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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第26講 磁場的描述 磁場對電流的作用(含解析)
1.xx·深圳模擬如圖K26-1所示,通電導(dǎo)線MN在紙面內(nèi)從a位置繞其一端M轉(zhuǎn)至b位置時(shí),通電導(dǎo)線所受安培力的大小變化情況是( )
圖K26-1
A.變小 B.不變
C.變大 D.不能確定
2.如圖K26-2所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈.在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針,小磁針與線圈在同一平面內(nèi),則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)( )
圖K26-2
A.小磁針N極向里轉(zhuǎn)
B.小磁針N極向外轉(zhuǎn)
C.小磁針在紙面內(nèi)向左擺動
2、
D.小磁針在紙面內(nèi)向右擺動
3.xx·福州八中質(zhì)檢在赤道上某處有一支避雷針.當(dāng)帶有負(fù)電的烏云經(jīng)過避雷針上方時(shí),避雷針開始放電形成瞬間電流,則地磁場對避雷針的作用力的方向?yàn)? )
A.正東 B.正西
C.正南 D.正北
4.xx·揚(yáng)州中學(xué)質(zhì)檢一段長0.2 m,通過2.5 A電流的直導(dǎo)線,關(guān)于它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中所受安培力F的情況,正確的是( )
A.如果B=2 T,F(xiàn)一定是1 N
B.如果F=0,B也一定為零
C.如果B=4 T,F(xiàn)有可能是1 N
D.如果F有最大值時(shí),通電導(dǎo)線一定與磁場方向平行
5. xx·廣州模擬(雙選)如圖K26-3所示,將
3、一個(gè)光滑斜面置于勻強(qiáng)磁場中.通電直導(dǎo)體棒置于斜面上.電流方向垂直紙面向里.以下四個(gè)圖中,有可能使導(dǎo)體棒在斜面上保持靜止的是( )
A B C D
圖K26-3
6.xx·溫州八校聯(lián)考(雙選)如圖K23-4所示,金屬棒ab質(zhì)量為m,用兩根相同輕彈簧吊放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中.彈簧的勁度系數(shù)為k.金屬棒ab中通有穩(wěn)恒電流,并處于平衡狀態(tài),此時(shí)彈簧的彈力恰好為零.若電流大小不變而方向相反,則( )
圖K26-4
A.每根彈簧彈力的大小為mg
B.每根彈簧彈力的大小為2mg
C.彈簧形變量為
D.彈簧形變量為
7.xx·黃岡
4、期末(雙選)如圖K26-5所示,在光滑水平面上用輕質(zhì)彈簧將擋板和條形磁鐵連接起來,此時(shí)磁鐵對水平面的壓力為N1,現(xiàn)在磁鐵左上方位置固定一導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒中通以垂直紙面向里的電流后,磁鐵對水平面的壓力為N2,則以下說法正確的是( )
圖K26-5
A.彈簧長度將變長 B.彈簧長度將變短
C.N1>N2 D.N1<N2
8.xx·衡水中學(xué)調(diào)研如圖K26-6所示,平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1 T.位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線,長L=1 m,通有I=1 A的恒定電流.當(dāng)導(dǎo)線與B1成60°夾角時(shí),發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零,則該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2不可能是
5、( )
圖K26-6
A. T B. T C.1 T D. T
9.電磁炮的基本原理如圖K26-6所示,把待發(fā)射的炮彈(導(dǎo)體)放置在勻強(qiáng)磁場中的兩條平行導(dǎo)軌(導(dǎo)軌與水平方向成α角)上,磁場方向和導(dǎo)軌平面垂直.若給導(dǎo)軌通入很大的電流I,使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場的作用下沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動,以某一速度發(fā)射出去.已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩條導(dǎo)軌間的距離為L,磁場中導(dǎo)軌的長度為s,炮彈的質(zhì)量為m,炮彈和導(dǎo)軌間摩擦力不計(jì).試問:在導(dǎo)軌與水平方向夾角一定時(shí),要想提高炮彈發(fā)射時(shí)的速度v0,從設(shè)計(jì)角度看可以怎么辦?
