《2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第9章 磁場 第25講 磁場 安培力練習(xí)（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第9章 磁場 第25講 磁場 安培力練習(xí)（含解析）（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第25講 磁場 安培力解密考綱主要考查對磁場的理解、磁場的疊加、安培力的方向和決定安培力大小的因素1如圖所示，兩根水平放置且相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1與I2.且I1I2，與兩根導(dǎo)線垂直的同一平面內(nèi)有a、b、c、d四點，a、b、c在兩根導(dǎo)線的水平連線上且間距相等，b是兩根導(dǎo)線連線的中點，b、d連線與兩根導(dǎo)線連線垂直則()AI2受到的安培力水平向左Bb點磁感應(yīng)強度為零Cd點磁感應(yīng)強度的方向必定豎直向下Da點和c點的磁感應(yīng)強度不可能都為零D解析 電流I1在I2處的磁場方向豎直向下，根據(jù)左手定則可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故選項A錯誤；電流I1與I2在b處產(chǎn)生的磁場方向相同
2、，合磁場方向向下，所以磁感應(yīng)強度不等于零，故選項B錯誤；兩根水平放置且相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反，大小相等的電流I1與I2時，d點的磁感應(yīng)強度的方向是豎直向下，當(dāng)兩個電流的大小不相等時，d點的合磁場方向不是豎直向下，故選項C錯誤；電流I1的大小比電流I2大，則c點的磁感應(yīng)強度可能等于零，a點的磁感應(yīng)強度不可能等于零，故選項D正確2(2019長春外國語學(xué)校高三期中)如圖所示，條形磁鐵放在水平粗糙桌面上，它的左端上方固定一根與條形磁鐵垂直的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以如圖所示方向的電流時，和原來沒有電流通過時相比較，磁鐵受到的支持力FN和摩擦力Ff()AFN減小Ff向左BFN減小Ff向右CFN增大
3、Ff向左DFN增大Ff向右C解析 以導(dǎo)線為研究對象，由左手定則判斷得知導(dǎo)線所受安培力方向斜向左上方，根據(jù)牛頓第三定律得知，導(dǎo)線對磁鐵的安培力方向斜向右下方，磁鐵有向右運動的趨勢，受到地面向左的摩擦力；同時磁鐵對地的壓力增大，地面對磁鐵的支持力也將增大，故選項A、B、D錯誤，C正確3(2019溫州九校高三聯(lián)考)如圖所示，是研究安培力的演示儀，把正方形導(dǎo)線框掛在彈簧秤的下面，導(dǎo)線框平面與紙面垂直當(dāng)閉合開關(guān)時，導(dǎo)線框外側(cè)邊的電流向上(如圖所示)，則下列說法正確的是()A閉合開關(guān)時，彈簧秤的示數(shù)變小B閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動變阻器向右滑動時，彈簧秤的示數(shù)變大C若僅變換電源的正、負(fù)極后，閉合開關(guān)，彈簧秤的示數(shù)
4、變小D若僅把馬蹄形磁鐵重新放置，使開口向右，N極在上S極在下，線框?qū)⑹艿较蜃蟮陌才嗔解析 由圖可知，磁場方向向左，線框下邊中的電流方向向外，由左手定則可知，下邊受到的安培力方向向下，彈簧秤示數(shù)增大，選項A錯誤；閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動變阻器向右滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻增大，通過線框的電流減小，線框下邊受到的安培力減小，彈簧秤示數(shù)減小，選項B錯誤；若僅變換電源的正、負(fù)極后，線框下邊中的電流方向向里，由左手定則可知，下邊受到的安培力方向向上，彈簧秤示數(shù)變小，選項C正確；若僅把馬蹄形磁鐵重新放置，使開口向右，N極在上S極在下，由左手定則可知，下邊受到的安培力方向向右，選項D錯誤4(2019四川
