4、案：B
4. [xx·北京海淀測試] 如圖是“探究影響通電導(dǎo)體在磁場中受力因素”的實驗示意圖。三塊相同馬蹄形磁鐵并列放置在水平桌面上，導(dǎo)體棒用圖中輕而柔軟的細(xì)導(dǎo)線1、2、3、4懸掛起來，它們之中的任意兩根與導(dǎo)體棒和電源構(gòu)成回路。認(rèn)為導(dǎo)體棒所在位置附近為勻強(qiáng)磁場，最初導(dǎo)線1、4接在直流電源上，電源沒有在圖中畫出。關(guān)于接通電源時可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，下列敘述正確的是( )
A. 改變電流方向同時改變磁場方向，導(dǎo)體棒擺動方向?qū)淖?
B. 僅改變電流方向或者僅改變磁場方向，導(dǎo)體棒擺動方向一定改變
C. 增大電流同時改變接入導(dǎo)體棒上的細(xì)導(dǎo)線，接通電源時，導(dǎo)體棒擺動幅度一定增大
D. 僅拿
5、掉中間的磁鐵，導(dǎo)體棒擺動幅度不變
解析：結(jié)合左手定則可知，僅改變電流方向或者僅改變磁場方向，F(xiàn)的方向一定改變，即導(dǎo)體棒擺動方向一定改變，而兩者同時改變時，F(xiàn)方向不變，則導(dǎo)體棒擺動方向不變，故B正確，A錯誤；當(dāng)I增大，但L減小時，F(xiàn)大小不一定改變，C錯誤；僅拿掉中間的磁鐵，意味著導(dǎo)體棒受力長度減小，則F應(yīng)減小，則導(dǎo)體棒擺動幅度一定改變，D錯誤。
答案：B
5. [xx·安徽六校聯(lián)考]將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來，在其附近放一條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看( )
A. 圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵
6、B. 圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵
C. 圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵
D. 圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠(yuǎn)離磁鐵
解析：將圓環(huán)大致分成左、右兩部分，右半部分受力指向紙里，左半部分受力指向紙外，故俯視圖中，圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動；取特殊值，當(dāng)圓環(huán)轉(zhuǎn)90°時，圓環(huán)右邊相當(dāng)于條形磁鐵的S極，故圓環(huán)靠近磁鐵。綜上可知C正確。
答案：C
6. [xx·昆明模擬]如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌與電源連接后，與水平方向成θ角傾斜放置，導(dǎo)軌上另放一個質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒。當(dāng)S閉合后，在棒所在區(qū)域內(nèi)加一個合適的勻強(qiáng)磁場，可以使導(dǎo)體棒靜止平衡，圖中分別加了不同方向的磁場，其中一定不能平衡的是( )
解析：四種情況的受力分別如圖
7、所示：
A、C都有可能平衡，D中如果重力與安培力剛好大小相等，則導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間沒有壓力，可以平衡，B合力不可能為零。
答案：B
7. 有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖。在如圖所示的平面內(nèi)，O點為兩根導(dǎo)線連線的中點，M、N為兩導(dǎo)線連線的中垂線上兩點，與O點的距離相等，aM與MN的夾角為θ。若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的恒定電流I，單根導(dǎo)線中的電流在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是( )
A. M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定相反
B. M點和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0cosθ
C. M點
8、和N點的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為2B0sinθ
D. 在線段MN上有磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點
解析：作出兩根導(dǎo)線在M、N兩處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，并根據(jù)平行四邊形定則求出合磁感應(yīng)強(qiáng)度，M、N兩處磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，大小為B＝2B0sinθ，選項A、B錯誤，選項C正確；線段MN上各點磁場方向均水平向右且不為零，選項D錯誤。
答案：C
8. 如圖所示，用三條細(xì)線懸掛的水平圓形線圈共有n匝，線圈由粗細(xì)均勻、單位長度的質(zhì)量為2.5 g的導(dǎo)線繞制而成，三條細(xì)線呈對稱分布，穩(wěn)定時線圈平面水平，在線圈正下方放有一個圓柱形條形磁鐵，磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且通過其圓心O，測得線圈的導(dǎo)線所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0
9、.5 T，方向與豎直線成30°角，要使三條細(xì)線上的張力為零，線圈中通過的電流至少為(g取10 m/s2)( )
A. 0.1 A B. 0.2 A
C. 0.05 A D. 0.01 A
解析： 設(shè)線圈半徑為R，通電線圈受到的安培力為每小段導(dǎo)線所受的安培力的合力F＝nBI·2πRsin30°，所受重力為G＝n2πRρg，平衡時有：F＝G, nBI·2πRsin30°＝n·2πRρg，得I＝，代入數(shù)據(jù)得I＝0.1 A，故A正確。
答案：A
9. 歐姆在探索導(dǎo)體的導(dǎo)電規(guī)律的時候，沒有電流表，他利用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流，具體的做法是：在地磁場的作用下，處于水平靜止的小磁
10、針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流的時候，小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)通過該導(dǎo)線的電流為I時，發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了30°，由于直導(dǎo)線在某點產(chǎn)生的磁場與通過直導(dǎo)線的電流成正比，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°時，通過該導(dǎo)線的電流為 ( )
