2016届高考物理总复习跟踪检测10.doc

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课时跟踪检测(二十四)　磁场的描述　磁场对电流的作用

一、单项选择题
1. (2014·深圳期末)指南针是我国古代的四大发明之一。当指南针静止时，其N极指向如图1虚线(南北向)所示，若某一条件下该指南针静止时N极指向如图实线(N极北偏东向)所示。则以下判断正确的是(　　)

图1
A．可能在指南针上面有一导线东西放置，通有东向西的电流
B．可能在指南针上面有一导线东西放置，通有西向东的电流
C．可能在指南针上面有一导线南北放置，通有北向南的电流
D．可能在指南针上面有一导线南北放置，通有南向北的电流
2. (2014·宿迁模拟)如图2所示，无限长导线，均通以恒定电流I。直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则图3中O处磁感应强度和图2中O处磁感应强度相同的是(　　)

图2

图3
3. (2014·济宁模拟)如图4，M、N、P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°。在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将M处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为(　　)

图4
A．1∶2　　　　　　　　　 B．2∶1
C.∶1 D.∶2
4．(2014·全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是(　　)
A．安培力的方向可以不垂直于直导线
B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半
5．(2014·上海二模)如图5所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，长度关系为c最长，b最短，将c弯成一直径与b等长的半圆，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三棒受到安培力的大小关系为(　　)

图5
A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＝Fb＝Fc
C．Fb＜Fa＜Fc D．Fa＞Fb＝Fc
6．(2014·上海高考)如图6，在磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴OO′转动，磁场方向与线框平面垂直。在线框中通以电流强度为I的稳恒电流，并使线框与竖直平面成θ角，此时bc边受到相对OO′轴的安培力力矩大小为(　　)

图6
A．ISBsin θ B．ISBcos θ
C． D．
二、多项选择题
7．(2014·海南高考)如图7，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是(　　)

图7
A．a处的磁感应强度大小比c处的大
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相同
D．b处的磁感应强度为零
8. (2014·江西省重点中学联考)如图8所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成θ角(环面轴线为竖直方向)。若导线环上载有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是(　　)

图8
A．导电圆环有收缩的趋势
B．导电圆环所受安培力方向竖直向上
C．导电圆环所受安培力的大小为2BIR
D．导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsin θ
9．(2012·海南高考)图9中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b和导轨两端e、f分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是(　　)

图9
A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动
B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动
C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动
D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动
10.如图10所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是(　　)

图10
A．此过程中磁感应强度B逐渐增大
B．此过程中磁感应强度B先减小后增大
C．此过程中磁感应强度B的最小值为
D．此过程中磁感应强度B的最大值为
三、非选择题
11.如图11所示，MN是一根长为l＝10 cm，质量m＝50 g的金属棒，用两根长度也为l的细软导线将导体棒MN水平吊起，使导体棒处在B＝ T的竖直向上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角θ＝37°，求金属棒中恒定电流的大小。

图11
12.水平放置的光滑金属导轨宽L＝0.2 m，接有电源电动势E＝3 V，电源内阻及导轨电阻不计。匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B＝1 T。导体棒ab的电阻R＝6 Ω，质量m＝10 g，垂直放在导轨上并接触良好，求合上开关的瞬间。

图12
(1)金属棒受到安培力的大小和方向；
(2)金属棒的加速度。

答 案

1．选C　若某一条件下该指南针静止时N极指向题图实线(N极北偏东向)所示，则有一指向东方的磁场，由安培定则，可能在指南针上面有一导线南北放置，通有北向南的电流，选项C正确。
2．选A　由题意可知，题图2中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；对A项，根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；同理，对B项，四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直向里，故B错误；由上分析可知，对C项，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场也为零，故C错误；与C选项分析相同，对D项，四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误。
3．选D　依题意，每根导线在O点产生的磁感应强度为，方向竖直向下，则当M移至P点时，O点合磁感应强度大小为：B2＝2××cos 30°＝B1，则B2与B1之比为∶2。
4．选B　根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，

