2024版新教材高考物理复习特训卷考点67磁场及磁吃电流的作用B

展开

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点67磁场及磁吃电流的作用B，共5页。试卷主要包含了5 s末ab棒的加速度为1，[2022·全国乙卷]，2t＋0等内容，欢迎下载使用。

A．通入电流I1时导体棒沿斜面向上运动
B．匀强磁场的磁感应强度为 eq \f(2mg sin α,（I1＋I2）L)
C．导体棒与斜面间的动摩擦因数为 eq \f(（I2－I1）tan α,I1＋I2)
D．若电流I12.[2023·山东菏泽二模]如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的两光滑金属导轨，两导轨相距L＝1 m，导体棒ab质量为M＝0.9 kg，垂直放在导轨上，导体棒的中点用承受力足够大的轻绳经光滑定滑轮与放在水平面上m＝0.1 kg的物体相连，细绳一部分与导轨共面且平行，另一部分与导轨所在平面垂直，磁场的磁感应强度与时间的关系为B＝0.2t＋0.1（T），方向竖直向下．现给导体棒通入I＝2 A的恒定电流，使导体棒最终向左运动，重力加速度大小为g＝10 m/s2.下列描述符合事实的是（）
A．ab棒上通入的电流方向为从b向a
B．在第2 s末物体m恰好离开地面
C．第4.5 s末ab棒的加速度为1.1 m/s2
D．ab棒运动过程中安培力做的功等于系统动能的增加量
3.[2022·全国乙卷]（多选）
安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面．某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上．根据表中测量结果可推知（）
A.测量地点位于南半球
B．当地的地磁场大小约为50 μT
C．第2次测量时y轴正向指向南方
D．第3次测量时y轴正向指向东方
4.[2023·北京东城区模拟]如图甲所示，电磁炮是一种新型的武器，其射程甚至可达数百公里，远远超过常规炮弹．它的主要原理如图乙所示，当弹体中通以强电流时，弹体在强大的磁场力作用下加速前进，最后从炮口高速射出．设两轨道间距离为0.10 m，匀强磁场的磁感应强度为40 T，电流2 000 A，轨道长度为20 m，不考虑电流产生的磁场对匀强磁场强度的影响，则（）
A．若不计任何阻力，质量为20 g的炮弹最终获得的速度为400 m/s
B．若不计任何阻力，磁场的磁感应强度加倍，则炮弹获得的速度也加倍
C．若阻力大小一定，轨道长度加倍，速度变为原来的 eq \r(2) 倍
D．若阻力大小一定，电流加倍，速度变为原来的 eq \r(2) 倍
5.
[2023·河南焦作期末]空间存在一方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.质量为m、长度为L的导体棒P1、P2用两根长度均为 eq \f(L,2) 的绝缘细绳悬挂在水平天花板上同一点，两细绳的夹角为60°.导体棒水平，通有P1指向P2的恒定电流I＝ eq \f(3mg,4BL) ，开始时，两细绳与导体棒在同一竖直平面内，导体棒从静止开始释放，重力加速度为g.求：
（1）导体棒开始运动时，两细绳拉力大小；
（2）导体棒运动过程中，最大速度以及此时两细绳的拉力大小．
6.[2022·全国甲卷]光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示．图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直、另一端与弹簧下端相连，PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，PQ的圆心位于M的中心．使用前需调零：使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经PQ上的O点射到M上后沿原路反射．线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于PQ的圆心，通过读取反射光射到PQ上的位置，可以测得电流的大小．已知弹簧的劲度系数k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C的匝数为N、沿水平方向的长度为l，细杆D的长度为d，圆弧PQ的半径为r，r≫d，d远大于弹簧长度改变量的绝对值．
（1）若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值Δx及PQ上反射光点与O点间的弧长s；
（2）某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，PQ上反射光点出现在O点上方，与O点间的弧长为s1；保持其他条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在O点下方，与O点间的弧长为s2.求待测电流的大小．
