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2019-2020年高考物理一轮复习第十一章磁场第1讲磁场的描述磁吃电流的作用检测
1.xx北京理综176分中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋则能指南然常微偏东不全南也”进一步研究表明地球周围地磁场的磁感线分布示意如图结合上述材料下列说法不正确的是 A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
2.设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的那么这一环形电流的方向应该是
3.xx北京顺义一模18如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关示意图O是转动轴A是绝缘手柄C是闸刀卡口M、N接电源线闸刀处于垂直纸面向里、B=
0.1T的匀强磁场中C、O间距离为10cm当安培力为
0.2N时闸刀开关会自动跳开则要使闸刀开关能跳开通过CO的电流的大小和方向为 A.电流大小为20A电流方向O→CB.电流大小为20A电流方向C→OC.电流大小为2A电流方向O→CD.电流大小为2A电流方向C→O
4.如图所示A、B、C是等边三角形的三个顶点O是A、B连线的中点以O为坐标原点A、B连线为x轴O、C连线为y轴建立坐标系过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面导线中通有大小相等、方向向里的电流则过O点的通电直导线所受安培力的方向为 A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿x轴正方向D.沿x轴负方向
5.xx北京朝阳期末43分如图所示一金属直棒MN两端接有细导线悬挂于线圈上方为使MN垂直纸面向外运动可以将 A.a、c端接电源正极b、d端接电源负极B.a、d端接电源正极b、c端接电源负极C.b、d端接电源正极a、c端接电源负极D.b、c端用导线连接a接电源正极d端接电源负极
6.如图所示用天平测量匀强磁场的磁感应强度下列各选项所示的载流线圈匝数相同边长MN相等将它们分别挂在天平的右臂下方线圈中通有大小相同的电流天平处于平衡状态若磁场发生微小变化天平最容易失去平衡的是
7.xx北京海淀期末14如图所示两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°两导轨之间的距离L=
0.50m一根质量m=
0.20kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上并与导轨垂直且接触良好整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中在导轨的上端接有电动势E=36V、内阻r=
1.6Ω的直流电源和电阻箱R已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计sin37°=
0.60cos37°=
0.80重力加速度g=10m/s2 1若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计当电阻箱接入电路中的电阻R1=
2.0Ω时金属杆ab静止在导轨上
①如果磁场方向竖直向下求满足条件的磁感应强度的大小;
②如果磁场的方向可以随意调整求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;2如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略整套装置处于垂直于导轨平面斜向下、磁感应强度大小B=
0.40T的匀强磁场中当电阻箱接入电路中的电阻值R2=
3.4Ω时金属杆ab仍保持静止求此时金属杆ab受到的摩擦力f大小及方向综合提能
1.如图在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置两者之间的距离为l在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零如果让P中的电流反向、其他条件不变则a点处磁感应强度的大小为 A.0B.B0C.B0D.2B
02.如图一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间开关闭合后导体棒受到的安培力方向 A.向上B.向下C.向左D.向右
3.多选某同学自制的简易电动机示意图如图所示矩形线圈由一根漆包线绕制而成漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出并作为线圈的转轴将线圈架在两个金属支架之间线圈平面位于竖直面内永磁铁置于线圈下方为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来该同学应将 A.左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉右转轴下侧的绝缘漆刮掉
