高考物理微专题小练习专题63磁吃电流的作用含答案

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A．两导线受到的安培力Fb＝1.25 Fa
B．导线所受的安培力可以用F＝ILB计算
C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变
D．在离两导线平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
2．[2022·江苏省常州市期中]如图所示，导体棒Ⅰ固定在光滑的水平面内，导体棒Ⅱ垂直于导体棒Ⅰ放置，且可以在水平面内自由移动(图为俯视图).给导体棒Ⅰ、Ⅱ通以如图所示的恒定电流，仅在两导体棒之间的相互作用下，较短时间后导体棒Ⅱ出现在虚线位置．下列关于导体棒Ⅰ位置的描述可能正确的是( )
3．有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置，且它们在同一连线上．已知这三根导线中电流大小分别为I1、I2、I3，且I1＝I2，电流方向如图所示( )
A．直导线b受到的安培力向左
B．直导线b受到的安培力向右
C．若只增大I1，导线b受到的安培力从a指向b
D．若只增大I2，导线b受到的安培力从a指向b
4．[2022·安徽省合肥市联考]如图所示，导线框ABC由直线AB和四分之一圆弧BC组成，用柔软导线悬吊处于静止状态，经过A、C的水平线下方有垂直于ABC所在平面向里的匀强磁场，现给导线ABC通以如图所示方向的电流，则导线框受到的安培力方向( )
A．竖直向上 B．竖直向下
C．斜向右下 D．斜向左上
5．通电闭合直角三角形线框ABC处在水平方向的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面向里，线框的边BC水平，线框中电流方向如图所示，那么该线框受到的安培力的合力( )
A．方向水平向左
B．方向竖直向下
C．方向垂直于AB斜向上
D．为零
6.
[2022·河南省名校大联考]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，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.则匀强磁场的磁感应强度B大小为( )
A． eq \f(3mg,4Id) B． eq \f(3mg,5Id)
C． eq \f(4mg,3Id) D． eq \f(4mg,5Id)
7．[2022·江苏省如皋市期中]为了降低潜艇噪音，科学家设想用电磁推进器替代螺旋桨，装置的截面图如图所示，电磁推进器用绝缘材料制成直海水管道，马鞍形超导线圈形成如图所示的磁场，正、负电极与直流电源相连后的海水中形成电流，关于该电磁推进器的说法正确的是( )
A．图示中海水受到的磁场力方向垂直纸面向里
B．图示中推进器受到海水推力方向平行纸面向下
C.由于使用超导线圈，所以海水中不会产生焦耳热
D．同等情况下此推进装置在纯净的淡水湖中推进效果比在海水中好
8．[2022·湖北省部分学校质量检测]如图所示为电磁轨道炮的工作原理图．质量m＝200 g的待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在宽为L＝2 m的两平行轨道上无摩擦滑动．若电容器的电容C＝5×10－2F，充电后电压为U1＝2 kV，轨道内充满磁感应强度B＝2.5 T的匀强磁场，当开关由a点扳向b点后，能在极短的时间内将弹体加速到v＝300 m/s发射出去．若在这个过程中，通过电磁炮的电荷量为q，电容器两端的电压变为U2，则( )
A．q＝24 C U2＝1 976 V
B．q＝12 C U2＝1 976 V
C．q＝24 C U2＝1 760 V
D．q＝12 C U2＝1 760 V
9．如图所示，与水平面成α角、宽为L的倾斜平行金属导轨，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．当回路电流强度为I时，金属杆ab水平静止在光滑导轨上，金属杆ab所受安培力为F，斜面的支持力为N，则下列判断正确的是( )
A．安培力方向垂直ab杆沿斜面向上
B．安培力方向垂直ab杆水平向左
C．N＝ eq \f(BIL,sin α)
D．N＝BIL cs α
10．如图甲所示，质量为1 kg的金属棒ab静止在粗糙的平行导轨上且与导轨垂直，两平行导轨固定在同一水平面内．ab棒、导轨和定值电阻R组成面积为1 m2的闭合回路，回路总电阻为3 Ω.回路内有与水平面成37°角斜向上且均匀变化的匀强磁场，从t＝0时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示．已知两平行导轨的间距为1 m，ab棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．在t＝1 s时，ab棒恰好开始相对导轨开始运动，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.下列判断正确的是( )
A.ab棒中的电流方向为a流向b
B．t＝1 s时，ab棒受到的安培力方向水平向右
C．t＝1 s时，ab棒与导轨间的压力大小为4 N
D．棒与导轨之间的动摩擦因数为0.5
11．如图所示为电流天平的示意图．当左边导线框通以图示方向电流时，天平恰好平衡．如改变电流方向而仍维持天平平衡，则需在天平右端再加上质量为2Δm的砝码．由此可见通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为( )
A． eq \f(1,2)Δmg B．Δmg
C．2Δmg D．3Δmg
12．[2022·辽宁省沈阳市练习](多选)如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为L1，宽与高均为L2的长方体．泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源(内阻不计)，理想电流表示数为I.若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则( )
A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1
C．电源提供的电功率为 eq \f(U2L1,ρ)
D．质量为m的液体离开泵体时的动能UIt－mgh－I2 eq \f(ρ,L1)t
专题63 磁场对电流的作用
1．BCD 两导线间的安培力是作用力与反作用力的关系，大小相等、方向相反，A错误；与导线平行的直线上各点的磁感应强度相同且与直线垂直，即一条导线上各处的磁感应强度相同且与导线垂直，可用公式F＝ILB计算安培力大小，B正确；移走导线b之前，p点的磁感应强度垂直纸面向里，移走导线b之后，p点的磁感应强度垂直纸面向外，C正确；在离两导线平面有一定距离的某处，两导线电流产生的磁场方向不在同一条直线上，则磁感应强度的合成量一定不为零，D正确．
2．B 由安培定则和左手定则判断导体棒Ⅱ受到的安培力向下，且离导体棒I近的地方磁场强，受到的安培力也大，所以描述正确的是B.
