2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)第1節(jié)磁吃電流的作用作業(yè)與檢測(cè)含解析魯科版

PAGE8-第1節(jié)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用基礎(chǔ)必備1.(2024·湖北武漢調(diào)研)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(AC)A.電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用,則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為零B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力作用,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定為零C.表征電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱,是把一個(gè)檢驗(yàn)電荷放在該點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷本身電荷量的比值D.表征磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,是把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與該小段導(dǎo)線長(zhǎng)度和電流乘積的比值解析:電場(chǎng)和磁場(chǎng)有一個(gè)明顯的區(qū)分是:電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用,磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用的條件是磁場(chǎng)方向不能和電流方向平行,故A正確,B錯(cuò)誤;同理依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=可知C正確;而同樣用比值定義法定義的磁感應(yīng)強(qiáng)度則應(yīng)有明確的說(shuō)明,即B=中I和B的方向必需垂直,故D錯(cuò)誤.2.(2024·河南鄭州二模)1876年美國(guó)聞名物理學(xué)家羅蘭在試驗(yàn)室中完成了聞名的“羅蘭試驗(yàn)”.羅蘭把大量的負(fù)電荷加在一個(gè)橡膠圓盤上,然后在圓盤旁邊懸掛一個(gè)小磁針,使圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn),發(fā)覺小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).忽視地磁場(chǎng)對(duì)小磁針的影響,下列說(shuō)法正確的是(A)A.使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的緣由是圓盤上的電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了磁場(chǎng)B.使小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的緣由是圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電流C.僅變更圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不變D.假如使圓盤帶上正電荷,圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向不變解析:帶負(fù)電荷的橡膠圓盤繞中心軸高速旋轉(zhuǎn),依據(jù)電荷的定向移動(dòng)形成電流,電流產(chǎn)生磁場(chǎng)可知,在圓盤上方產(chǎn)生了磁場(chǎng),小磁針在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;僅變更圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,在圓盤上方產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向變更,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向變更,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;假如使圓盤帶上正電荷,圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,在圓盤上方產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向變更,小磁針的偏轉(zhuǎn)方向變更,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(2024·山東濟(jì)南期末)長(zhǎng)為l的直導(dǎo)體棒a放置在光滑絕緣水平面上,固定的長(zhǎng)直導(dǎo)線b與a平行放置,導(dǎo)體棒a與力傳感器相連,如圖所示(俯視圖).a,b中通有大小分別為Ia,Ib的恒定電流,Ia方向如圖所示,Ib方向未知.導(dǎo)體棒a靜止時(shí),傳感器受到a給它的方向向左、大小為F的拉力.下列說(shuō)法正確的是(B)A.Ib與Ia的方向相同,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為B.Ib與Ia的方向相同,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為C.Ib與Ia的方向相反,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為D.Ib與Ia的方向相反,Ib在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為解析:由題意知,導(dǎo)體棒a受到傳感器的作用力方向向右,大小為F,故導(dǎo)線b給a的作用力水平向左,大小為F,因此a,b間存在相互吸引力,它們的電流方向相同;a受到的安培力為F,電流為Ia,長(zhǎng)度為l,則B=,選項(xiàng)B正確,A,C,D錯(cuò)誤.4.(2024·四川內(nèi)江二模)2024年1月,出現(xiàn)在中國(guó)海軍坦克登陸艦上的電磁軌道炮在全球“刷屏”,這是電磁軌道炮全球首次實(shí)現(xiàn)艦載測(cè)試.如圖所示為電磁炮的簡(jiǎn)化原理示意圖,它由兩條水平放置的平行光滑長(zhǎng)直軌道組成.軌道間放置一個(gè)導(dǎo)體滑塊作為彈頭.