《2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專(zhuān)練 專(zhuān)題8.1 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(含解析)》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專(zhuān)練 專(zhuān)題8.1 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(含解析)(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專(zhuān)題8.1 磁場(chǎng)的描述 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用
1.三根平行的長(zhǎng)直導(dǎo)體棒分別過(guò)正三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn),并與該三角形所在平面垂直,各導(dǎo)體棒中均通有大小相等的電流,方向如圖所示.則三角形的中心O處的合磁場(chǎng)方向?yàn)? )
A.平行于A(yíng)B,由A指向B
B.平行于BC,由B指向C
C.平行于CA,由C指向A
D.由O指向C
2.在地球赤道上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),用磁傳感器測(cè)得赤道上P點(diǎn)地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.將一條形磁鐵固定在P點(diǎn)附近的水平面上,讓N極指向正北方向,如圖所示,此時(shí)用磁傳感器測(cè)得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1;現(xiàn)將條形磁鐵以P點(diǎn)為軸旋轉(zhuǎn)90°,使其N(xiāo)極指向正東方向,此時(shí)用磁傳感器
2、測(cè)得P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)為(可認(rèn)為地磁南、北極與地理北、南極重合)( )
A.B1-B0
B.B1+B0
C.
D.
【答案】D 【解析】設(shè)條形磁鐵在P點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B′,當(dāng)N極指向正北方時(shí),B1=B0+B′,解得B′=B1-B0,當(dāng)N極指向正東方時(shí),P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B===,D正確.
15.如圖所示,一條形磁鐵靜止在固定斜面上,上端為N極,下端為S極,其一條磁感線(xiàn)如圖所示,垂直于紙面方向有兩根完全相同的固定導(dǎo)線(xiàn),它們與磁鐵兩端的連線(xiàn)都與斜面垂直且長(zhǎng)度相等(如圖中虛線(xiàn)所示)。開(kāi)始兩根導(dǎo)線(xiàn)未通電流,斜面對(duì)磁鐵的彈力、摩擦力的大小分別為FN、Ff,后來(lái)兩根導(dǎo)線(xiàn)通圖
3、示方向大小相同的電流后,磁鐵仍然靜止,則與未通電時(shí)相比 ( )
A.FN、Ff均變大 B.FN不變,F(xiàn)f變小
C.FN變大,F(xiàn)f不變 D.FN變小,F(xiàn)f不變
答案:D
解析:兩根導(dǎo)線(xiàn)通題圖方向大小相同的電流后,導(dǎo)線(xiàn)受到安培力,由牛頓第三定律,磁鐵受到垂直斜面向上的作用力,斜面對(duì)磁鐵的彈力減小,摩擦力不變,選項(xiàng)D正確。
16.如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu),蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布,線(xiàn)圈中a、b兩條導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)均為l,通以圖示方向的電流I,兩條導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則 ( )
A.該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)
B.線(xiàn)圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直
C.線(xiàn)圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
D.a(chǎn)
4、、b導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小總為BIl
答案:D
17.歐姆最早是用小磁針測(cè)量電流的,他的具體做法是:在地磁場(chǎng)的作用下,小磁針處于水平靜止?fàn)顟B(tài),在其上方平行于小磁針?lè)胖靡婚L(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn),當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通有電流時(shí),小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),通過(guò)小磁針偏轉(zhuǎn)的角度可測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)中的電流。已知長(zhǎng)直通電導(dǎo)線(xiàn)在空間某點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與電流成正比,當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)通電后,小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的俯視圖如圖所示,下面說(shuō)法正確的是 ( )
A.通電后小磁針靜止時(shí)N極所指的方向就是電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向
B.這種方法只能測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)電流的大小,不能確定導(dǎo)線(xiàn)電流的方向
C.導(dǎo)線(xiàn)中電流的大小與小磁針轉(zhuǎn)過(guò)的角度的正切值成正比
D.導(dǎo)線(xiàn)中電流的大
5、小與小磁針轉(zhuǎn)過(guò)的角度的正弦值成正比
答案:C
18.如圖所示,在xOy平面內(nèi)有兩根平行y軸水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn),通有沿y軸正方向大小相等的電流I,兩導(dǎo)線(xiàn)關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),P為x軸上一點(diǎn),O為z軸上一點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
B.P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直
C.P、Q兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行
D.正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動(dòng)不受洛倫茲力作用
答案:AB
解析:根據(jù)安培定則可判斷出兩電流在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向,合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,故A正確;兩電流在P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相反,疊加后合磁場(chǎng)方向沿z軸正方向;兩電流在z軸正方向上各點(diǎn)產(chǎn)生的
6、磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量疊加后,都沿x軸負(fù)方向,P、Q兩點(diǎn)磁場(chǎng)方向垂直,故B正確,C錯(cuò)誤;正電荷從O點(diǎn)沿z軸向上運(yùn)動(dòng),由左手定則判斷其受沿y軸正方向的洛倫茲力作用,故D錯(cuò)誤。
19.如圖所示,質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)用兩絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛于O、O′,并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通以沿x正方向的電流I,且導(dǎo)線(xiàn)保持靜止時(shí),懸線(xiàn)與豎直方向夾角為θ。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為 ( )
