高考物理一轮复习课时检测五十一磁场及其对电流的作用含解析新人教版

这是一份高考物理一轮复习课时检测五十一磁场及其对电流的作用含解析新人教版，共4页。
磁场及其对电流的作用1．(2019·浙江4月选考)在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图像正确的是(　　)解析：选A　磁场中同一位置，磁感应强度B保持不变。导线方向与磁场方向垂直时，安培力F＝BIL，故A选项正确。2．(2021年1月新高考8省联考·湖北卷)一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是(　　)A．通电直导线受到安培力的大小为ILBB．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功解析：选C　只有当通电直导线与磁场方向垂直时，通电直导线受到安培力的大小才等于ILB，选项A错误；当通电导线与磁场方向平行时，它不受安培力，选项B错误；通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面，选项C正确；安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，安培力对通电直导线能做功，选项D错误。3.(2021年1月新高考8省联考·广东卷)如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍。两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是(　　)A．a点与b点的磁感应强度相同B．a点与c点的磁感应强度相同C．a点与d点的磁感应强度相同D．a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同解析：选B　通电直导线在周围形成的磁场，方向可由安培定则判断，各点的磁感应强度由两直导线在该点形成的合磁场决定，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a点与c点的合磁感应强度等大同向，b点与d点的合磁感应强度等大同向。故B正确。 4．(多选)如图甲所示，一长直导线沿南北方向水平放置，在导线下方有一静止的灵敏小磁针。现在导线中通以图甲所示的恒定电流，测得小磁针偏离南北方向的角度θ的正切值tan θ与小磁针离开导线的距离之间的关系如图乙所示。若该处地磁场的水平分量为B0，则下列判断中正确的是(　　)A．通电后，小磁针的N极向纸面内偏转B．通电后，小磁针静止时N极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向C．电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为B0D．x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0解析：选AC　由安培定则可知，电流在小磁针处产生的磁场方向垂直纸面向里，故小磁针N极应向纸面内偏转，A正确；通电后小磁针静止时N极所指的方向为电流产生的磁场与地磁场水平分量的合磁场方向，B错误；由矢量合成知识可知，电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小B＝B0tan θ＝B0，选项C正确；x0处合磁场的磁感应强度大小应为＝B0，选项D错误。5.如图所示，两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度为B(未画出)，导轨宽度为L，一端与电源连接。一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝。在安培力的作用下，金属棒ab以速度v0向右匀速运动，通过改变磁感应强度的方向，可使流过金属棒ab的电流最小，此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为(　　)A．37°　　　　　　　　 B．30°C．45°  D．60°解析：选B　由题意对金属棒ab受力分析，如图所示，设磁感应强度的方向与竖直方向成θ角，则有BILcos θ＝f＝μFN＝μ(mg－BILsin θ)，整理得BIL＝，安培力最小时，电流最小，由数学知识解得θ＝30°，B正确。6.一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F。若将该导线做成圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为(　　)A．F   B.FC.F   D.F解析：选C　根据安培力公式，安培力F与导线长度L成正比；若将该导线做成圆环，由L＝×2πR，解得圆环的半径R＝，圆环ab两点之间的距离L′＝R＝。由＝解得：F′＝F，选项C正确。7．(2021年1月新高考8省联考·重庆卷)如图所示，两根相同的竖直悬挂的弹簧，上端固定，下端连接一质量为40 g的金属导体棒。部分导体棒处于边界宽度为d＝10 cm的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。导体棒通入4 A的电流后静止时，弹簧伸长量是未通电时的1.5倍。若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直保持水平，则磁感应强度B的大小为(取重力加速度g＝10 m/s2)(　　)A．0.25 T        B．0.5 TC．0.75 T        D．0.83 T解析：选B　未通电时，导体棒的重力与两弹簧的弹力相等，根据平衡条件可知mg＝2kx，通电后，通过导体棒的电流方向为从右向左，根据左手定则可知安培力竖直向下，根据平衡条件可知mg＋BId＝2k×1.5x，两式相比得＝＝，解得B＝0.5 T，故选项B正确。8．(2019·江苏高考)(多选)如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向可能是(　　)A．均向左  B．均向右C．a的向左，b的向右  D．a的向右，b的向左解析：选CD　如图甲所示，当a、b中电流方向均向左时，矩形线框靠近导线的两边所受安培力方向相同，使线框向导线b移动。同理可知，a、b中电流均向右时，线框向导线a移动。故A、B错误。电流方向a的向左，b的向右时，a、b中电流I′在线框所在处产生的磁场方向如图乙所示，导线AB、CD所在处的磁感应强度相同，但所受安培力大小相等、方向相反。线框静止。同理可知，电流方向a的向右，b的向左时，线框也能静止。故C、D正确。　9．如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，连入导轨间的电阻R0＝0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1  Ω，电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方向垂直于ab，与导轨平面的夹角α＝53°；ab与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，轻绳对ab的拉力为水平方向，重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。求：(1)通过ab的电流大小和方向；(2)ab受到的安培力大小；(3)重物重力G的取值范围。解析：(1)通过ab的电流大小为I＝＝2 A方向为a到b。(2)ab受到的安培力为F＝BIL＝5 N。(3)对ab受力分析如图所示，最大静摩擦力fm＝μFN＝μ(mg－Fcos α)＝3.5 N当最大静摩擦力方向向右时FT＝Fsin α－fm＝0.5 N当最大静摩擦力方向向左时FT＝Fsin α＋fm＝7.5 N又FT＝G所以0.5 N≤G≤7.5 N。答案：(1)2 A　电流方向为a到b　(2)5 N　(3)0.5 N≤G≤7.5 N