江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習課后練習25磁場的描述磁吃電流的作用含解析江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習課后練習25磁場的描述磁吃電流的作用含解析PAGE14-江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習課后練習25磁場的描述磁吃電流的作用含解析磁場的描述磁場對電流的作用建議用時：45分鐘1．磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(）A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba＞BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等,Ba＜BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大D．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小A[磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強度的大小，由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出Ba>Bb，所以A正確，B錯誤；安培力的大小跟該處的磁感應(yīng)強度的大小B、電流大小I、導(dǎo)線長度L和導(dǎo)線放置的方向與磁感應(yīng)強度的方向的夾角有關(guān)，故C、D錯誤。］2．(2019·江蘇公道中學期末)中國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒,則能指南，然常微偏東，不全南也。”進一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖所示。結(jié)合上述材料，下列說法正確的是()A．地理南、北極與地磁場的南、北極完全重合B．地球內(nèi)部不存在磁場，地磁南極在地理北極附近C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用D［地磁場的北極在地理南極附近，地磁場的南極在地理北極附近，且地球內(nèi)部也存在磁場，由地磁場的南極指向地磁場的北極，故A、B錯誤；只有赤道表面，地磁場方向與地面平行,即C項錯誤，赤道表面處的地磁場與表面平行，射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子受到磁場力,即D項正確。]3．（2019·菏澤一模)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(yīng)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eq\f（\r(3）F，3BR），電流方向沿順時針方向B．電流大小為eq\f(\r(3)F,3BR），電流方向沿逆時針方向C．電流大小為eq\f（\r（3)F,BR),電流方向沿順時針方向D．電流大小為eq\f（\r（3)F,BR），電流方向沿逆時針方向A[要使懸線拉力為零，則圓環(huán)通電后受到的安培力方向豎直向上,根據(jù)左手定則可以判斷,電流方向應(yīng)沿順時針方向,根據(jù)力的平衡有F＝F安，而F安＝BI·eq\r(3）R，求得I＝eq\f（\r(3）F,3BR),A項正確。]4．(2019·北京高考模擬)在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，緊貼邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，并把它們與電池的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導(dǎo)電液體，例如鹽水。如果把玻璃皿放在磁場中，如圖所示,通過所學的知識可知,當接通電源后從上向下看()A．液體將順時針旋轉(zhuǎn)B．液體將逆時針旋轉(zhuǎn)C．若僅調(diào)換N、S極位置，液體旋轉(zhuǎn)方向不變D．若僅調(diào)換電源正、負極位置，液體旋轉(zhuǎn)方向不變B[根據(jù)電勢的高低可知電流由邊緣流向中心,器皿所在處的磁場豎直向上，由左手定則可知，導(dǎo)電液體受到的磁場力沿逆時針方向，因此液體沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),故A錯誤，B正確；僅僅調(diào)換N、S極位置或僅僅調(diào)換電源的正、負極位置，安培力方向肯定改變，故C、D均錯誤。］5．如圖所示，重力為G的水平銅棒AC用絕緣絲線懸掛,靜止在水平螺線管的正上方,銅棒中通入從A到C方向的恒定電流，螺線管與干電池、開關(guān)S串聯(lián)成一個回路。當開關(guān)S閉合后一小段時間內(nèi)，下列判斷正確的(）A．絲線的拉力大小為GB．絲線的拉力小于GC．從上向下看，銅棒沿逆時針方向轉(zhuǎn)動D．從上向下看,銅棒沿順時針方向轉(zhuǎn)動C[開關(guān)S閉合后，畫出一條與AC相交的磁感線，設(shè)兩交點處磁感應(yīng)強度分別為B和B′，根據(jù)安培定則判斷，磁感線方向如圖所示,分別將B和B′沿水平方向與豎直方向分解，根據(jù)左手定則判斷知A端受到垂直紙面向外的安培力,C端受到垂直紙面向內(nèi)的安培力,S閉合后的一小段時間內(nèi)，從上向下看，銅棒沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，C正確,D錯誤；開關(guān)S閉合，銅棒轉(zhuǎn)動后，將受到豎直向下的分安培力，絲線的拉力大于G,故A、B錯誤。]