专题54 磁场及其对电流的作用——2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

2023年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）

专题54  磁场及其对电流的作用

（时间：30分钟）

1、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒中通有由M到N的恒定电流，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒静止且绝缘细线与竖直方向成角，则下列几种情况中磁感应强度最小的是（　　）

A． B．

C． D．

2、如图所示，长度为d、质量为m的导体棒用绝缘细线悬挂并垂直纸面放置，导体棒中有方向由a指向b、大小为I的电流，导体棒处在水平向右的匀强磁场中、现改变匀强磁场方向，使其方向逆时针缓慢转到水平向左，此过程中细线与竖直方向的最大夹角为37°。已知重力加速度为g（安培力小于重力），不计空气阻力，，。则匀强磁场的磁感应强度B大小为（　　）

A． B． C． D．

3、（多选）如图所示，间距为L=0.3m的平行光滑金属导轨上端接有电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω的直流电源，导轨平面与水平面成θ=37°角，匀强磁场方向沿竖直方向，现把一质量为m=0.1kg，电阻为R=2.0Ω的金属棒ab垂直放在金属导轨上，使金属棒与导轨保持良好接触，金属棒恰好静止。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　）

A．金属棒ab的发热功率为3.0W

B．磁感应强度大小为2.5T

C．磁场方向竖直向上

D．若改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度的最小值为2.0T

4、（多选）通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面（纸面）内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列判定正确的是（　　）

A．L2绕轴O按顺时针转动

B．L2绕轴O按逆时针转动

C．L4绕轴O按顺时针转动

D．L4绕轴O按逆时针转动

5、小波同学在网上购买了两块长方体的钕铁硼强磁铁（能导电），他将两个强磁体吸在一个5号电池正负两极，并且将这个组合体放在了水平桌面上，磁铁的左右两侧分别为N极和S极，如图甲所示，图乙是俯视图。现将一长条形锡箔纸架在两强磁体上方，该锡箔纸将（　　）

A．向y轴正方向运动 B．向y轴负方向运动

C．在纸面内沿顺时针方向转动 D．在纸面内沿逆时针方向转动

6、如图所示，边长为a的等边的A、B、C三点处各放置一个点电荷，三个点电荷所带电荷量数值均为Q，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；边长为a的等边的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线，其中E、F处电流垂直纸面向内，G处电流垂直纸面向外，O，H是三角形的中心，D为中点，若两三角形均竖直放置，且、相互平行，下列说法正确的是（　　）

A．O点处的电势高于D点处的电势

B．带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小

C．A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同

D．正电荷在O点处所受电场力方向与电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处所受安培力方向相同

7、（多选）如图所示，倾角为的粗糙绝缘斜面处于垂直斜面向下的匀强磁场中，在斜面上有一根有效长度为、质量为、水平放置的导体棒，当导体棒中分别通入方向相同的电流、时，导体棒均能沿斜面匀速运动。已知，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）

A．通入电流时导体棒沿斜面向上运动 B．匀强磁场的磁感强度为

C．导体棒与斜面间的动摩擦因数为 D．若电流，通入电流时也能使导体棒沿斜面做匀速直线运动

8、（多选）如图甲所示为电流天平，此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂（图乙）能绕转轴自由转动，轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧，沿着横臂的边缘固定着一条U形绝缘导线，天平最右端导线的长度为l。先调整天平处于平衡，把U形导线端放入待测的磁场中（如图丙所示），给U形导线和螺线管分别通以大小为I和。的电流。段导线由于受到安培力作用而使天平右臂向下倾斜，在天平的另一端可以加适当的砝码，使天平恢复平衡。设当地重力加速度。则下列说法正确的是（　　）

A．若在电流天平的左端增加的砝码质量为m，则长螺线管内部的磁感应强度B为

B．若螺线管内部的磁感应强度，则在螺线管内部与螺线管轴线平行的一条通电导线所受安培力为0

C．若螺线管内部的磁感应强度，段导线的长度为，U形导线通电电流，为使天平保持平衡，应在左端悬挂的砝码

D．假如使通过段导线的电流反向，仍可以通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度

9、如图，一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω．已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s2．判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．

10、电磁轨道炮工作原理如图所示，待发射弹体可在两平行光滑轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I0从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小B=kI0。通电的弹体在轨道上由于受到安培力的作用而高速射出。小明同学从网上购买了一个轨道炮模型，其轨道长度为L=50cm，平行轨道间距d=2cm，弹体的质量m=2g，导轨中的电流I0=10A，系数k=0.1T/A求

（1）弹体在轨道上运行的加速度a；

（2）弹体离开轨道过程中受到安培力的冲量I；

（3）现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，通过分析说明，理论上可采用的哪些办法？（至少说出两种方法）

11、（多选）如图所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t＝0时刻起，棒上的交变电流按如图所示的规律变化，则金属棒（  ）

A．一直向右移动

B．速度随时间周期性变化

C．受到的安培力随时间周期性变化

D．受到的安培力在一个周期内做正功

12、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，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，与导轨平面成夹角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，线对ab的拉力沿水平方向，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。