考点67 磁场及磁场对电流的作用(B)——提能力
1．答案：BC
解析：由题意可知通电流I1和I2时，导体棒均能沿斜面匀速运动，且I12．答案：B
解析：给导体棒通入I＝2 A的恒定电流，使导体棒最终向左运动，说明导体棒所受的安培力向左，根据左手定则，可判断出ab棒上通入的电流方向为从a向b，A错误；在第2 s末时，磁场强度为B＝0.2t＋0.1＝0.5 T，故ab棒所受的安培力为F＝BIL＝1 N；ab棒未动时，由于导轨光滑，细线拉力等于安培力大小，对m受力分析得FN＝mg－FT＝mg－F安＝0，所以在第2 s末物体m恰好离开地面，B正确；在第4.5秒末时，磁场强度为B＝0.2t＋0.1＝1 T，故ab棒所受的安培力为F＝BIL＝2 N，对杆和物体整体进行受力分析，由牛顿第二定律得F－mg＝(m＋M)a，解得a＝1 m/s2，C错误；ab棒运动过程中安培力做的功等于系统机械能的增加量，包含系统的动能和重力势能，D错误．
3．答案：BC
解析：依题意，z轴正向保持竖直向上，测量结果表明z轴方向的磁感应强度为负，即测量地点的磁感应强度的竖直分量是向下的，说明测量地点位于北半球，A错误；每次测量得到的地磁场的两个分量互相垂直，任选一组数据根据平行四边形定则可以求出当地的地磁场磁感应强度大小约为50 μT，B正确；在北半球，地磁场的水平分量是由南向北的，第2次测量时得到的水平分量即By是负值，说明y轴正向与地磁场的水平分量方向相反，即指向南方，C正确；第3次测量时By为零，说明y轴沿东西方向，又因Bx为正，即x轴正向指北方，则y轴正向应指向西方，D错误．
4．答案：C
解析：在运动过程中，炮弹受到的安培力大小F＝BIL＝8 000 N，根据动能定理，可知Fx＝ eq \f(1,2)mv2，解得v＝4 000 m/s，A错误；根据上述公式可知v＝ eq \r(\f(2BILx,m))，若不计任何阻力，磁场的磁感应强度加倍，则炮弹获得的速度变为原来的 eq \r(2)倍，B错误；若阻力大小一定，轨道长度加倍，根据动能定理可知BILx－Ffx＝ eq \f(1,2)mv2，解得v＝ eq \r(\f(2x（BIL－Ff）,m))，故轨道长度加倍，速度变为原来的 eq \r(2)倍，若电流加倍，速度不是原来的 eq \r(2)倍，C正确，D错误．
5．答案：(1) eq \f(\r(3),3)mg (2) eq \r(\f(\r(3),8)gL) eq \f(7\r(3),12)mg
解析：(1)通电后，据左手定则可知，导体棒受到垂直纸面向外的安培力，随即开始运动，设两细绳拉力为T在竖直平面内满足2T cs 30°＝mg
解得T＝ eq \f(\r(3),3)mg.
(2)导体棒受到的安培力大小为F＝BIL＝ eq \f(3,4)mg
将F与mg合成为等效重力G′，可得G′＝ eq \r(F2＋（mg）2)＝ eq \f(5,4)mg
mg与G′的夹角θ满足cs θ＝ eq \f(mg,G′)＝ eq \f(4,5)
导体棒P1、P2在垂直纸面内做圆周运动，当其从静止开始到达等效最低点时速度最大，由动能定理有
eq \f(1,2)mv2＝G′· eq \f(L,2)cs 30°(1－cs θ)
在等效最低点，由牛顿第二定律有2T′cs 30°－G′＝m eq \f(v2,r)
其中r＝ eq \f(L,2)cs 30°
解得v＝ eq \r(\f(\r(3),8)gL)，T′＝ eq \f(7\r(3),12)mg.
6．答案：(1) eq \f(NBIl,k) eq \f(2NBIlr,kd) (2) eq \f(k（s1＋s2）d,4NBlr)
解析：(1)通入电流后线圈所受安培力F＝NBIl
由胡克定律及平衡条件有F＝kΔx
故弹簧长度改变量Δx＝ eq \f(NBIl,k)
由于d远大于弹簧长度的改变量，故细杆转过的角度θ≈ eq \f(Δx,d)＝ eq \f(NBIl,kd)
由于入射光线不变，平面镜转过θ角时反射光线转过2θ，故
s＝2θr＝ eq \f(2NBIlr,kd)
(2)电流反向前后光点移动的弧长为s′＝s1＋s2
可知反射光线在此过程中转过的角度为θ′＝ eq \f(s1＋s2,r)
则细杆转过的角度为 eq \f(θ′,2)＝ eq \f(s1＋s2,2r)
故弹簧长度的变化量Δx′＝ eq \f(θ′,2)d＝ eq \f(s1＋s2,2r)d
由胡克定律得ΔF弹＝kΔx′
而此过程中弹簧弹力的变化量等于安培力的变化量，设待测电流为Ix，则ΔF弹＝2NBIxl
解得Ix＝ eq \f(k（s1＋s2）d,4NBlr)
测量序号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
－45
2
0
－20
－46
3
21
0
－45
4
－21
0
－45

相关试卷更多