6．（2020·常德市期末檢測)在絕緣圓柱體上a、b兩個位置固定有兩個金屬圓環(huán)，當兩環(huán)通有如圖所示電流時,b處金屬圓環(huán)受到的安培力為F1；若將b處金屬圓環(huán)移動到位置c，則通有電流為I2的金屬圓環(huán)受到的安培力為F2。今保持b處金屬圓環(huán)原來位置不變，在位置c再放置一個同樣的金屬圓環(huán),并通有與a處金屬圓環(huán)同向、大小為I2的電流，則在a位置的金屬圓環(huán)受到的安培力（)A．大小為|F1－F2｜,方向向左B．大小為|F1－F2｜,方向向右C．大小為｜F1＋F2｜,方向向左D．大小為｜F1＋F2｜，方向向右A[c金屬圓環(huán)對a金屬圓環(huán)的作用力大小為F2，根據(jù)同方向的電流相互吸引，可知方向向右,b金屬圓環(huán)對a金屬圓環(huán)的作用力大小為F1,根據(jù)反方向的電流相互排斥，可知方向向左，所以a金屬圓環(huán)所受的安培力大?。麱1－F2|，由于a、b間的距離小于a、c間距離，所以兩合力的方向向左。]7．如圖所示,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣斜面上,導(dǎo)軌間距為L，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端與水平直導(dǎo)體棒ab相連,彈簧與導(dǎo)軌平面平行并與ab垂直，直導(dǎo)體棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌上，空間存在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場.閉合開關(guān)S后導(dǎo)體棒中的電流為I，導(dǎo)體棒平衡時，彈簧伸長量為x1；調(diào)換圖中電源極性,使導(dǎo)體棒中電流反向,導(dǎo)體棒中電流仍為I，導(dǎo)體棒平衡時彈簧伸長量為x2。忽略回路中電流產(chǎn)生的磁場，則勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小為()A．eq\f（k,IL）（x1＋x2)B．eq\f（k,IL）（x2－x1）C．eq\f(k，2IL)(x2＋x1）D．eq\f(k,2IL)（x2－x1)D[由平衡條件可得mgsinα＝kx1＋BIL；調(diào)換圖中電源極性使導(dǎo)體棒中電流反向,由平衡條件可得mgsinα＋BIL＝kx2，聯(lián)立解得B＝eq\f(k,2IL)(x2－x1).選項D正確。］8．（2019·湖北部分重點中學模擬)已知直線電流在其空間某點產(chǎn)生的磁場，其磁感應(yīng)強度B的大小與電流強度成正比，與點到通電導(dǎo)線的距離成反比?，F(xiàn)有平行放置的三根長直通電導(dǎo)線,分別通過一個直角三角形ABC的三個頂點且與三角形所在平面垂直，如圖所示，∠ACB＝60°，O為斜邊的中點。已知I1＝2I2＝2I3,I2在O點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為B,則關(guān)于O點的磁感應(yīng)強度，下列說法正確的是()A．大小為2B，方向垂直AB向左B．大小為2eq\r（3）B，方向垂直AB向左C．大小為2B，方向垂直AB向右D．大小為2eq\r(3)B，方向垂直AB向右B［導(dǎo)線周圍的磁場的磁感線，是圍繞導(dǎo)線形成的同心圓，空間某點的磁場沿該點的切線方向，即與該點和導(dǎo)線的連線垂直，根據(jù)右手螺旋定則，可知三根導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強度的方向如圖所示。已知直線電流在其空間某點產(chǎn)生的磁場，其磁感應(yīng)強度B的大小與電流強度成正比，與點到通電導(dǎo)線的距離成反比，已知I1＝2I2＝2I3，I2在O點產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強度大小為B,O點到三根導(dǎo)線的距離相等，可知B3＝B2＝B,B1＝2B，由幾何關(guān)系可知三根導(dǎo)線在平行于AB方向的合磁場為零，垂直于AB方向的合磁場為2eq\r(3)B.綜上可得,O點的磁感應(yīng)強度大小為2eq\r(3）B，方向垂直于AB向左.故B正確,A、C、D錯誤。］9．根據(jù)磁場對電流會產(chǎn)生作用力的原理,人們研制出一種新型的炮彈發(fā)射裝置-—電磁炮，它的基本原理如圖所示，下列結(jié)論中不正確的是（）A．要使炮彈沿導(dǎo)軌向右發(fā)射，必須通以自M向N的電流B．要想提高炮彈的發(fā)射速度，可適當增大電流C．要想提高炮彈的發(fā)射速度,可適當增大磁感應(yīng)強度D．使電流和磁感應(yīng)強度的方向同時反向，炮彈的發(fā)射方向亦將隨之反向D[要使炮彈沿導(dǎo)軌向右發(fā)射，即受安培力向右，根據(jù)左手定則可知，必須通以自M向N的電流，故A正確；要想提高炮彈的發(fā)射速度，即增大安培力的大小，根據(jù)F＝BIL，所以可適當增大電流或磁感應(yīng)強度，故B、C正確；若使電流和磁感應(yīng)強度的方向同時反向,則安培力方向不變，所以炮彈的發(fā)射方向不變,故D錯誤。］10．