发布时间 : 星期六 文章备战2020年高考物理一轮复习第1讲 磁场及其对电流的作用练习更新完毕开始阅读cdb60149e43a580216fc700abb68a98270feac25
基础课1 磁场的描述及磁场对电流的作用
一、选择题(1～5题为单项选择题，6～9题为多项选择题)
1．用两根绝缘细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图1所示。
当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有( )
图1
A．两导线环相互吸引 B．两导线环相互排斥 C．两导线环间无相互作用力 D．两导线环先吸引后排斥
解析 通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，选项A正确。
答案 A
2．如图2所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀
强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直。现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中( )
图2
A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大 B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大 C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小 D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小
解析 初始状态时，金属棒受重力、拉力和安培力作用而平衡。在磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下的过程，安培力的大小F安＝BIL不变，方向由竖直向上变为垂直纸面向里。根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转。因为金属棒受重力、拉力和安培力作
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用而平衡，重力和安培力的合力与拉力等值反向，重力和安培力的大小不变，它们之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大。故选项A正确。
答案 A
3．如图3所示，铜棒ab长l0＝0.1 m，质量为m＝0.06 kg，两端与长为l＝1 m的轻铜线相连，
静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，已知最大偏转角为37°，则在向上摆动过程中(不计空气阻力，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)则( )
图3
A．铜棒的机械能守恒 B．铜棒的机械能先增大后减小 C．铜棒中通电电流大小为9 A D．铜棒中通电电流大小为4 A
解析 铜棒在上升过程中，安培力做正功，机械能一直增大，A、B错误；由动能定理知W安－W重＝0，即BIl0lsin 37°＝mgl(1－cos 37°)，代入数值得I＝4 A。C错误，D正确。
答案 D
4．(2017·上海杨浦区模拟)如图4所示，质量m＝0.5 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾
角为37°、宽度L＝1 m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势E＝8 V、内阻r＝1 Ω，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作。取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小g＝10 m/s2，则磁场的磁感应强度大小为( )
图4
A．2 T
B．1.73 T
C．1.5 T
D．1 T
P1
解析 电动机M正常工作时的电流I1＝U＝2 A，电源内阻上的电压U′＝E－U＝8 V－4 V＝
U′
4 V，根据欧姆定律得干路中的电流I＝r＝4 A，通过导体棒的电流I2＝I－I1＝2 A，导体棒受力平衡，有BI2L＝mgsin 37°，得B＝1.5 T，只有选项C正确。
答案 C
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5．如图5甲所示，a、b两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周
上，且两导线与圆心连线的夹角为 60°时，圆心处的磁感应强度大小为B。如图乙所示，c导线中通有与a、b导线完全相同的电流，a、b、c垂直圆平面放置在圆周上，且a、b两导线与圆心连线的夹角为120°，b、c两导线与圆心连线的夹角为30°，则此时圆心处的磁感应强度大小为( )
图5
6A.3B B．B
C．0
D.2B
解析 当a、b两导线与圆心连线的夹角为60°时，它们在圆心处的磁感应强度如图甲所示，设Ba＝Bb＝B1，则有B＝3B1。当a、b两导线与圆心连线夹角为120°时，如图乙所示，它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B′＝B1，再与c导线在圆心处产生的磁场叠加后磁感应强6
度矢量和为2B1，因此圆心处的磁感应强度大小为3B，A选项正确。
答案 A
6．如图6所示，在xOy平面内有两根平行于y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向、大
小相同的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，Q为z轴上一点，下列说法正确的是 ( )
图6
A．O点处的磁感应强度为零
B．P、Q两点处的磁感应强度方向垂直
3
C．P、Q两点处的磁感应强度方向平行
D．正电荷从O点沿z轴向上运动不受洛伦兹力作用 答案 AB
7．图7中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条
平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是 ( )
图7
A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动
B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动
C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动
D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动
解析 若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆所受安培力向左，则L向左滑动，A选项错误；同理判定B、D选项正确，C选项错误。 答案 BD
8．有一根质量为m、长度为d的通有水平向里的电流I的导体棒，被长度为L的轻质绝缘细线
3mg
悬挂在天花板上，在此空间加上竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B＝3Id，若保持导体棒中的电流I始终不变，则( )
图8
A．细线偏离竖直方向的夹角最大为30° B．细线偏离竖直方向的夹角最大为60°
C．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为2(3－1)mg D．在导体棒摆动过程中细线上拉力最大为
（12＋3）mg
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