人教版高三物理总复习一轮课时作业8-27 5页

第八章　磁场 课时作业27　磁场及其对电流的作用 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′)‎ ‎1．下列关于磁感应强度大小的说法，正确的是 ‎(　　)‎ A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 解析：磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，故选项A错误，选项D正确．‎ 通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故选项B错误．虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为0)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错误．‎ 答案：D ‎2．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是 ‎(　　)‎ A．由西向东垂直磁子午线 B．由东向西垂直磁子午线 C．由南向北沿子午线 D．由赤道向两极沿子午线 ‎(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)‎ 解析：地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，地磁场磁感线在地球内部由北极指向南极，则由安培定则环形电流方向判断，电流方向为由东向西垂直磁子午线，故选项B正确．‎ 答案：B ‎3．关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是 ‎(　　)‎ A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向表示该点的磁场方向 B．磁感线是从磁铁的N极指向S极 C．磁极间的相互作用是通过磁场产生的 D．磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线 解析：运动电荷周围存在磁场，一切磁现象都可以归结为运动电荷(即电流)之间通过磁场而发生的相互作用．磁感线是为了形象研究磁场而人为画出的曲线，使曲线上的每一点的切线方向与该点的磁场方向相同．磁感线的疏密描述了该处磁场的强弱，磁感线是互不相交的曲线．故选项AC正确．‎ 答案：AC ‎4．如图1所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方应该 ‎(　　)‎ 图1‎ A．沿x轴的正向 B．沿x轴的负向 C．沿z轴的正向 D．沿z轴的负向 解析：电子沿y轴正方向移动，相当于电流方向沿y轴负方向移动，根据安培定则可判断在z轴上A点的磁场方向应该沿x轴的负方向．故选项B正确．‎ 答案：B ‎5．如图2所示为通电螺线管的纵剖面图，“○×”和“⊙”分别表示导线中的电流垂直纸面流进和流出，图中四个小磁针(涂黑的一端为N极)静止时的指向一定画错了的是 ‎(　　)‎ 图2‎ A．a　　　　　　　　　　 B．b C．c D．d 解析：根据安培定则判断得出，通电螺线管内部的磁感线方向左，与外部的磁感线形成闭合曲线，小磁针N极静止时的指向在该处磁感线的切线方向上，由通电螺线管的磁感线分布情况可知，a，b两个小磁针的指向均画错了．‎ 答案：AB ‎6．如图3所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与小磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是 ‎(　　)‎ 图3‎ A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束 解析：‎ 小磁针的N极指向读者，说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者的，由安培定则可判断出带电粒子形成的电流方向向左，向左的电流可能是由向左飞行的正离子形成的，也可能是由向右飞行的负离子形成的，故正确答案为选项BC.‎ 答案：BC ‎7．(2009·全国卷Ⅰ)‎ 如图4，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 ‎(　　)‎ 图4‎ A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILB B．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILB C．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILB D．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB 解析：本题考查磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则和力的合成与分解等知识点，意在考查考生通过力的合成运动将通电弯曲导线受力问题转化为直导线受力问题的能力．将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BILsin45°＝(＋1)ILB.‎ 答案：A ‎8．在图5中，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为m；B为铁片，质量为m1，整个装置用软绳悬挂于O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，软绳上的拉力F大小为 ‎(　　)‎ 图5‎ A．F＝mg B．mg＜F＜(m＋m1)g C．F＝(m＋m1)g D．F＞(m＋m1)g 解析：以铁片B为研究对象，因为它被电磁铁吸引向上加速运动，所以受到的磁场力f大于重力m‎1g.以A和C组成的系统为研究对象，因为处于静止状态，所以拉力F等于重力mg与铁片给A的磁场f之和，F＝mg＋f′而f′＝f＞m‎1g.以A、B、C三者所组成的系统为研究对象，由于B的加速上升，使整个系统处于超重状态，所以F＞(m＋m1)g.‎ ‎ 答案：D 二、计算题(3×12′＝36′)‎ ‎9．质量为m，长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过NM的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图6甲所示，求棒MN所受的支持力和摩擦力．‎ 图6‎ 解析：求解此题时最容易误把θ角看成导体棒与磁场之间的夹角，实际上尽管磁感线倾斜，但磁场方向与导体棒MN是垂直的．‎ 正视题图，由左手定则判断出安培力的方向，对MN受力分析，如图乙所示．‎ 对导体棒MN，由平衡条件得，水平方向f＝Fsinθ 竖直方向N＝Fcosθ＋mg 安培力F＝BIL，所以MN所受的支持力 N＝BILcosθ＋mg，所受的摩擦力f＝BILsinθ.‎ 答案：N＝BILcosθ＋mg　f＝BILsinθ ‎10．在斜角θ＝30°的光滑导体滑轨A和B的上端接入一个电动势E＝3 V，内阻不计的电源，滑轨间距L＝‎10 cm，将一个质量m＝‎30 g，电阻R＝0.5 Ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图7所示，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小．‎ 图7‎ 解析：闭合开关S后金属棒上有电流流过，且金属棒保持静止，由闭合电路欧姆定律，得I＝＝＝‎‎6 A 图8‎ 金属棒静止在滑轨上，它受到重力mg和滑轨支持力N的作用，因轨道光滑，仅此二力金属棒不可能平衡，它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力的作用才能平衡．根据题意和左手定则判断出，磁场方向垂直滑轨面斜向下，金属棒受到磁场的安培力沿斜面上，如图8所示．进一步受力分析得出，若金属棒平衡，则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相 等，方向相反 F－mgsinθ＝0①‎ 由F＝BIL代入①得BIL＝mgsinθ B＝＝＝0.25 T 答案：垂直滑轨面斜向下　0.25 T ‎11．如图9(a)所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放的瞬时加速度的大小．‎ 图9‎ 解析：从b向a看画出侧面受力如图9(b)所示，导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F，由牛顿第二定律：‎ mgsinθ－Fcosθ＝ma①‎ F＝BIL②‎ I＝③‎ 由①②③式可解得a＝gsinθ－.‎ 答案：gsinθ－