5、遂寧高三診斷)如圖所示，絕緣水平桌面上放置一長直導(dǎo)線a，導(dǎo)線a的正上方某處放置另一長直導(dǎo)線b，兩導(dǎo)線中均通以垂直紙面向里的恒定電流現(xiàn)將導(dǎo)線b向右平移一小段距離，若導(dǎo)線a始終保持靜止，則()A導(dǎo)線b受到的安培力方向始終豎直向下B導(dǎo)線a對桌面的壓力減小C導(dǎo)線b受到的安培力減小D導(dǎo)線a受到桌面水平向右的摩擦力C解析 a與b的電流的方向相反，根據(jù)電流與電流之間的相互作用力的特點可知，a與b之間的力為吸引力，當(dāng)b水平向右平移時，導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁場方向在b點為向右下方，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)線b受到的安培力方向不在豎直方向上，故選項A錯誤；當(dāng)b水平向右平移時，a、b間的距離增大，b在a處產(chǎn)生的磁場強度大小減小
6、，a受到的安培力減小且方向發(fā)生變化，根據(jù)力的合成可知，導(dǎo)線對桌面的壓力增大，所以a受到的摩擦力向左，故導(dǎo)線a對桌面的摩擦力向右，故選項B、D錯誤；由于a、b間的距離增大，故a在b處產(chǎn)生的磁場強度大小減小，根據(jù)安培力FBIL可知，受到的安培力減小，故選項C正確5(2019綿陽高三診斷)(多選)如圖所示，空間中有斜向右下方與水平方向成角的勻強磁場，一絕緣豎直擋板MN垂直于紙面所在的豎直平面，一根通有垂直紙面向外的電流的水平金屬桿，緊貼擋板上的O點處于靜止?fàn)顟B(tài)下列說法正確的是()A若擋板MN表面光滑，略減小金屬桿中電流，金屬桿可能仍然靜止于O點B若擋板MN表面光滑，略增大金屬桿中電流，要保持金屬桿仍
7、然靜止，可將擋板繞過O點垂直紙面的軸逆時針轉(zhuǎn)動一定角度C若擋板MN表面粗糙，略增大金屬桿中電流，金屬桿可能仍然靜止，且金屬桿所受的靜摩擦力一定增大D若擋板MN表面粗糙，略減小金屬桿中電流，金屬桿可能仍然靜止，且金屬桿所受的靜摩擦力方向可能豎直向上BD解析 若擋板MN表面光滑，對金屬桿受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖所示根據(jù)平衡條件，有FNmgtan ，如果略減小金屬桿中電流，則F略減小，而方向不變，支持力方向也不變，根據(jù)平衡條件，支持力和安培力大小應(yīng)該不變，顯然矛盾，故選項A錯誤；三力平衡時，三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，如圖所示，略增大金屬桿中電流，則安培力略增大，要重新平衡，可
8、以將擋板繞過O點垂直紙面的軸逆時針轉(zhuǎn)動一定角度，即支持力逆時針轉(zhuǎn)動一定角度，如圖所示，故選項B正確；擋板MN表面粗糙，受重力、支持力、靜摩擦力和安培力，其中靜摩擦力可能向上、向下或者為零，略增大金屬桿中電流，安培力增大，金屬桿可能仍然靜止，如果原靜摩擦力向上，則Fcos fmg，靜摩擦力可能是減小的，故選項C錯誤；擋板MN表面粗糙，略減小金屬桿中電流，安培力減小，金屬桿可能仍然靜止，如果靜摩擦力向上，則靜摩擦力是增加的，故選項D正確6如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向的夾角均為.如果僅改變下列某一個條件，角
9、的相應(yīng)變化情況是()A棒中的電流變大，角變大B兩懸線等長變短，角變小C金屬棒質(zhì)量變大，角變大D磁感應(yīng)強度變大，角變小A解析 金屬棒受到水平的安培力而使懸線偏轉(zhuǎn)，懸線與豎直方向形成夾角，受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件有tan ，由該式知，金屬棒中的電流變大，角變大，選項A正確；兩懸線變短，不影響平衡狀態(tài)， 角不變，選項B錯誤；金屬棒質(zhì)量變大， 角變小，選項C錯誤；磁感應(yīng)強度變大， 角變大，選項D錯誤7如圖所示，兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌寬度為L，一端與電源連接一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，在安培力的作用下，金