當(dāng)電流從一條軌道流入,經(jīng)彈頭從另一條軌道流回時(shí),在兩軌道間產(chǎn)生磁場(chǎng),彈頭就在安培力推動(dòng)下以很大的速度射出去.不計(jì)空氣阻力,將該過程中安培力近似處理為恒力,為了使彈頭獲得更大的速度,可適當(dāng)(B)A.減小平行軌道間距 B.增大軌道中的電流C.縮短軌道的長(zhǎng)度 D.增大彈頭的質(zhì)量解析:依據(jù)題意和動(dòng)能定理,安培力的功等于彈頭獲得的動(dòng)能.軌道間距減小,安培力減小,安培力做功減小,彈頭獲得動(dòng)能減小,速度減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;增大軌道中電流,安培力增大,安培力做功增大,彈頭獲得動(dòng)能增大,速度增大,選項(xiàng)B正確;縮短軌道長(zhǎng)度,安培力做功減小,彈頭獲得動(dòng)能減小,速度減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只增大彈頭質(zhì)量,安培力做功不變,彈頭獲得動(dòng)能不變,所以速度減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5.(多選)如圖所示,輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛的圓形線圈中通有順時(shí)針方向的電流I0,線圈的正下方固定有一根足夠長(zhǎng)的直導(dǎo)線a,線圈靜止時(shí)導(dǎo)線a垂直于線圈平面.現(xiàn)在導(dǎo)線a中通有垂直紙面對(duì)外的較大電流,則下列推斷正確的是(BD)A.線圈仍靜止不動(dòng)B.從上往下看,線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小D.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大解析:圓形電流可等效為小磁針,由安培定則知N極指向紙面對(duì)里,直導(dǎo)線a中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在線圈圓心處的磁場(chǎng)方向水平向左,因小磁針靜止時(shí)N極指向?yàn)樵撎幋艌?chǎng)方向,可知小磁針N極向左轉(zhuǎn),即從上往下看,線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;因線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),線圈下半部分的電流方向漸漸與直導(dǎo)線中電流方向相同,兩者相吸,而上半部分的電流方向漸漸與直導(dǎo)線中的電流方向相反,兩者相斥,但下半部分別直導(dǎo)線近,引力大于斥力,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大,故C錯(cuò)誤,D正確.6.(2024·浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)如圖所示是試驗(yàn)室里用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)力的一種儀器——電流天平,某同學(xué)在試驗(yàn)室里,用電流天平測(cè)算通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,若他測(cè)得CD段導(dǎo)線長(zhǎng)度為4×10-2m,天平(等臂)平衡時(shí)鉤碼重力為4×10-5N,通過導(dǎo)線的電流I=0.5AA.2.0×10-3T,方向水平向右B.5.0×10-3T,方向水平向右C.2.0×10-3T,方向水平向左D.5.0×10-3T,方向水平向左解析:由安培定則知,通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向水平向右.由于天平平衡,則IlB=G,B==2×10-3T,故A正確.7.(2024·天津一模)如圖,足夠長(zhǎng)的直線ab靠近通電螺線管,與螺線管平行.用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是(C)解析:通電螺線管外部中間處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,無(wú)窮遠(yuǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,所以用磁傳感器測(cè)量ab上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的大致圖象是C.8.(2024·河南示范性中學(xué)聯(lián)考)如圖所示,兩平行傾斜導(dǎo)軌間的距離l=10cm,它們處于垂直導(dǎo)軌平面對(duì)下的磁場(chǎng)(圖中未畫出)中,導(dǎo)軌平面與水平方向的夾角θ=37°,在兩導(dǎo)軌下端所接的電路中電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻不計(jì),定值電阻R1=4Ω,開關(guān)S閉合后,垂直導(dǎo)軌放置的質(zhì)量m=10g、電阻R=6Ω的金屬棒MN保持靜止.已知金屬棒MN與兩導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可能是(D)A.10T B.1.5T C.0.1T D.1T解析:由題意知,電路中的電流I==1A,依據(jù)左手定則可推斷金屬棒MN所受安培力的方向沿導(dǎo)軌向上.當(dāng)金屬棒恰好具有沿斜面對(duì)上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),有IlB=mgsinθ+μmgcosθ,解得B=1T;當(dāng)金屬棒恰好具有沿斜面對(duì)下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),有BIl+μmgcosθ=mgsinθ,解得B=0.2T,故只有D正確.實(shí)力培育9.(2024·黑龍江大慶模擬)四根相互平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a,b,c,d電流均為I,如圖所示放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,每根通電直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí),四邊形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是B,則四根通電導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?A)A.2B,方向向左 B.2B,方向向下C.2B,方向向右 D.2B,方向向上解析:依據(jù)安培定則可推斷,在O點(diǎn),a導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿bd方向,大小為B;c導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿bd,大小為B;同理,b導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿ca,大小為B;d導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿ca,大小為B.