（新課標）2020高考物理一輪復習 課時作業(yè)41 磁感應強度和安培力（含解析）新人教版

磁感應強度和安培力一、選擇題1(2018·江蘇學業(yè)考試)關于磁感應強度，下列說法正確的是()A一小段通電直導線在空間某處不受磁場力作用，那么該處的磁感應強度一定為零B一小段通電直導線放在磁感應強度為零的位置上，它受到的磁場力一定等于零C根據(jù)BF/IL可知，在磁場中某確定位置，磁感應強度與磁場力成正比，與電流和導線長度的乘積成反比D磁場中某處的磁感應強度的方向，跟電流在該處所受磁場力的方向相同答案B解析A項，一小段通電直導線在空間某處不受磁場力作用，該處的磁感應強度不一定為零，可能是由于導線與磁場平行，故A項錯誤B項，一小段通電直導線放在磁感應強度為零的位置上，由FBIL知它受到的磁場力一定等于零，故B項正確C項，公式B是磁感應強度的定義式，是用比值法定義的，磁感應強度與磁場力F、電流元IL無關，故C項錯誤D項，磁場中某處的磁感應強度的方向，跟電流在該處所受磁場力的方向垂直，故D項錯誤2(2018·紹興模擬)如圖所示，取一柔軟的鋁箔條，把它折成天橋狀并用膠紙粘牢兩端，使蹄形磁鐵橫跨過“天橋”當電池與鋁箔接通時()A鋁箔條中部向磁鐵S極運動B鋁箔條中部向磁鐵N極運動C鋁箔條中部向下方運動D鋁箔條中部向上方運動答案D解析由題意，可知，通過天橋的電流方向由外向內，而磁場方向由N到S極，根據(jù)左手定則，則可知，箔條中部受到的安培力向上，故A、B、C三項錯誤，D項正確3(2018·濟南一模)如圖所示，O為正方形ABCD的中點，兩根無限長通電直導線PQ、MN與均通過O點(彼此絕緣)且PQAB、MNBC，PQ、MN中的電流大小分別為2I和I，方向如圖所示下列說法正確的是()AA、B兩點的磁感應強度大小相同BB、C兩點的磁感應強度大小相同CA、B兩點的磁感應強度方向相同DB、C兩點的磁感應強度方向相同答案C解析A、B兩項，通電無限長直導線周圍產生的磁場與距離、電流大小相關，距離相同處的磁感應強度大小相同；相同距離處電流越大，磁場越強設垂直紙面向內為正，MN導線在A、B、C處的磁感應強度分別為B1、B1、B1；PQ導線在A、B、C處的磁感應強度分別為B2、B2、B2；由PQ的電流是MN的兩倍，故B2B1；故A、B、C處的磁感應強度的矢量和為(B1B2)、(B2B1)、B1B2.可知A、C大小相同；故A、B兩項錯誤；C、D兩項，依據(jù)右手螺旋定則，結合矢量的合成法則，可知，A、B方向相同，C與D方向相同，故C項正確，D項錯誤4.如圖所示，光滑絕緣的斜面與水平面的夾角為.導體棒ab靜止在斜面上，ab與斜面底邊平行，通有圖示的恒定電流I.空間充滿豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B.現(xiàn)緩慢增大(090°)，若電流I不變，且ab始終靜止在斜面上(不考慮磁場變化產生的影響)，下列說法正確的是()AB應緩慢增大BB應緩慢減小CB應先增大后減小 DB應先減小后增大答案A解析如圖作出右側側視圖，則可知，金屬棒受重力、支持力及向右的安培力的作用；增大角度，則支持力的方向將向左旋轉，要使棒仍然平衡，則支持力與安培力的合力一直等于重力；則由圖可知，安培力必須增大；故磁感應強度應增大5(2018·南寧模擬)一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠右極一側吊掛一根與它垂直的導電棒，圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流是流向紙內的，逐漸增大導電棒中的電流，磁鐵一直保持靜止可能產生的情況是()A磁鐵對桌面的壓力不變B磁鐵對桌面的壓力一定增大C磁鐵受到摩擦力的方向可能改變D磁鐵受到的摩擦力一定增大答案D解析以導線為研究對象，假如左端為N極，右端為S極，則由左手定則判斷得知導線所受安培力方向斜向左下方，根據(jù)牛頓第三定律得知，導線對磁鐵的安培力方向斜向右上方，磁鐵有向右運動的趨勢，受到向左的摩擦力，同時磁鐵對地的壓力減小；假如左端為S極，右端為N極，則由左手定則判斷得知導線所受安培力方向斜向右上方，根據(jù)牛頓第三定律得知，導線對磁鐵的安培力方向斜向左下方，磁鐵有向左運動的趨勢，受到向右的摩擦力，同時磁鐵對地的壓力增大；如果電流逐漸增大，則磁鐵受到的摩擦力一定增大，而磁鐵對桌面的壓力可能增大，也可能減小故D項正確，A、B、C三項錯誤6(2018·河南模擬)在電場中我們已經學過，三個點電荷在同一條直線上均處于平衡狀態(tài)時，一定滿足“兩同夾一異，兩大夾一小，近小遠大”仿造上面的規(guī)律，假設有三根相同的通電長直導線平行放在光滑水平地面上的A、B、C三