10、屬棒以v0的速度向右勻速運動，通過改變磁感應(yīng)強度的方向，可使流過導(dǎo)體棒的電流最小，此時磁感應(yīng)強度的方向與豎直方向的夾角為()A37B30C45D60B解析 由題意對棒受力分析如圖所示，設(shè)磁感應(yīng)強度的方向與豎直方向成 角，則有BILcos (mgBILsin )，整理得BIL，電流有最小值，就相當(dāng)于安培力有最小值，代入數(shù)據(jù)解得30，則選項A、C、D錯誤，B正確8(2019山東沂水一中高三模擬)如圖所示，邊長為l，質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線框用絕緣細(xì)線懸掛于天花板，導(dǎo)線框中通一逆時針方向的電流，圖中虛線過ab邊中點和ac邊中點，在虛線的下方有一垂直于導(dǎo)線框向里的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為B，此時導(dǎo)
11、線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線中的拉力為F1；保持其他條件不變，現(xiàn)將虛線下方的磁場移至虛線上方，此時細(xì)線中拉力為F2.導(dǎo)線框中的電流大小為()ABCDA解析 當(dāng)在虛線的下方有一垂直于導(dǎo)線框向里的勻強磁場，此時導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線中的拉力為F1，結(jié)合矢量的合成法則及三角知識，則線框受到安培力的合力，方向豎直向上，大小為F安BIlBI，根據(jù)平衡條件，則有F1F安mg；現(xiàn)將虛線下方的磁場移至虛線上方，此時細(xì)線中拉力為F2，則兩邊受到的安培力大小相等，安培力夾角均為120，因此安培力合力F安BI，方向向下，則有F2mgF安；聯(lián)立得F2F1BIl，即I，選項A正確9(2019上海寶山區(qū)高三二模)如圖所示，置
12、于傾角為的導(dǎo)軌上的通電導(dǎo)體棒ab，恰好保持靜止，在下列四個側(cè)視圖中，標(biāo)出了四種可能的勻強磁場方向，側(cè)視圖中棒ab與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為零的圖是() A解析 A圖中棒ab受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三個力平衡，則不受摩擦力，故選項A正確；B圖中棒ab受重力、垂直斜面向下的安培力和斜面的支持力，要想處于平衡，一定受摩擦力，故選項B錯誤；C圖中棒ab受重力、豎直向下的安培力和斜面的支持力，要想處于平衡，一定受摩擦力，故選項C錯誤；D圖中棒ab受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力，要想處于平衡，一定受摩擦力，故選項D錯誤10(2019衡陽高三月考)(多選)如圖所示，質(zhì)量是M，長為L的
13、直導(dǎo)線通有垂直紙面向外的電流I，被一絕緣線拴著并處在勻強磁場中，導(dǎo)線能靜止在傾角為的光滑斜面上，則磁感應(yīng)強度B的大小和方向可能是()A大小為，方向垂直斜面向上B大小為，方向垂直紙面向里C大小為，方向水平向右D大小為，方向沿斜面向下BC解析 安培力沿斜面向上大小為Mgtan ，而重力和支持力的合力等于Mgsin 小于安培力，所以導(dǎo)線有沿斜面往上的運動趨勢，選項A錯誤；B中直導(dǎo)線安培力為零，而繩的拉力、重力和支持力可以滿足平衡條件，選項B正確；安培力豎直向上，重力和安培力平衡，沒有支持力和拉力，選項C正確；安培力垂直斜面向上大小為Mg，沿斜面方向分解重力，因為MgMgcos ，所以導(dǎo)線有離開斜面的
14、運動趨勢，選項D錯誤11(2019宜昌高三元月調(diào)研)(多選)如圖所示，圓圈中的“”表示電流方向垂直紙面向里，圓圈中的“”表示電流方向垂直紙面向外兩根通電長直導(dǎo)線a、b平行水平放置，a、b中的電流強度均為I，此時a受到的磁場力大小為F.當(dāng)在a、b的上方再放置一根與a、b平行的通電長直導(dǎo)線c后，a受到的磁場力大小仍為F，圖中abc正好構(gòu)成一個等邊三角形，則此時()Ab受到的磁場力大小為FBb受到的磁場力大小為FCc受到的磁場力大小為FDc受到的磁場力大小為FBC解析 加上導(dǎo)線c后，a受到的磁場力如圖甲所示，a受到的合磁場力仍為F，則受到c給的磁場力大小也為F，與b給的磁場力夾角為120，故合力為F