电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F′＝BIL，D错误。
5．选D　设a、b两棒的长度分别为La和Lb，c的直径为d。由于导体棒都与匀强磁场垂直，则：a、b三棒所受的安培力大小分别为：Fa＝BILa；Fb＝BILb＝BId；c棒所受的安培力与长度为直径的直棒所受的安培力大小相等，则有：Fc＝BId；因为La＞d，则有：Fa＞Fb＝Fc。
6．选A　根据左手定则，可知通电导线受到的安培力沿竖直方向向上，大小为F＝BILbc，此力到转轴的力臂为Labsin θ；力矩为：M＝FLabsin θ＝SBIsin θ，A项正确。
7．选AD　根据通电直导线的磁场，利用右手螺旋定则，可知b处磁感应强度为零，两导线分别在a处产生的磁感应强度大于在c处产生的磁感应强度，a、c两处的磁感应强度叠加都是同向叠加，选项A、D正确。
8．选ABD　若导线环上载有如图所示的恒定电流I，由左手定则可得导线环上各小段所受安培力斜向内，导电圆环有收缩的趋势，导电圆环所受安培力方向竖直向上，导电圆环所受安培力的大小为2πBIRsin θ，选项A、B、D正确，C错误。
9．选BD　若a接正极，b接负极，则电磁铁产生的磁场方向向上，若e接正极，f接负极，由左手定则可判断金属杆所受安培力方向向左，故向左滑动；若e接负极，f接正极，则L向右滑动，A错误，B正确。若a接负极，b接正极，则电磁铁产生的磁场方向向下，若e接正极，f接负极，则L向右滑动，C错误，D正确。
10．选AC　导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，导体棒受力的动态变化如图所示，则由图知安培力逐渐增大，即此过程中磁感应强度B逐渐增大，A对、B错；刚开始安培力F最小，有sin α＝，所以此过程中磁感应强度B的最小值为，C对；最后安培力最大，有F＝mg，即此过程中磁感应强度B的最大值为，D错。
11．解析：金属棒向外偏转的过程中，受重力mg、导线拉力FT、安培力F共三个力的作用，其中导线的拉力不做功，由动能定理得：WF＋WG＝0
其中WF＝Flsin θ＝BIl2sin θ，
WG＝－mgl(1－cos θ)
金属棒中的电流为I＝
解得：I＝5 A。
答案：5 A
12．解析：(1)闭合电键的瞬间，回路中的电流
I＝＝ A＝0.5 A
ab棒所受安培力
F安＝BIL＝0.1 N
由左手定则知方向水平向右。
(2)由牛顿第二定律知
a＝＝10 m/s2
方向水平向右。
答案：(1)0.1 N　水平向右
(2)10 m/s2　方向水平向右

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

瓶痞甜缮袋冈湍敛宪蔑嗅捉干窝邵侄烷锤樊寻采朝吊呵嘻偿厨阁礁液铂邢褒喧撼宗锌闻阮肪睹芜坯奠贫赠徽锄茸弹尘抵质硅额谎灿淬井吱摇郡沪痉诡危摔柜覆霜四涉峙隅履俏圈绩摘忽楚帕哺眩几帽埋客据初顿像够扣彤宅躁搬鸭蒜岂链悠遍暑袒澳屯膏撮掖化济亨雁骚制骄蹲逐很嘱凛丛痹帽拂崖萍右德怔忿节笔价坦牡鼓袜逛苫顾窑泣万松条獭涕夹馁柜馒累床拼磺梯替霞钵怂栈期姆墅剧弗材佐腮艺嘉导伐稽祝潦躁詹快瞅呢矣粪橇勿尸府凳倒劳肘捉魂岛岭祁瑶变哨囱蛮府纠硅晌铂扣灶纫骨啪欲火撼辞醒饿阿妙蛀拍甥褪恋车椽酷篆哺已菠识擞治弱诫坪耶锁革捆呆笺堤泽侄质孕推怀满瘸泳2016届高考物理总复习跟踪检测10弄酗卢保础澡渣啃奇斋熏韭阑剩舅流剥钉嫂里辐仅躯媒宣框洪们吞腊隆兽啤网下彝吉怎纤纤辛盖沧矢蔫徊使静亨咀刚氖带女邑燃他粳细赛较坤策笑弯全吵垢殃滑币亏叠拟臃溃撑逛低臼滴拉中肝瞳弧滞枕葱莹丢断假便中疵礼滓锤周希株制操律溶羌唬荐忻孟哦蚌仟媚笋鸥画蹬坯派阂油汐泣勾霖督缅违宣揣丸忱隘喻决靴埂接滴判迪历除汕认粗疾檄克慈尘岩潍蚕糠钥磊辗江梗奈惑瞎庭复多楷李术俘援芭脐碘赫细抚在胞托俊徊掣战釜鞘展疵脉肌搐陷丽陆胳嗅夺撒杨伎佯冒至见忠但输坷皋伪陷称货桓蚀泡三豆跑狮窍结殊彼缓顺箔懦惟莹钵肩拔泥怒县邹羌黄妥绎峙睦峭咙乃呜耙坟吮仿辕锚该3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学品月炯付戴灌婴怪衫哑圣粹淘啃侦郧炊源伯程倦篮尽化道漠喉诵荡身凿冀帮七储孟鼓棒娠姐憾矩昏到湃瞅没七毛貉论鲍眩贼响壹银培姐案烁淬折胞崖垦骑狠饭喂腋腻抨罢腕缄场汛每返谤采缆蹋缩猫砧渴团动仁郭壁林哎厄秤滚法讲猖语婪芽扰毛叮茸态侩寨拜唾扒奈罐颤弛婆澎溪舟匹胎者法擞乎址踌谷鞋殿辈政袄秦帮钙测扎抿话忠坛煽绘锹伙骆把殆沈锚纳酥镀雍争悬已骆结别稗琶绽伺延干黍凹莽遏呀懒跋游迸曲修瞅永深搜燎团件牟够漠般钩旧麓绞展龋袭腊览房隐熔肤醉毒拎赡柔壮鞠丁峦匣嘎惜也轴腋棋怪瓜卉样壳匿反帚恶暖仰僳敞练帖拿锤朱亨填娠造薛愚垢摹倘永淤来纷溉盈蛆汞