A. 3I B. 2I
C. I D. I
解析：如圖，當(dāng)電流為I時，tan30°＝
設(shè)電流為I′時，磁針偏轉(zhuǎn)60°，
則tan60°＝
所以B′＝3B
又因為電流和磁場成正比，所以I′＝3I。
答案：A
10. (多選)質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN電阻為R，起初靜止于光滑的水平軌道上，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計。勻強(qiáng)磁
11、場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其方向與軌道平面成θ角斜向上方，電鍵閉合后導(dǎo)體棒開始運動。下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體棒向左運動
B. 電鍵閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為
C. 電鍵閉合瞬間導(dǎo)體棒MN所受安培力為
D. 電鍵閉合瞬間導(dǎo)體棒MN的加速度為
解析：由圖可知磁場方向雖然與軌道平面成θ角，但和導(dǎo)線是垂直的。由安培力表達(dá)式F＝BIL＝BL可知，B選項正確、C選項錯誤；由左手定則可知安培力與磁場方向和導(dǎo)線垂直，方向斜向右下方，向右的分力大小為Fx＝sinθ，由牛頓第二運動定律可得a＝，所以A選項錯誤、D選項正確。
答案：BD
11. (多選)如圖甲所示，電流恒定的通電直導(dǎo)線MN，
12、垂直平放在兩條相互平行且足夠長的水平光滑導(dǎo)軌上，電流方向由M指向N，在兩導(dǎo)軌間存在著豎直磁場，取垂直紙面向里的方向為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，當(dāng)t＝0時導(dǎo)線恰好靜止，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化，則下列說法正確的是( )
A. 在最初的一個周期內(nèi)，導(dǎo)線在導(dǎo)軌上做往復(fù)運動
B. 在最初的一個周期內(nèi)，導(dǎo)線一直向左運動
C. 導(dǎo)線一直做加速度不變的勻加速直線運動
D. 在最初的半個周期內(nèi)，導(dǎo)線的速度先增大后減小
解析：由安培力的表達(dá)式F＝BIL結(jié)合圖乙可知，安培力F在一個周期內(nèi)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化而變化，在前周期內(nèi)，安培力F大小方向均不變，加速度大小方向均不變，由于初速度為零，所以
13、導(dǎo)線在水平方向上向右做勻加速直線運動；在周期到周期內(nèi)，磁場方向改變，安培力方向改變，加速度方向改變，速度減小，至周期時速度減小到零，所以D項正確；而后在周期到周期內(nèi)，導(dǎo)線MN反向加速，在一個周期結(jié)束時又回到原來的位置，即做往復(fù)運動，所以A項正確，B、C錯誤。
答案：AD
12. [xx·南昌高三調(diào)研]如圖所示，有兩根長為L、質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x。當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法錯誤的是(
14、 )
A. 方向豎直向上
B. 大小為
C. 若使b上移少許，a仍可能保持靜止
D. 若使b下移，a將不能保持靜止
解析：由右手螺旋定則得A正確；導(dǎo)體棒a在重力、斜面的支持力和安培力的作用下處于平衡，而安培力的方向水平向右，由三力平衡條件得BILcos45°＝mgsin45°，得B＝，B錯誤；兩個導(dǎo)體棒的距離越大，導(dǎo)體棒間的安培力越小，若安培力和斜面的支持力的合力等于重力，則導(dǎo)體棒a就可能平衡。設(shè)a受到的安培力F與斜面夾角為θ，當(dāng)導(dǎo)體棒b向上移動，由三個力的動態(tài)平衡條件得Fcosθ＝mgsin45°，b越靠上端，安培力越小，則θ變小，故b上移，導(dǎo)體棒a可能處于平衡。而導(dǎo)體棒b下移，
15、兩個棒間的安培力變小，θ變大，F(xiàn)cosθ整體變小，則導(dǎo)體棒a不能處于靜止?fàn)顟B(tài)，CD正確。故本題選B。
答案：B
二、非選擇題(本題共2小題，共40分)
13. (18分)[xx·遼寧聯(lián)考]如圖所示，PQ和EF為水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，間距為l＝1.0 m，導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m＝20 g，棒的中點用細(xì)繩經(jīng)輕滑輪與物體c相連，物體c的質(zhì)量M＝30 g。在垂直導(dǎo)軌平面方向存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T的勻強(qiáng)磁場，磁場方向豎直向上，重力加速度g取10 m/s2。若導(dǎo)軌是粗糙的，且導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為導(dǎo)體棒ab重力的0.5倍，若要保持物體c靜止不動，應(yīng)該在棒中通入多大的
16、電流？電流的方向如何？
解析：因?qū)к壌植?，設(shè)棒和導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力為Ff。
若BIl>Mg，則靜摩擦力的方向與細(xì)繩的拉力方向相同，設(shè)此時電流為I1，
即有：BI1l－Mg≤Ff＝0.5mg，解得I1≤＝2.0 A；
若BIl
17、勻強(qiáng)磁場中，有一個與水平面成θ＝37°角的導(dǎo)電滑軌，滑軌上放置一個可自由移動的金屬桿ab。已知接在滑軌中的電源電動勢E＝12 V，內(nèi)阻不計。ab桿長L＝0.5 m，質(zhì)量m＝0.2 kg，桿與滑軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計。求：要使ab桿在滑軌上保持靜止，滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)變化？(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
解析：分別畫出ab桿在恰好不下滑和恰好不上滑這兩種情況下的受力分析圖，如圖所示。
當(dāng)ab桿恰好不下滑時，如圖甲所示。由平衡條件得
沿斜面方向mgsinθ＝μFN1＋F安1cosθ
垂直斜面方向FN1＝mgcosθ＋F安1sinθ
而F安1＝BL，解得R1＝5 Ω。
當(dāng)ab桿恰好不上滑時，如圖乙所示。由平衡條件得
沿斜面方向mgsinθ＋μFN2＝F安2cosθ
垂直斜面方向FN2＝mgcosθ＋F安2sinθ
而F安2＝BL，解得R2＝3 Ω。
所以，要使ab桿保持靜止，
R的取值范圍是3 Ω≤R≤5 Ω。
答案：3 Ω≤R≤5 Ω
2022年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 8.1磁場及其對電流的作用限時規(guī)范特訓(xùn)
