2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)41磁場及其對電流的作用含解析魯科版

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)41磁場及其對電流的作用時(shí)間：45分鐘1．如圖所示，a、b兩個(gè)相同螺線管，電流、導(dǎo)線和匝數(shù)都相同，繞法不同．測得螺線管a內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則在螺線管b內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(A)A．0 B．0.5BC．B D．2B解析：本題考查螺線管中的磁場問題．對于螺線管b，由于兩根導(dǎo)線中的電流方向相反，產(chǎn)生的磁場相互抵消，所以在螺線管b內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確．2.(多選)如圖所示，一個(gè)勻稱帶電的橡膠圓盤處在豎直面內(nèi)，可以繞過其圓心的水平軸高速轉(zhuǎn)動，當(dāng)它不動時(shí)，放在它左側(cè)軸線上的小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)橡膠圓盤高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，小磁針的N極向右偏轉(zhuǎn)，則可能是(AD)A．橡膠圓盤帶負(fù)電，從左向右看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)B．橡膠圓盤帶負(fù)電，從左向右看順時(shí)針旋轉(zhuǎn)C．橡膠圓盤帶正電，從左向右看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)D．橡膠圓盤帶正電，從左向右看順時(shí)針旋轉(zhuǎn)解析：本題考查右手螺旋定則及電荷運(yùn)動方向和電流方向的關(guān)系．若橡膠圓盤帶負(fù)電，從左向右看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則等效電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反．再由右手螺旋定則可知磁極的方向：左端為S極，右端為N極，則小磁針N極沿軸線向右偏轉(zhuǎn)．故A正確，B錯(cuò)誤；若橡膠圓盤帶正電，從左向右看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，等效電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相同．再由右手螺旋定則可知磁極的方向：左端N極，右端S極，則小磁針N極沿軸線向左偏轉(zhuǎn)．故D正確，C錯(cuò)誤．3.如圖所示，a、b、c、d是圓心為O的圓上的四個(gè)點(diǎn)，直徑ac、bd相互垂直，兩根長直導(dǎo)線垂直圓面分別固定在b、d處，導(dǎo)線中通有大小相等，垂直紙面對外的電流，關(guān)于a、O、c三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是(C)A．都為零B．O點(diǎn)最大C．a(chǎn)、c兩點(diǎn)方向相反D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)方向相同解析：由安培定則可知，b、d兩處的通電導(dǎo)線在a點(diǎn)的磁場方向如圖所示，由平行四邊形定則可知，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直ac向下，同理可知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直ac向上，即a、c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，選項(xiàng)C正確，A、D錯(cuò)誤；依據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理可知，O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．4.(多選)如圖所示，兩根平行長直導(dǎo)線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流；a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn)，左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為eq\f(l,2)、l和3l.關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列推斷正確的是(AD)A．a(chǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大B．b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等C．a(chǎn)、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同D．b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：對于通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場，依據(jù)其產(chǎn)生磁場的特點(diǎn)及安培定則，可知兩導(dǎo)線在b處產(chǎn)生的磁場等大反向，合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，B錯(cuò)誤，D正確；兩導(dǎo)線在a、c處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度都是同向疊加的，但方向相反，C錯(cuò)誤；由于a離導(dǎo)線近，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度比c處的大，A正確．5.用一節(jié)電池、一塊強(qiáng)磁鐵和銅導(dǎo)線可以做成如圖所示的“簡易電動機(jī)”．其中干電池負(fù)極吸附有一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵，銅導(dǎo)線下面兩端與磁鐵接觸，銅導(dǎo)線組成的線框就能轉(zhuǎn)動起來．關(guān)于該“簡易電動機(jī)”，下列說法正確的是(B)A．假如強(qiáng)磁鐵上表面是N極，那么從上往下看，線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動B．假如強(qiáng)磁鐵上表面是S極，那么從上往下看，線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動C．線框轉(zhuǎn)動是由于受到洛倫茲力作用D．不管強(qiáng)磁鐵N極向上或向下放置，從上往下看線框總是做順時(shí)針運(yùn)動解析：線框轉(zhuǎn)動是由于受到安培力的作用，若強(qiáng)磁鐵上表面是S極，則對于導(dǎo)線來說，磁感線從下往上斜穿過導(dǎo)線，電流方向從上往下，故從上往下看，線框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，B正確．6．長為L的直導(dǎo)體棒a放置在光滑絕緣水平面上，固定的長直導(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(chǎn)、b中通有大小分別為Ia、Ib的恒定電流，其中Ia方向已知，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．下列說法正確的是(B)A．Ib與Ia的方向相同，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為eq\f(F,IbL)B．Ib與Ia的方向相同，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為eq\f(F,IaL)C．Ib與Ia的方向相反，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為eq\f(F,IbL)D．Ib與Ia的方向相反，a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為eq\f(F,IaL)解析：由題意可知，導(dǎo)體棒a所受的安培力方向向左，由左手定則可知，導(dǎo)體棒a所在處的磁場方向垂直紙面對里，又由安培定則可知直導(dǎo)線b中的電流方向與Ia的方向相同，對導(dǎo)體棒a由力的平衡條件可知F＝FA＝BIaL，解得B＝eq\f(F,IaL)，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．7．如圖所示，電源電動勢為3V，內(nèi)阻不計(jì)，兩個(gè)不計(jì)電阻的金屬圓環(huán)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1m，兩環(huán)分別與電源正負(fù)極相連．現(xiàn)將一質(zhì)量為0.06kg、電阻為1.5Ω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0.4T的勻強(qiáng)磁場．