個位置并處于靜止狀態(tài)，截面如圖所示已知ABBC，直線電流在周圍產生的磁場的磁感應強度公式為BK，其中K是常數(shù)，I是導線中電流的大小，r是某點到導線的距離，關于三根導線中的電流方向和電流大小的比例關系，正確的是()AA、B中電流方向一定相同BA、C中電流方向一定相反C三根導線中的電流強度之比為414D三根導線中的電流強度之比為212答案D解析根據(jù)三點電荷在同一條直線上均處于平衡狀態(tài)時，一定滿足“兩同夾一異，兩大夾一小，近小遠大”的原理，那么三個通電直導線，要使各自處于平衡狀態(tài)，那么也必須滿足各自受力平衡，A、B兩項，根據(jù)安培定則與左手定則，可知，同向電流相互吸引的，而異向電流相互排斥的；因此A、B中電流方向一定相反，而A、C中電流方向一定相同，故A、B兩項錯誤；C、D兩項，根據(jù)直線電流在周圍產生的磁場的磁感應強度公式為BK，及ABBC，同時依據(jù)矢量的合成法則，那么A與C的電流大小必須相等，由于電流與間距成正比，因此A與C的電流是B電流的2倍，故C項錯誤，D項正確7.(2018·武漢模擬)如圖所示，在天花板下用細線懸掛一半徑為R的金屬圓環(huán)，圓環(huán)處于靜止狀態(tài)，圓環(huán)一部分處在垂直于環(huán)面的磁感應強度大小為B的水平勻強磁場中，環(huán)與磁場邊界交點A、B與圓心O連線的夾角為120°，此時懸線的張力為F.若圓環(huán)通電，使懸線的張力剛好為零，則環(huán)中電流大小和方向是()A電流大小為，電流方向沿順時針方向B電流大小為，電流方向沿逆時針方向C電流大小為，電流方向沿順時針方向D電流大小為，電流方向沿逆時針方向答案A解析要使懸線拉力為零，則圓環(huán)通電后受到的安培力方向向上，根據(jù)左手定則可以判斷，電流方向應沿順時針方向，根據(jù)力的平衡FBI·R，求得I，故A項正確，B、C、D三項錯誤8.(2018·承德模擬)如圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，金屬棒ab兩端由等長輕質軟導線水平懸掛，平衡時兩懸線與水平面的夾角均為(90°)，緩慢調節(jié)滑動變阻器的滑片位置以改變通過棒中的電流I，則下列四幅圖像中，能正確反映與I的變化規(guī)律是()答案A解析導體棒受力如圖所示，tan；可得：I即與I成正比故A項正確，B、C、D三項錯誤9.(2018·鄭州三模)(多選)電流天平可以用來測量勻強磁場的磁感應強度的大小測量前天平已調至平衡，測量時，在左邊托盤中放入質量為m的砝碼，右邊托盤中不放砝碼，將一個質量為m0、匝數(shù)為n、下邊長為l的矩形線圈掛在右邊托盤的底部，再將此矩形線圈的下部分放在待測磁場中如圖甲所示，線圈的兩頭連在如圖乙所示的電路中，不計連接導線對線圈的作用力，電源電動勢為E，內阻為r.開關S閉合后，調節(jié)可變電阻至R1時，天平正好平衡已知m0m，取重力加速度為g，則()A矩形線圈中電流的方向為逆時針方向B矩形線圈的電阻RrR1C勻強磁場的磁感應強度的大小BD若僅將磁場反向，在左盤添加質量為2m0m的砝碼可使天平重新平衡答案AC解析A項，由于m0m，要使天平平衡，故右端必須受到一個向上的安培力，根據(jù)左手定則可知，線框中的電流方向為逆時針方向，故A項正確B項，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I，解得RR1，故B項錯誤；C項，根據(jù)平衡條件可知mgm0gBIL，其中I，解得B，故C項正確；D項，若僅將磁場反向，在左盤添加質量為2(m0m)的砝碼可使天平重新平衡，故D項錯誤10.(2017·課標全國)(多選)如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反下列說法正確的是()AL1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直BL3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為11DL1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1答案BC解析由題意可知，相互平行的兩條導線通過同向電流，則相互吸引，若通過相反電流，則相互排斥，故三根導線受力分析如下：故A項錯誤，B項正確F12F13F23F21F31F32F3F1F2.故D項錯誤，C項正確11.