新高考物理一轮复习考点分层训练11.1 磁场及其对电流的作用（2份，原卷版+解析版）

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\l "_Tc207735389" 题组1：磁感应线 PAGEREF _Tc207735389 \h 1
\l "_Tc207735390" 题组2：安培定则的应用 PAGEREF _Tc207735390 \h 2
\l "_Tc207735391" 题组3：磁场的叠加 PAGEREF _Tc207735391 \h 3
\l "_Tc207735392" 考点二 安培力的分析和计算 PAGEREF _Tc207735392 \h 4
\l "_Tc207735393" 题组1：安培力的方向 PAGEREF _Tc207735393 \h 4
\l "_Tc207735394" 题组2：安培力的大小 PAGEREF _Tc207735394 \h 6
\l "_Tc207735395" 题组3：安培力作用下导体的运动情况判断 PAGEREF _Tc207735395 \h 7
\l "_Tc207735396" 考点三 安培力作用下导体的平衡及加速问题 PAGEREF _Tc207735396 \h 8
\l "_Tc207735397" 题组1：安培力作用下导体的平衡问题 PAGEREF _Tc207735397 \h 8
\l "_Tc207735398" 题组2：安培力作用下导体的加速问题 PAGEREF _Tc207735398 \h 9
11.1 磁场及其对电流的作用
考点一 安培定则和磁场的叠加
题组1：磁感应线
1.（单选）关于电场线和磁感线，下列说法正确的是( )
A. 磁感线是真实存在的，电场线是不存在的
B. 带电粒子顺着电场线的方向运动，其电势能一定减小
C. 在同一磁场中，磁感线越密的地方磁感应强度一定越大
D. 电场线和磁感线均不相交且不闭合
2. （单选）如图所示是一条形磁体周围部分磁感线分布示意图，在磁场中取两个面积相等的圆环S1、S2进行研究，圆心O、O'在条形磁体的中轴线上，P、Q位于圆环S1上，是上、下对称的两点，P、P'分别是两圆环S1、S2上相同位置的点。下列说法正确的是( )
A. P点磁感应强度的大小比Q点的大B. P点磁感应强度的大小比P'点的小
C. 穿过S1的磁通量与穿过S2的一样大D. 穿过S1的磁通量比穿过S2的大
3. （单选）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是( )
A. a点的磁感应强度大于b点B. b点的磁感应强度大于c点
C. c点的磁感应强度大于a点D. a、b、c点的磁感应强度一样大
题组2：安培定则的应用
4. （单选）如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧。当螺线管通以恒定电流时，不计其他磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是( )
A. 向左B. 向右C. 向上D. 向下
5. （单选）中国特高压输电技术是世界上最先进的输电技术之一，具有输电距离远、输送容量大、运行损耗低等特点。如图所示，两根互相平行的长直输电线A和B，分别通有大小相等、方向相反的直流电I，a、b、c三点连线与两长直导线共面垂直，且b点位于两直导线正中间，ab=bc，不考虑地磁场的影响，下列说法正确的是( )
A. 两导线之间的安培力是吸引力
B. a、b、c三点中，b点的磁感应强度最大
C. a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相反
D. 若仅将导线A中电流反向，a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相同
6. （单选）如图所示的正六边形abcdef，O点为正六边形的中心，g为aO的中点。现在a、O两点垂直纸面固定两长直导线甲、乙，两导线中通有恒定电流，g点的磁感应强度方向垂直aO向下、磁感应强度大小为B0，d点的磁感应强度大小为0。已知长直通电导线在周围空间产生的磁感应强度为B=kIr，I为导线中的电流大小，r为空间某点到直导线的距离。下列说法正确的是( )
A. 导线甲、乙中的电流均垂直纸面向外B. 导线甲、乙中的电流之比为2:1
C. c、e两点的磁感应强度相同D. b点的磁感应强度大小为 33B0
题组3：磁场的叠加
7. （单选）如图所示，在纸面内等边三角形的两个顶点A、B上固定两根通电直导线，电流大小相等，电流方向相反且与纸面垂直，O点为等边三角形的中心，D、E两点分别为AC和BC的中点。已知直线电流产生的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比，与该点到通电直导线的距离成反比。下列说法正确的是( )
A. O、C两点的磁感应强度方向相同B. O、C两点的磁感应强度方向相反
C. D、E两点的磁感应强度方向相反D. D、E两点的磁感应强度方向相同
8. （单选）如图为两形状完全相同的金属环A、B平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心O1、O2的连线为一条水平线，其中M、N、P为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MO1=O1N=NO2 =O2P。当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1、N点的磁感应强度大小为B2，如果将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为( )
A. B2−B1B. B1−B22C. B1+B22D. B13
9. （单选）如图所示，在平面直角坐标系中，正三角形的三个顶点上放置着三根垂直于坐标平面的无限长直导线P、Q、R，导线中的电流大小相等，P和R中的电流方向垂直纸面向里，Q中的电流方向垂直纸面向外。已知无限长直导线在某点形成的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，P在O点产生的磁感应强度大小为B0。下列说法正确的是( )
A. P受到的安培力的方向沿y轴正方向
B. R受到的安培力的方向沿x轴正方向
C. O点磁感应强度大小为 5B0
D. P、R在Q点共同产生的磁感应强度大小为 32B0
考点二 安培力的分析和计算
题组1：安培力的方向
1. （单选）如图所示，蹄形磁铁水平放置，质量为m的导体棒用两根轻质细导线悬挂，通入恒定电流，稳定时细导线与竖直方向的夹角为θ。两磁极间的磁场可看成匀强磁场，导体棒始终在两磁极之间，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 若蹄形磁铁N极在上，则导体棒中的电流方向为a→b