3．C 导线a在b处产生的磁场方向垂直于ab向上，直导线c在b处产生的磁场方向垂直于bc向下，且I1＝I2，直导线b处合磁场为0，因此直导线b受到的安培力也为0，A、B错误；若只增大I1，在b处产生的合磁场方向垂直于ab向上，再由左手定则，则安培力从a指向b，C正确；若只增大I2，在b处产生的合磁场方向垂直于bc向下，再由左手定则，则安培力从b指向a，D错误．
4．B 导线框受到安培力的等效长度为AC的连线，电流方向由C指向A，根据左手定则可知，导线框受到的安培力方向竖直向下，B项正确．
5．D 由F＝BIL可知，三角形各边安培力的大小与各边长度成正比，另外根据左手定则和力的平行四边形法则可知，任意两条边受到的安培力的合力与第三条边受到的安培力等大反向，故线框受到的总的安培力为零，故A、B、C错误，D正确．
6.
B 缓慢调节磁场方向时，导体棒受安培力大小不变，对导体棒受力分析，并作出安培力的旋转矢量如图所示，由图可知当安培力方向与细线拉力方向垂直时，导体棒与竖直方向夹角最大，由图中几何关系可知sin 37°＝ eq \f(BId,mg)，变形得B＝ eq \f(3mg,5Id)，故B选项正确．
7．A 由左手定则判断海水受到的安培力方向垂直纸面向里，根据牛顿第三定律知，推进器受到海水的推力方向垂直纸面向外，A正确，B错误；使用超导线圈使马鞍形线圈中产生的磁场更强，海水有电阻，电流流过海水产生焦耳热，C错误；同等情况下，淡水的电阻比海水的电阻更大，电流更小，安培力更小，推进效果差一些，D错误．
8．D 在极短的时间内将弹体加速发射出去的过程中，由动量定理B eq \(I,\s\up6(－))L·t＝mv，通过电磁炮的电荷量为q＝ eq \(I,\s\up6(－))t，联立解得q＝ eq \f(mv,BL)＝ eq \f(200×10－3×300,2.5×2) C＝12 C；电容器两端的电压将变为U2＝ eq \f(CU1－q,C)＝ eq \f(5×10－2×2 000－12,5×10－2) V＝1 760 V，选项D正确．
9．C 由于ab棒与磁场垂直，所以导体棒ab受到安培力的大小为F＝BIL，导体棒电流方向为b→a，由左手定则可以判断出导体棒ab受到安培力的方向为垂直于杆方向水平向右，A、B错误；对导体棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如图所示，根据共点力平衡条件，有N＝ eq \f(F,sin α)＝ eq \f(BIL,sin α)，C正确，D错误．
10．D 由题意可知穿过闭合回路的磁通量竖直向上增大，根据楞次定律可知ab棒中的电流方向为b流向a，A错误；t＝1 s时，根据左手定则以及几何关系可知ab棒受到的安培力方向斜向左上，方向与水平方向夹角为53°，B错误；t＝1 s时，根据法拉第电磁感应定律可知回路中的感应电动势大小为E＝ eq \f(Δφ,Δt)＝sin 37°S eq \f(ΔB,Δt)＝3 V，根据闭合电路欧姆定律可知通过ab棒的电流为I＝ eq \f(E,R总)＝1 A，ab棒所受安培力大小为F＝BIL＝5 N，ab棒与导轨间的压力大小为F压＝FN＝mg－F sin 53°＝6 N，故C错误；由题意，根据平衡条件可得F cs 53°＝μFN，
解得μ＝0.5，D正确．
11．B 根据左手定则，导线框通以图示方向电流时，安培力向上，电流反向后安培力大小不变，方向变成向下，假设通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为F安，根据平衡条件可得2F安＝2Δmg，解得F安＝Δmg，B正确，A、C、D错误．
12．AD 当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，故A正确；电磁泵对液体产生的推力大小为F＝BIL2，B错误；电源提供的电功率为P＝UI，C错误；根据电阻定律，泵体内液体的电阻R＝ρ eq \f(L2,L1L2)＝ eq \f(ρ,L1)，则电源提供的电功率为P＝IU，若t时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为Ek＝UIt－mgh－I2Rt＝UIt－mgh－I2 eq \f(ρ,L1)t，D正确．