15、aF，因為abc正好構(gòu)成一個等邊三角形，所以c給b的磁場力大小為F，b受到的磁場力如圖乙所示，根據(jù)平行四邊形定則可得b受到的磁場力Fb2Fcos 30F，根據(jù)牛頓第三定律可得，c受到的a、b給的磁場力如圖丙所示，根據(jù)平行四邊形定則可得FcF，選項B、C正確12(2019長沙長郡中學(xué)高三月考)(多選)如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為，垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢為E、內(nèi)阻為r的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒靜止且有沿導(dǎo)軌向上運動的趨勢導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩
16、點間的電阻為R0，金屬導(dǎo)軌電阻不計現(xiàn)讓磁場從圖示方向順時針緩慢轉(zhuǎn)為豎直向上的方向，該過程中金屬棒始終保持靜止，則金屬棒受的()A合力增大B安培力大小不變C彈力增大D摩擦力增大BC解析 由于金屬棒始終保持靜止，合力始終為零，保持不變，選項A錯誤；由公式F安BIL可知，由于磁場大小不變，所以安培力大小不變，選項B正確；磁場垂直斜面時，由平衡條件可得，彈力FN1mgcos ，磁場為豎直向上時，由平衡條件可得，彈力FN2mgcos F安sin ，所以彈力變大，選項C正確；磁場垂直斜面時，由平衡條件可得，摩擦力Ff1F安mgsin ，當(dāng)磁場從圖示方向順時針緩慢轉(zhuǎn)為豎直向上的方向時，安培力大小不變，安培力
17、沿斜面方向的分力減小，當(dāng)減小到與重力沿斜面向下的分力相等時，摩擦力變?yōu)榱悖?dāng)安培力沿斜面方向的分力減小到小于重力沿斜面向下的分力時，摩擦力增大，所以摩擦力先減小后增大，選項D錯誤13如圖所示，一長為10 cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中；磁場的磁感應(yīng)強度大小為0.1 T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12 V的電池相連，電路總電阻為 2 .已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量為0.5 cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判斷開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的
18、方向，并求出金屬棒的質(zhì)量解析 依題意，開關(guān)閉合后，電流方向從b到a，由左手定則可知，金屬棒所受的安培力方向豎直向下開關(guān)斷開時，兩彈簧各自相對于其原長伸長了l10.5 cm.由胡克定律和力的平衡條件得2kl1mg，式中，m為金屬棒的質(zhì)量，k是彈簧的勁度系數(shù)，g是重力加速度的大小開關(guān)閉合后，金屬棒所受安培力的大小為FBIL，式中，I是回路電流，L是金屬棒的長度兩彈簧各自再伸長了l20.3 cm，由胡克定律和力的平衡條件得2k(l1l2)mgF，由歐姆定律有EIR，式中，E是電池的電動勢，R是電路總電阻聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得m0.01 kg.答案 安培力的方向豎直向下金屬棒的質(zhì)量為0.01 kg1
19、4(2019晉中摸底)如圖所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為L，處于勻強磁場內(nèi)，勻強磁場的方向與線圈平面垂直當(dāng)線圈中通過電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡，然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再次達(dá)到新的平衡(1)若線圈串聯(lián)一個電阻R連接到電壓為U的穩(wěn)定電源上，已知線圈電阻為r，當(dāng)線圈中通過電流I時，請用題給的物理量符號表示出電阻R的大?。?2)請用重力加速度g和n、m、L、I導(dǎo)出B的表達(dá)式解析 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I，解得Rr.(2)根據(jù)平衡條件有mg2nBIL，得B.答案 (1)r(2)B9
2020年物理高考大一輪復(fù)習(xí) 第9章 磁場 第25講 磁場 安培力練習(xí)（含解析）