B. 若蹄形磁铁S极在上，则导体棒中的电流方向为a→b
C. 导体棒所受安培力大小为mgsinθ
D. 若电流大小加倍，再次稳定后θ角也加倍
2. （单选）磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软轶制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是( )
A. 图示右侧通电导线受到安培力向下
B. 整个通电线圈所受的安培力的大小与线圈的匝数有关
C. 线圈转动到a、b两点的安培力大小不相等
D. c、d两点的磁感应强度大小相等
3. （多选）图中所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，大小未知。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，电流方向如图所示。然后使磁场反向，大小不变。这时需要在某个盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 增加的砝码应该放在右盘中
B. 当电流通过如图所示的磁场时，矩形线圈下边所受安培力方向竖直向下
C. 磁感应强度B=mg2nIL
D. 若磁场方向不变，只改变电流的方向，通过在题干中该盘增加质量为m的砝码也可以使天平平衡。
题组2：安培力的大小
4. （单选）如图所示，一段圆心角为60∘的圆弧形导线，通以电流I。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为F1；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径ON向右，导线所受安培力的大小为F2。则F1F2为( )
A. 2: 3B. 3:1C. 3:2D. 1:1
5. （单选）如图所示，两根长直导线a、b垂直放置，彼此绝缘，分别通有大小相同电流I0。固定的刚性正方形线圈MNPQ通有电流I，MN到a的距离与MQ到b的距离相等，线圈与导线位于同一平面内。已知通电长直导线在其周围某点所产生的磁感应强度大小，与该点到长直导线的距离成反比;线圈所受安培力的大小为F。若移走导线a，则此时线圈所受的安培力大小为( )
A. 22F，方向向左B. 22F，方向向右C. 12F，方向向左D. 12F，方向向右
6. （单选）如图所示，边长为L的正方形线框ABCD，ADC边的电阻与ABC边的电阻不相等，将线框放在与线框平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。电流I从A点流入，从C点流出，O是线框的正中心，下列说法正确的是( )
A. 线框中的电流形成的磁场在O点的磁感应强度方向一定垂直纸面向内
B. 线框中的电流形成的磁场在O点的磁感应强度方向一定垂直纸面向外
C. 整个线框在匀强磁场中受到的安培力大小为 2BIL
D. 整个线框在匀强磁场中受到的安培力大小为4BIL
题组3：安培力作用下导体的运动情况判断
7. （单选）光滑水平桌面上，导体棒MN固定、PQ可以自由运动.现给两棒通以图示的恒定电流，则下列能够反映此后一段时间内PQ大致位置的是(时间先后顺序为a，b，c)( )
A. B.
C. D.
8. （单选）一条形磁铁静置于水平地面上，磁铁中点的正上方轻弹簧竖直悬挂一根未通电的直导线，导线静止。现将导线中通入指向纸内的电流(如图所示)，一段时间后直导线再次静止。与通电前相比，直导线再次静止时，下列结论正确的是( )
A. 弹簧的弹力变小B. 地面受到磁铁的压力不变
C. 地面受到磁铁的压力变小D. 磁铁受到地面的摩擦力变大
考点三 安培力作用下导体的平衡及加速问题
题组1：安培力作用下导体的平衡问题
1. （单选）边长L的硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场大小为B垂直纸面向里。现将a、b接在输出恒定电流电源的正负极上，当ab边的电流强度为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为( )
A. BILB. 3BIL2C. 3BIL2D. 2BIL
2. （单选）如图所示为可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的等臂电流天平，它的右臂挂着矩形线圈abcd，匝数为10匝，线圈的水平边bc长为10cm，处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。先给线圈通以方向如图所示、大小为0.1A的电流，调节砝码使天平平衡；然后使电流反向，大小不变，在左盘中添加质量为8g的砝码后，天平重新平衡，g取10m/s2，则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. 0.4TB. 0.8TC. 4TD. 8T
3. （多选）如图所示为直流电动机的工作原理简化图。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点M、P间接有直流电源(内阻不可忽略)，电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，当导体棒ab通过光滑滑轮以速度v匀速提升质量为m的重物时，(重力加速度为g)，下列说法正确的是( )
A. 导体棒ab所受安培力水平向左B. 通过导体棒ab的电流大小为mgBL
C. 电动机的输出功率为mgvD. 电源的总功率mgmgB2L2R+v
题组2：安培力作用下导体的加速问题
4. （单选）如图所示，质量为m的“”型导体处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，其下端分别插在两个水银槽里，导体水平部分长度为L.闭合开关K，导体向上弹出，能上升的最大高度为ℎ，不计空气阻力，重力加速度为g.则从闭合开关K到导体上升到最高处的过程中( )
A. 导体的机械能守恒B. 通过导体的电流强度为mgBL
C. 磁场力对导体所做的功为mgℎD. 磁场力对导体的冲量大小为m 2gℎ
5. （单选）探究安培力大小影响因素的实验装置如图甲所示，三块相同的蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，可以认为磁极间的磁场是匀强磁场，将一根直导体棒用轻柔细导线水平悬挂在磁铁的两极间，导体棒的方向与磁场的方向垂直。实验中通过更换导体棒上不同的接点(如1、2和1、4等)来改变导体棒处于磁场中的有效长度。不通电流时，导体棒静止在图乙(垂直导体棒方向的截面图)中的O位置；有电流通过时，细导线将偏离一个角度，接1、4位置时导体棒中通过的电流分别为I1、I2、I3，导体棒可静止于图乙中的X、Y、Z位置。下列说法中正确的是( )
A. 电流大小的关系为I1