如圖所示，在通電螺線管中央的正上方用輕質(zhì)細線懸掛長為l的一小段通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通入垂直于紙面向里的電流I，力傳感器用來測量細線的拉力大小,導(dǎo)線下方的螺線管與一未知極性的直流電源連接。開關(guān)斷開時,力傳感器的示數(shù)恰好等于通電直導(dǎo)線的重力G，現(xiàn)閉合開關(guān)，則下列說法正確的是()A．通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場方向可能豎直向下B．通電直導(dǎo)線可能受到垂直紙面向里的安培力作用C．若力傳感器的示數(shù)變大，則電源的右端一定為正極D．若力傳感器的示數(shù)變?yōu)橥娭睂?dǎo)線重力的一半，則通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度大小一定為eq\f(G,2Il）D[閉合開關(guān)后，通電螺線管在周圍產(chǎn)生磁場，通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場方向水平，選項A錯誤；由于通電螺線管在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場方向水平，故安培力方向一定豎直向上或豎直向下,選項B錯誤；若力傳感器的示數(shù)變大,說明通電直導(dǎo)線受到豎直向下的安培力作用，由左手定則可知，此處磁場方向水平向右，由安培定則可知，電源的左端為正極，選項C錯誤；若力傳感器的示數(shù)變?yōu)閷?dǎo)線重力的一半，說明導(dǎo)線受到的安培力方向豎直向上,且大小等于導(dǎo)線重力的一半，則有BIl＝eq\f（1,2）G，可得B＝eq\f(G,2Il），選項D正確。]11．質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ。有電流時，ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示。圖中的四個側(cè)視圖中，標出了四種可能的勻強磁場方向，其中導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為零的圖是（)ABCDB［導(dǎo)體棒受重力、沿斜面向下的安培力和斜面的支持力,若不受摩擦力，導(dǎo)體棒不可能平衡,故A錯誤；導(dǎo)體棒受重力，豎直向上的安培力,若重力與安培力相等，則二力平衡，不受摩擦力，故B正確；導(dǎo)體棒受重力，豎直向下的安培力和斜面的支持力，若不受摩擦力，導(dǎo)體棒不可能平衡，故C錯誤；導(dǎo)體棒受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力，若不受摩擦力，導(dǎo)體棒不可能平衡,故D錯誤。］12．光滑平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端通過開關(guān)S與內(nèi)阻不計、電動勢為E的電源相連,右端與半徑為L＝20cm的兩段光滑圓弧導(dǎo)軌相接，一根質(zhì)量m＝60g、電阻R＝1Ω、長為L的導(dǎo)體棒ab，用長也為L的絕緣細線懸掛，如圖所示，系統(tǒng)空間有豎直方向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B＝0。5T，當閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿圓弧擺動，擺到最大高度時，細線與豎直方向成θ＝53°角，擺動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且細線處于張緊狀態(tài),導(dǎo)軌電阻不計，sin53°＝0。8,g取10m/s2則(）A．磁場方向一定豎直向上B．電源電動勢E＝3.0VC．導(dǎo)體棒在擺動過程中所受安培力F＝3ND．導(dǎo)體棒在擺動過程中電源提供的電能為0.048JB[導(dǎo)體棒向右沿圓弧擺動，說明受到向右的安培力，由左手定則知該磁場方向一定豎直向下，A項錯誤;導(dǎo)體棒擺動過程中只有安培力和重力做功,由動能定理知BIL·Lsinθ－mgL（1－cosθ)＝0,代入數(shù)值得導(dǎo)體棒中的電流為I＝3A,由E＝IR得電源電動勢E＝3.0V，B項正確；由F＝BIL得導(dǎo)體棒在擺動過程中所受安培力F＝0。3N，C項錯誤；由能量守恒定律知電源提供的電能W等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q和導(dǎo)體棒重力勢能的增加量ΔE的和，即W＝Q＋ΔE，而ΔE＝mgL(1－cosθ）＝0.048J，D項錯誤。]13．水平面上有電阻不計的U形導(dǎo)軌NMPQ,導(dǎo)軌的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源（不計內(nèi)阻）.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab,并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,方向與水平面夾角為θ，指向右斜上方且與金屬棒ab垂直，如圖所示，問:(1）當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？（2）若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少?此時B的方向如何?［解析](1）