高考物理一轮复习课时分层作业24磁场的描述磁场对通电导线的作用力含答案

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1．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A．图甲中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B．图乙中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止
C．图丙中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D．图丁中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
2．(多选)如图所示，三根通电长直细导线垂直于纸面固定，导线的横截面(截面积不计)分别位于以O点为圆心的圆环上a、c、d三处，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B，则( )
A．O点的磁感应强度方向垂直于aO向右
B．O点的磁感应强度方向从O指向a
C．O点的磁感应强度大小为(eq \r(2)＋1)B
D．O点的磁感应强度大小为(eq \r(2)－1)B
3．(2022·陕西省宝鸡市高考模拟)如图所示，a、b、c为水平面内的三点，其连线构成一个等边三角形，两根长直导线竖直放置且过a、b两点，两导线中分别通有方向相反的电流I1和I2，已知通电直导线产生磁场的磁感应强度可用公式B＝keq \f(I,r)表示，公式中的k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的距离。若两根长导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向沿图中虚线由c点指向a点，则电流I1∶I2值为( )
A．1∶2 B．1∶5 C．2∶1 D．3∶1
4．(多选)“巴罗轮”的示意图如图所示，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动。当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，下列说法中正确的是( )
A．铝盘绕顺时针方向转动
B．只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变
C．只改变电流方向，铝盘的转动方向改变
D．同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变
5．(2022·广东潮州市第一次质检)如图所示，两根平行固定放置的长直导线a和b通有大小、方向均相同的电流，a受到的磁场力大小为F，当加入一垂直于纸面向外的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为3F，则此时b受到的磁场力大小为( )
A．F B．2F C．3F D．4F
6．(2022·四川泸州市第二次诊断)把柔软的铝箔条折成天桥状并用胶纸粘牢两端固定在桌面上如图所示，使蹄形磁铁横跨过“天桥”，当电池与铝箔接通时( )
A．铝箔条中部向下方运动
B．铝箔条中部向上方运动
C．蹄形磁铁对桌面的压力不变
D．蹄形磁铁对桌面的压力减小
7．(2023·山东济南市高三月考)如图所示，将一根同种材料，粗细均匀的导体围成半径为R的闭合导体线圈，固定在垂直线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场中。C、D两点将线圈分为上、下两部分，且C、D两点间上方部分的线圈所对应的圆心角为120°。现将大小为I的恒定电流自C、D两点间通入，则线圈C、D两点间上、下两部分导线受到的总安培力的大小为( )
A．eq \r(3)BIR B．eq \r(2)BIR C．BIR D．0
8．如图所示，一通电直导线在竖直向上的匀强磁场中静止于光滑斜面上，电流方向垂直于纸面向外。保持磁场强弱不变，仅把磁场方向按顺时针逐渐旋转，直至垂直于斜面向上，若要通电导线始终保持静止，则应控制导线内的电流( )
A．逐渐增大B．逐渐减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
9．(多选)“电磁炮”模型的原理结构示意图如图。光滑水平金属导轨M、N的间距L＝0.2 m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝100 T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab(含弹体)的质量m＝0.2 kg，在导轨M、N间部分的电阻R＝0.8 Ω，可控电源的内阻r＝0.2 Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I＝4×103 A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到4 km/s后发射弹体，则( )
A．导体棒ab所受安培力大小为1.6×105 N
B．光滑水平导轨的长度至少为20 m
C．该过程系统产生的焦耳热为3.2×106 J
D．该过程系统消耗的总能量为1.76×106 J
10．(多选)如图甲所示，固定斜面倾角为θ，长度为L、质量为m的金属棒水平放置在斜面上，垂直斜面向上的磁场的磁感应强度大小为B，金属棒中通有如图乙所示的电流，规定垂直纸面向里的方向为电流的正方向，在0～2t0时间内，金属棒一直保持静止。规定沿斜面向上为摩擦力的正方向，则金属棒所受的摩擦力随时间的变化规律可能正确的是( )
甲 乙
A B C D
11．(2023·福建莆田市模拟)如图甲所示，在竖直平面内固定两光滑平行导体圆环，两圆环正对放置，圆环半径均为R＝0.125 m，相距1 m。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势E＝3 V，内阻不计。在两圆环上水平放置一导体棒，导体棒的质量为0.06 kg，接入电路的电阻r＝1.5 Ω，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关S闭合后，棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ＝37°如图乙所示，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
甲 乙
(1)导体棒静止在某位置时所受安培力的大小；
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小；
(3)断开开关S后，导体棒下滑到轨道最低点时对单个圆环的压力。
12．如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端的过程中，金属棒：
(1)末速度的大小v；
(2)通过的电流大小I；
(3)通过的电荷量Q。