培力方向相反,所以不相同,故A錯誤;根據(jù)右手螺旋定則,可判定b棒中的電流在P處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向向上,故B錯誤;對導(dǎo)體棒a受力分析如圖所示,它受三個力而平衡,這三個力分別是重力、支持力和導(dǎo)體棒b對它的吸引力,若將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直下移到某一位置,導(dǎo)體棒b對導(dǎo)體棒a的吸引力將變小,吸引力沿斜面向上的分力必不能與重力沿斜面向下的分力平衡,所以導(dǎo)體棒a不可能保持靜止,故C正確;將導(dǎo)體棒b沿虛線豎直上移到某一位置,同理可得吸引力在垂直于斜面方向的分力必變小,所以支持力一定變小,故D錯誤。9.C解析:根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得I=ER+r,由安培力公式可得F=BIl,聯(lián)立解得F=0.4N。因為mgsinθ=0.6N>F,所以ab棒有沿導(dǎo)軌下滑的運動趨勢,ab棒受到的靜摩擦力方向沿導(dǎo)軌向上,ab棒受力情況如圖所示,導(dǎo)體棒恰好要滑動,靜摩擦力等于滑動摩擦力,有Ff=μFN,根據(jù)受力平衡可得mgsinθ=Ff+F,FN=mgcosθ,聯(lián)立可得μ=0.25,故A、B、D10.D解析:由題意知F=BI×12L,解得B=2FIL,故A、B錯誤;將磁場在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)過90°,ab、bc兩段受到的安培力大小均為F,互相垂直,則導(dǎo)線受到的安培力大小F'=2F,故C11.B解析:如圖甲所示,對導(dǎo)體棒受力分析,受重力、支持力和安培力,若僅將電流強度I緩慢增大,安培力逐漸增大,則θ逐漸增大,FN逐漸增大,故A錯誤,B正確;如圖乙所示,對導(dǎo)體棒受力分析,受重力、支持力和安培力,沿垂直半徑方向根據(jù)平衡條件可知Fcosθ=mgsinθ,由圖乙可知,若僅將磁場方向沿逆時針緩慢轉(zhuǎn)過90°,則安培