重力加速度g＝10m/s2，當(dāng)開關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動，試求在此位置上棒對每一個(gè)環(huán)的壓力為多少？若已知環(huán)半徑為0.5m，此位置與環(huán)底的高度差是多少?解析：棒受的安培力F＝BIL，棒中電流為I＝eq\f(E,R)，代入數(shù)據(jù)解得F＝eq\f(BEL,R)＝0.8N，對棒受力分析如圖所示(從右向左看)，兩環(huán)支持力的總和為2FN＝eq\r(F2＋mg2)，代入數(shù)據(jù)解得FN＝0.5N.由牛頓第三定律知，棒對每一個(gè)環(huán)的壓力為0.5N，由圖中幾何關(guān)系有tanθ＝eq\f(F,mg)＝eq\f(0.8,0.6)＝eq\f(4,3)，得θ＝53°，棒距環(huán)底的高度為h＝r(1－cosθ)＝0.2m.答案：0.5N0.2m8．磁場中同一位置處放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直．在導(dǎo)線中通入不同的電流，測得安培力F和電流I的數(shù)據(jù)，并描繪在F-I圖象中，其中a、b各代表一組F、I的數(shù)據(jù)．則以下圖象正確的是(C)解析：本題考查安培力隨電流變更的圖象．磁場中同一位置處放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向與磁場方向垂直．該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，由安培力公式F＝BIL可知，導(dǎo)線受到安培力F和電流I的大小成正比，F(xiàn)-I圖象正確的是C.9.如圖所示，兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相反大小相等的電流，a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，則(D)A．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零B．ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對里C．cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右D．同時(shí)變更兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力方向不變解析：本題考查安培定則、左手定則的應(yīng)用．依據(jù)安培定則，兩平行直導(dǎo)線在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向相同，所以b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面對外，不行能為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)安培定則，ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面對外，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)同向電流相互吸引，反向電流相互排斥可知，cd導(dǎo)線受到的安培力方向向左，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同時(shí)變更兩導(dǎo)線的電流方向，cd導(dǎo)線受到的安培力依舊向左，方向不變，選項(xiàng)D正確．10．試驗(yàn)室常常運(yùn)用的電流表是磁電式儀表，這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示．蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是勻稱輻向分布的．當(dāng)線圈通過如圖乙所示的電流時(shí)，下列說法不正確的是(C)A．線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行B．線圈轉(zhuǎn)動時(shí)，螺旋彈簧被扭動，阻礙線圈轉(zhuǎn)動C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，b端受到的安培力方向向上D．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示的位置時(shí)，安培力的作用使線圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動解析：由于磁場是勻稱輻向分布的，因此線圈平面始終與磁感線平行，故A正確；線圈轉(zhuǎn)動時(shí)，會使彈簧扭動，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力，故B正確；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動到圖乙所示的位置時(shí)，a端所受到的安培力方向向上，b端所受到的安培力方向向下，使線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動，故D正確，C錯(cuò)誤，故選C.11.如圖所示，邊長為l、質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線框abc用絕緣細(xì)線懸掛于天花板上，導(dǎo)線框中通一逆時(shí)針方向的電流，圖中虛線CD過ab邊中點(diǎn)和ac邊中點(diǎn)．只在CDFE區(qū)域加一垂直于導(dǎo)線框所在平面對里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，細(xì)線中的拉力大小為F1；只在ABDC區(qū)域中加與上述相同的磁場，導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，細(xì)線中的拉力大小為F2.則導(dǎo)線框中的電流大小為(A)A.eq\f(F2－F1,Bl) B.eq\f(F2－F1,2Bl)C.eq\f(2F2－F1,Bl) D.eq\f(2F2－F1,3Bl)解析：當(dāng)磁場在虛線CD下方時(shí)，通電導(dǎo)線的等效長度為eq\f(1,2)l，電流方向向右，受到的安培力方向豎直向上，依據(jù)平衡條件可知F1＋eq\f(1,2)BIl＝mg，當(dāng)磁場在虛線CD上方時(shí)，通電導(dǎo)線的等效長度為eq\f(1,2)l，受到的安培力方向豎直向下，故F2＝eq\f(1,2)BIl＋mg，聯(lián)立可得I＝eq\f(F2－F1,Bl)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．12.(多選)如圖所示，三根通電長直導(dǎo)線A、B、C相互平行，其橫截面位于等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，三根導(dǎo)線中通入的電流大小相等，且A、C中電流方向垂直于紙面對外，B中電流方向垂直于紙面對內(nèi)；已知通電導(dǎo)線在其四周某處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝keq\f(I,r)，其中I為通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度，r為某處到通電直導(dǎo)線的距離，k為常量．下列說法正確的是(BC)A．A所受磁場作用力的方向與B、C所在平面垂直B．B所受磁場作用力的方向與A、C所在平面垂直C．A、B單位長度所受的磁場作用力大小之比為12D．A、B單位長度所受的磁場作用力大小之比為1eq\r(2)解析：利用右手螺旋定則可知，A處的合磁場方向沿AC方向，所以A所受磁場作用力的方向與A、C所在平面垂直，A錯(cuò)誤；利用右手螺旋定則可知，B處的合磁場方向沿AC方向，所以B所受磁場作用力的方向與A、C所在平面垂直，B正確；通電導(dǎo)線在其四周產(chǎn)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝keq\f(I,r)，依據(jù)磁場的疊加知，A處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(2)kI,2r)，而B處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(2)kI,r)，所以A、B單位長度所受的磁場作用力大小之比為12，C正確，D錯(cuò)誤．13.如圖所示，長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab，置于傾角為θ的光滑斜面上．導(dǎo)體棒與斜面的水平底邊始終平行．已知導(dǎo)體棒通以從b向a的電流，電流為I，重力加速度為g.(1)若勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，為使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)若勻強(qiáng)磁場的大小、方向都可以變更，要使導(dǎo)體棒能靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值和對應(yīng)的方向．解析：(1)勻強(qiáng)磁場