A.z正向,tanθ B.y正向,
C.z負(fù)向,tanθ D.沿懸線(xiàn)向上,sinθ
答案:BC
20.如圖所示,有兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b,a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上,b被水平固定在與a在
7、同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x,當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí),a恰能在斜面上保持靜止,則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法正確的是 ( )
A.方向向上
B.大小為
C.要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可使b上移
D.若使b下移,a將不能保持靜止
答案:ACD
解析:由安培定則可知,通電導(dǎo)體棒b周?chē)拇鸥袘?yīng)線(xiàn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?,所以在a點(diǎn)的磁場(chǎng)方向豎直向上,如圖a所示,所以選項(xiàng)A正確;
以導(dǎo)線(xiàn)a為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析如圖(a)所示,故有mg=BIL,解得a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;欲減小
8、b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,可增大兩導(dǎo)線(xiàn)間的距離,將b上移或下移都可以,當(dāng)b上移時(shí),a受到的安培力方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)能保持a受力平衡,所以選項(xiàng)C正確;若b下移,導(dǎo)體棒受力不平衡,故選項(xiàng)D正確。
21.如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì);導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=1kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好;電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω;外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成夾角α=53°;ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),線(xiàn)對(duì)ab的拉力為水平方向,重力加速度g=10m/s2,ab處于靜
9、止?fàn)顟B(tài)。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)通過(guò)ab的電流大小和方向;
(2)ab受到的安培力大??;
(3)重物重力G的取值范圍。
答案:(1)2A a到b (2)5N (3)0.5N≤G≤7.5N
22.如圖所示,固定的兩光滑導(dǎo)體圓環(huán)半徑為0.5m,相距1m。在兩圓環(huán)上放一導(dǎo)體棒,圓環(huán)上接有電源,電源的電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)電阻不計(jì)。導(dǎo)體棒質(zhì)量為60g,電阻為1.5Ω。勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上,且B=0.4T。開(kāi)關(guān)S閉合后,棒從圓環(huán)底端上滑至某一位置后靜止,求:
(1)靜止后每個(gè)環(huán)對(duì)棒的支持力。(g取10m/s2)
(2)此棒靜止后的位置與環(huán)底的高度差。
10、
答案:(1)0.5N (2)0.2m
解析:(1)導(dǎo)體棒靜止時(shí),以棒為研究對(duì)象受力分析,從右向左看,取縱截面如圖所示,設(shè)每個(gè)環(huán)對(duì)棒的支持力為FNN,兩環(huán)對(duì)棒的支持力為2FN,棒受重力mg、受安培力F的共同作用而平衡,則三力的合力為零,如圖所示。由安培力公式得F=BIL==N=0.8N,重力mg=0.6N,由勾股定理可知,2FN=1.0N,則FN=0.5N
(2)設(shè)環(huán)對(duì)棒的作用力FN與水平方向的夾角為θ,棒靜止后的位置與環(huán)底高度差為h。則tanθ===,h=r(1-sinθ)=0.5×(1-)m=0.2m。
23.如圖所示為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為m的均質(zhì)細(xì)金屬棒MN的中點(diǎn)處通過(guò)
11、一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣彈簧相連,絕緣彈簧勁度系數(shù)為k,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標(biāo)尺上的讀數(shù),MN的長(zhǎng)度大于。當(dāng)MN中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí),MN與矩形區(qū)域的cd邊重合;當(dāng)MN中有電流通過(guò)時(shí),指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。
(1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí),彈簧伸長(zhǎng)為多少?(重力加速度為g)
(2)若要電流表正常工作,MN的哪一端應(yīng)與電源正極相接?
(3)若k=2.0N/m,=0.20m,=0.050m,B=0.20T,此電流表的量程是多少?(不計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用)
(4)若要將量程擴(kuò)大2倍,磁感
12、應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)槎啻螅?
答案:(1) (2)M端 (3)2.5A (4)0.10T
(4)設(shè)量程擴(kuò)大后,磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽′,則有
2B′Im+mg=k(+Δx),③
由①③式得:B′=
代入數(shù)據(jù)得:B′=0.10T。
24.如圖所示,電阻不計(jì)的“∠”型足夠長(zhǎng)且平行的導(dǎo)軌,間距L=1 m,導(dǎo)軌傾斜部分的傾角θ=53°,并與定值電阻R相連.整個(gè)空間存在著B(niǎo)=5 T、方向垂直傾斜導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬棒ab、cd的阻值Rab=Rcd=R,cd棒質(zhì)量m=1 kg.ab棒光滑,cd與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.g取10 m/s2,sin 53°=0.8,
13、cos 53°=0.6,求:
(1)ab棒由靜止釋放,當(dāng)滑至某一位置時(shí),cd棒恰好開(kāi)始滑動(dòng).求這一時(shí)刻ab棒中的電流;
(2)若ab棒無(wú)論從多高的位置釋放,cd棒都不動(dòng),分析ab棒質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件;
(3)若cd棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ≠0.3,ab棒無(wú)論質(zhì)量多大、從多高位置釋放,cd棒始終不動(dòng).求cd棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)滿(mǎn)足的條件.
【解析】 (1)cd棒剛要開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),其受力分析如圖所示.
由平衡條件得BIcdLcos 53°-f=0
FN-mg-BIcdLsin 53°=0
又因?yàn)閒=μFN
聯(lián)立以上三式,得Icd=1.67 A
所以Iab=2Icd=3.34 A.
(3)ab棒下滑時(shí),cd棒始終靜止,有
FA′cos 53°≤μ(mg+FA′sin 53°)
【答案】(1)3.34 A (2)mab≤2.08 kg (3)μ≥0.75
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