(2018·海淀區(qū)校級二模)利用如圖所示的實驗裝置可以測量磁感應強度B，用絕緣輕質絲線把底部長為L、電阻為R，質量為m的“”型線框固定在力敏傳感器的掛鉤上，并用輕質導線連接線框與電源，導線的電阻忽略不計當外界拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時，數(shù)字電壓表會有示數(shù)U，且數(shù)字電壓表上的示數(shù)U與所加拉力F成正比，即UKF，式中K為比例系數(shù)當線框接入恒定電壓為E1時，電壓表的示數(shù)為U1；接入恒定電壓為E2時(電流方向不變)，電壓表示數(shù)為U2.則磁感應強度B的大小為()AB BBCB DB答案A解析當通上電流后，對線框受力分析得出FmgBIL，由于數(shù)字電壓表上的讀數(shù)U與所加外力成正比，即UKF，式中K為比例系數(shù)，有UKBILKB(I1I2)L，即U1U2KB()L，整理得：B，故A項正確，B、C、D三項錯誤12(2018·浙江模擬)在城市建設施工中，經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弱、方向的儀器進行以下操作：用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應強度最強的某點，記為a；在a點附近的地面上，找到與a點磁感應強度相同的若干點，將這些點連成直線EF；在地面上過a點垂直于EF的直線上，找到磁場方向與地面夾角為45°的b、c兩點，測得b、c兩點距離為L.由此可確定金屬管線()A平行于EF，深度為 B平行于EF，深度為LC垂直于EF，深度為 D平行于EF，深度為L答案A解析用測量儀在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應強度最強的某點，記為a，說明a點離電流最近；找到與a點磁感應強度相同的若干點，將這些點連成直線EF，故說明這些點均離電流最近，根據(jù)電流應該時是平行MN；畫出左側視圖，如圖所示：b、c間距為L，且磁場方向與地面夾角為45°，故深度為，故A項正確，B、C、D三項錯誤二、非選擇題13.(2018·湖北模擬)如圖所示，afe、bcd為兩條平行的金屬導軌，導軌間距l(xiāng)0.5 med間連入一電源E1 V，ab間放置一根長為l0.5 m的金屬桿與導軌接觸良好，cf水平且abcf為矩形空間中存在一豎直方向的磁場，當調節(jié)斜面abcf的傾角時，發(fā)現(xiàn)當且僅當在30°90°之間時，金屬桿可以在導軌上處于靜止平衡已知金屬桿質量為0.1 kg，電源內阻r及金屬桿的電阻R均為0.5 ，導軌及導線的電阻可忽略，金屬桿和導軌間最大靜摩擦力為彈力的倍重力加速度g10 m/s2，試求磁感應強度B及.解析由磁場方向和平衡可判斷，安培力F方向為水平且背離電源的方向由題意可知當90°時，金屬桿處于臨界下滑狀態(tài)有：f1mgN1Ff1N1當30°時，金屬桿處于臨界上滑狀態(tài)有：N2mgcos30°Fsin30°f2mgsin30°Fcos30°f2N2由解得：Fmg由閉合電路歐姆定律：I1 A由安培力性質：FBIl由得：B2 T方向豎直向下14(2018·江蘇二模)我國航母采用自行研制的電磁彈射器其工作原理可簡化為如圖所示；上下共4根導軌，飛機前輪下有一牽引桿，與飛機前輪連為一體，可收縮并放置在飛機的腹腔內起飛前牽引桿伸出至上下導軌之間，強迫儲能裝置提供瞬發(fā)能量，強大的電流從導軌流經牽引桿，牽引桿在強大的安培力作用下推動飛機運行到高速現(xiàn)有一彈射器彈射某飛機，設飛機質量m2×104 kg，起飛速度為v60 m/s，起飛過程所受到阻力恒為機重的0.2倍，在沒有電磁彈射器的情況下，飛機從靜止開始勻加速起飛，起飛距離為l200 m，在電磁彈射器與飛機的發(fā)動機(設飛機牽引力不變)同時工作的情況下，勻加速起飛距離減為50 m，假設彈射過程強迫儲能裝置的能量全部轉為飛機的動能取g10 m/s2.求：(1)判斷圖中彈射器工作時磁場的方向；(2)計算該彈射器強迫儲能裝置貯存的能量；(3)若假設強迫儲能裝置釋放電能時的平均放電電壓為U1 000 V，飛機牽引桿的寬度d2.5 m，計算強迫儲能裝置放電時的電流以及加速飛機所需的磁感應強度B的大小答案(1)豎直向上(2)2.7×107 J(3)1.63×104 A T解析(1)根據(jù)左手定則可知磁場方向豎直向上(2)沒有電磁彈射器的情況下，由動能定理：(F0kmg)lmv2代入數(shù)據(jù)得：F02.2×105 N.有電磁彈射器的情況下，由：E(F0kmg)smv2解得：E2.7×107 J.(3)飛機的加速度為：a m/s236 m/s2，起飛時間：t1 s s.由UIt1E得：I1.63×104 A.由：F0BIdkmgma1解得：B T.9