則依據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成可知,四根導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向水平向左,故A正確.10.(2024·四川內(nèi)江二模)如圖所示,光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分,O點(diǎn)為圓弧的圓心.兩金屬軌道之間的寬度為0.5m,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向如圖,大小為0.5T、質(zhì)量為0.05kg、長(zhǎng)為0.5m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn).當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以電流強(qiáng)度為2A的恒定電流時(shí),金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止起先運(yùn)動(dòng).已知N,P為導(dǎo)軌上的兩點(diǎn),ON豎直、OP水平,且==1m,g取10m/s2,則(D)A.金屬細(xì)桿起先運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為5m/s2B.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sC.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小為10m/s2D.金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75N解析:金屬細(xì)桿在水平方向受到安培力作用,安培力大小F安=IlB=0.5×2×0.5N=0.5N,金屬細(xì)桿起先運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a==10m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)金屬細(xì)桿從M點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析,安培力做功W安=F安·(+)=1J,重力做功WG=-mg·=-0.5J,由動(dòng)能定理得W安+WG=mv2,解得金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的速度大小為v=m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度可分解為水平方向的向心加速度和豎直方向的重力加速度,水平方向的向心加速度大小為a'==20m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在P點(diǎn)金屬細(xì)桿受到軌道水平向左的作用力F,水平向右的安培力F安,由牛頓其次定律得F-F安=,解得F=1.5N,每一條軌道對(duì)金屬細(xì)桿的作用力大小為0.75N,由牛頓第三定律可知金屬細(xì)桿運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)對(duì)每一條軌道的作用力大小為0.75N,選項(xiàng)D正確.11.邊長(zhǎng)為l的正方形線圈A,通有逆時(shí)針方向的恒定電流I0,用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛在水平長(zhǎng)直導(dǎo)線MN的正下方h處,如圖所示.當(dāng)導(dǎo)線MN中無(wú)電流時(shí),兩細(xì)線中張力均為T;當(dāng)通過MN的電流為I1時(shí),兩細(xì)線中張力均減為aT(0<a<1);而當(dāng)通過MN的電流為I2時(shí),細(xì)線中張力恰好為零.已知長(zhǎng)直通電導(dǎo)線四周磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與到導(dǎo)線的距離r成反比B=k,k為常數(shù).由此可知,MN中的電流方向和電流I1,I2大小的比值分別為(C)A.向左,1+a B.向右,1+aC.向左,1-a D.向右,1-a解析:當(dāng)MN中通以從N向M的電流時(shí),則ab邊所受的安培力方向向上,cd邊所受安培力方向向下,因離MN越近,安培力越大,可知此時(shí)線框所受安培力合力方向豎直向上,兩細(xì)線中張力減小,所以MN中電流的方向向左.當(dāng)MN中通過電流為I時(shí),依據(jù)題意可知,ab邊所受安培力F1=,cd邊所受安培力F2=,因它們受到的安培力方向相反,此時(shí)線圈所受安培力的合力大小F合=kII0l-,由此可知,線圈受到的安培力的合力大小與通入電流的大小成正比,當(dāng)MN分別通以I1,I2的電流時(shí),線框受到的安培力的合力的大小之比為I1∶I2.當(dāng)通過MN的電流為I1時(shí),兩細(xì)線中張力均減為aT(0<a<1),所以安培力的合力大小F合1=2T-2aT;而當(dāng)通過MN的電流為I2時(shí),細(xì)線中張力恰好為零,則安培力的合力大小F合2=2T,I1∶I2=F合1∶F合2=(2T-2aT)∶2T=(1-a)∶1,C項(xiàng)正確.12.(2024·吉林延邊一模)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)與水平面成θ=37°角的導(dǎo)電滑軌,滑軌上放置一個(gè)可自由移動(dòng)的金屬桿ab.已知接在滑軌中的電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì).ab桿長(zhǎng)l=0.5m,質(zhì)量m=0.2kg,桿與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,滑軌與ab桿的電阻忽視不計(jì).求:要使ab桿在滑軌上保持靜止,滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變更?(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析:分別畫出ab桿在恰好