圖K26-7
6、
10.xx·海淀期末如圖K26-8甲所示,在水平地面上固定一對與水平面傾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道,軌道間的距離為l,兩軌道底端的連線與軌道垂直,頂端接有電源.將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上,且與兩軌道垂直.已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)阻均不能忽略,通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I,方向由a到b,圖乙為圖甲沿a→b方向觀察的平面圖.若重力加速度為g,在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場,使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止.
(1)請?jiān)趫D乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖;
(2)求出磁場對導(dǎo)體棒的安培力的大??;
(3)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道
7、上保持靜止的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值及此時(shí)的方向.
圖K26-8
課時(shí)作業(yè)(二十六)
1.B [解析] 轉(zhuǎn)動過程中導(dǎo)線一直與磁場方向垂直,安培力的大小不變,只是方向發(fā)生了變化,B正確.
2.A [解析] 根據(jù)安培定則,線圈中電流產(chǎn)生的磁場磁感線方向垂直于紙面由外向里,而N極受力方向和磁感線方向相同,故A正確.
3.B [解析] 避雷針上產(chǎn)生的瞬間電流方向豎直向上,地磁場的方向從南指向北,根據(jù)左手定則,地磁場對避雷針的作用力的方向?yàn)檎?,答案為B.
4.C [解析] 當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí),安培力最大,為Fmax=BIl,當(dāng)通電直導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí),安培力最
8、小,為Fmin=0,其他情況下0<F<BIl,據(jù)此可知,只有選項(xiàng)C正確.
5.AB [解析] 根據(jù)左手定則可判斷各圖中安培力的方向,各圖中導(dǎo)體棒受力分析如圖所示,所以合力可能為零的是A、B,選項(xiàng)A、B正確.
A B C D
6.AC [解析] 電流方向改變前,對金屬棒,由平衡條件得,金屬棒受到的安培力豎直向上,且F1=mg;電流方向改變后,棒受到的安培力豎直向下,且F2=mg,對棒由平衡條件得,每根彈簧彈力的大小等于mg,形變量為,A、C正確,B、D錯(cuò)誤.
7.BC [解析] 畫出導(dǎo)體棒所在處的磁感線,用左手定則可判斷出條形磁鐵對導(dǎo)體棒的安培
9、力斜向右下,由牛頓第三定律可知,導(dǎo)體棒對條形磁鐵的安培力斜向左上,根據(jù)磁鐵在水平方向上的平衡條件可知,彈簧對磁鐵施加的彈力水平向右,彈簧被壓縮,所以彈簧長度將變短,再根據(jù)豎直方向上的平衡條件可知,水平面對磁鐵的支持力變小,N1>N2,選項(xiàng)B、C正確.
8.A [解析] 當(dāng)導(dǎo)線與B1成60°夾角時(shí),發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零,說明該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場,并且B2與B1合成后沿導(dǎo)線方向,根據(jù)矢量合成的三角形定則,可知B2≥B1sin60°= T,所以B2不可能的值為T,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、C、D正確.
9.增大B、I、L、s都可以提高炮彈的發(fā)射速度
[解析] 當(dāng)通入電流I時(shí),炮彈受到的磁場
10、力F=BIL
發(fā)射過程中磁場力做功WB=Fs
發(fā)射過程中重力做功WG=-mgssinα
由動能定理得:WB+WG=mv
聯(lián)立解得v0=
從上式可以看出,當(dāng)炮彈質(zhì)量和導(dǎo)軌傾角α一定時(shí),從理論上講,增大B、I、L、s都可以提高炮彈的發(fā)射速度.
10.(1)如圖所示 (2)mgtanα (3)略
[解析] 受力分析如圖所示.由平衡條件,磁場對導(dǎo)體棒的安培力F=mgtanα.
當(dāng)安培力方向平行軌道斜向上時(shí),安培力最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度最?。善胶鈼l件,最小安培力Fmin=mgsinα,即BminIL=mgsinα,則最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmin=,由左手定則,則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌向上.