高考物理一轮复习高效演练创新题9.1《磁场及其对电流的作用》(含答案详解)

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高效演练·创新预测
1.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是
( )
【解析】选A。因为磁场相同,导体中电流大小一样,根据F=BIL知,导体的有效长度越大,磁场变化时产生的安培力变化越大,导致天平失去平衡,图中A对应的有效长度最大。
【加固训练】
如图所示,长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,棒处于静止状态。则( )
A.导体棒中的电流方向从b流向a
B.导体棒中的电流大小为
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变大
D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大
【解析】选B。由左手定则可知,导体棒中的电流方向从a流向b,A错误;由
BIL=kx可得导体棒中的电流大小为I=,B正确;若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,或缓慢逆时针转过一小角度,导体棒沿水平方向所受安培力变小,故x都变小,C、D错误。
2.如图所示,O为圆心,和是半径分别为ON、OM的同心圆弧,在O处垂直纸面有一载直流导线,电流方向垂直纸面向外,用一根导线围成如图KLMN所示的回路,当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出),此时回路 ( )
A.将向左平动
B.将向右平动
C.将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动
D.KL边将垂直纸面向外运动,MN边垂直纸面向里运动
【解析】选D。因为通电直导线的磁感线是以O为圆心的一组同心圆,磁感线与电流一直平行,所以KN边、LM边均不受力。根据左手定则可得,KL边受力垂直纸面向外,MN边受力垂直纸面向里,故D正确。
3.(新题预测)一段长0.2 m,通有2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是 ( )
A.如果B=4 T,F一定是2 N
B.如果F=0,B也一定为零
C.如果B=4 T,F有可能是1 N
D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行
【解析】选C。当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,04.(新题预测)在匀强磁场中有一用粗细均匀、相同材料制成的导体框abc,b为半圆弧的顶点。磁场方向垂直于导体框平面向里,在ac两端接一直流电源,如图所示,则 ( )
A.导体框abc所受安培力的合力为零
B.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上
C.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下
D.导体框abc的圆弧段所受安培力为零
【解题指导】解答本题应注意以下两点:
(1)计算弯曲导线在匀强磁场中所受安培力的大小时,有效长度L等于曲线两端点的直线长度。
(2)串、并联电路中,两条导线电阻不同。
【解析】选B。由左手定则可知,导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上,故选B。