4.xx北京东城二模2420分我们知道:电流周围有磁场图1所示为环形电流周围磁场的分布情况根据电磁学理论可知半径为R、电流为I的环形电流中心处的磁感应强度大小B=k其中k为已知常量图11正切电流计是19世纪发明的一种仪器它可以利用小磁针的偏转来测量电流图2为其结构示意图在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处图2放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针带有刻度盘线圈未通电流时小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致调整线圈方位使其与静止的小磁针在同一竖直平面内给线圈通上待测电流后小磁针偏转了α角已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为BC求:a.待测电流在圆心O处产生的磁感应强度BO的大小;b.待测电流Ix的大小2电流的本质是电荷的定向移动电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场如图3所示一个电荷量为q的点电荷以速度v运动这将在与速度垂直的方向上、与点电荷相距为d的A点产生磁场请你利用上面电流产生磁场的规律自己构建模型求出该点电荷在此时的运动将在A点产生的磁场的磁感应强度大小BA图3答案精解精析基础巩固
1.C 由题意可知地理南、北极与地磁场的南、北极不重合存在磁偏角A正确磁感线是闭合的再由图可推知地球内部存在磁场地磁南极在地理北极附近故B正确只有赤道上方附近的磁感线与地面平行故C错误射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的运动方向与地磁场方向不平行故地磁场对其有力的作用这是磁场的基本性质故D正确选C
2.A 地磁的北极在地理的南极附近由于地球绕地轴自西向东旋转故地球上所带电荷的运动形成了一个环形电流根据安培定则可知右手的拇指指向地理的南极附近则弯曲的四指的指向是自东向西故环形电流的方向应该由东向西故A正确B、C、D错误
3.A 根据安培力的计算公式有F=BIL则I==A=20A根据左手定则可知电流方向由O到C故A正确
4.A 由安培定则及对称性可知A、B、C处三条长直导线在O点处产生的合磁感应强度方向水平向左再由左手定则可判断O点的通电直导线受到的安培力沿y轴正方向故A正确
5.B a、c接电源正极b、d接电源负极时直棒MN中电流方向为M→N螺线管中的电流方向为c→d由右手螺旋定则判断可知螺线管中电流在其上方产生的磁场方向向下由左手定则判断此时MN受垂直纸面向里的安培力MN将垂直纸面向里运动A错误;a、d接电源正极b、c接电源负极时直棒MN中电流方向为M→N螺线管中的电流方向为d→c由右手螺旋定则判断可知螺线管中电流在其上方产生的磁场方向向上由左手定则判断此时MN受垂直纸面向外的安培力将垂直纸面向外运动B正确;b、d接电源正极a、c接电源负极时直棒MN中电流方向为N→M螺线管中的电流方向为d→c由右手螺旋定则判断可知螺线管中电流在其上方产生的磁场方向向上由左手定则判断此时MN受垂直纸面向里的安培力将垂直纸面向里运动C错误;b、c用导线连接a接电源正极d接电源负极时直棒MN中电流方向为M→N螺线管中的电流方向为c→d由右手螺旋定则判断可知螺线管中电流在其上方产生的磁场方向向下由左手定则判断此时MN受垂直纸面向里的安培力将垂直纸面向里运动D错误
6.A 天平处于平衡状态说明线圈受到的重力和安培力的合力等于两侧砝码重力差根据安培力公式F=BIL知选项A中线圈在磁场中有效长度最大所受安培力最大磁场发生微小变化安培力变化最大天平最容易失去平衡选项A符合题意
7.答案 1
①
0.30T
②
0.24T 方向垂直于导轨平面斜向下
20.24N 方向沿导轨平面斜向下解析 1
①设通过金属杆ab的电流为I1根据闭合电路欧姆定律可知:I1=设磁感应强度为B1由安培定则可知金属杆ab受安培力水平向右金属杆ab受力如图甲所示图甲对金属杆ab根据共点力平衡条件有:B1I1L=mgtanθ解得:B1==
0.30T
②根据共点力平衡条件可知最小的安培力方向应沿导轨平面斜向上金属杆ab受力如图乙所示图乙设磁感应强度的最小值为B2对金属杆ab根据共点力平衡条件有:B2I1L=mgsinθ解得:B2==
0.24T根据左手定则可判断出此时磁场的方向垂直于导轨平面斜向下2设通过金属杆ab的电流为I2根据闭合电路欧姆定律可知:I2=假设金属杆ab受到的摩擦力方向沿导轨平面向下根据共点力平衡条件有:BI2L=mgsinθ+f解得:f=
0.24N结果为正说明假设成立摩擦力方向沿导轨平面斜向下综合提能
1.C 两导线中通电流I时两电流在a点处的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度的矢量和为0则两电流磁感应强度的矢量和为-B0如图甲得B=B0P中电流反向后如图乙B合=B=B0B合与B0的矢量和为B总=B0故C项正确甲 乙
2.D 根据图中的电流方向由安培定则知U形铁芯下端为N极上端为S极ab中的电流方向为a→b由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右选项D正确
3.AD 要使线圈在磁场中开始转动则线圈中必有电流通过电路必须接通故左右转轴下侧的绝缘漆都必须刮掉;但如果上侧的绝缘漆也都刮掉当线圈转过180°时靠近磁极的导线与开始时靠近磁极的导线中的电流方向相反受到的安培力相反线圈向原来的反方向转动线圈最终做往返运动要使线圈连续转动当线圈转过180°时线圈中不能有电流通过依靠惯性转动到初始位置再接通电路即可实现连续转动故左、右转轴的上侧不能都刮掉故选项A、D正确
4.答案 1a.BCtanα b. 2解析 1a.地磁场磁感应强度的水平分量BC与BO的关系如图所示有BO=BCtanα
①b.由题可知BO=k
②可得Ix=2电流为I、半径为d的环形电流可以看做是由Z个电荷量为q的点电荷以相同的速率v沿半径为d的圆周做同方向定向移动而形成的在Δt时间内通过环上某横截面的电荷量ΔQ=×vΔt
③电流I==
④环心处的磁感应强度大小可以写成:B=k=
⑤而这个磁场可以看做是由Z个电荷量为q的点电荷共同产生的且由对称性可知每个点电荷在环心处产生的磁感应强度相同均为BA所以有B=ZBA
⑥点电荷在A点产生的磁场的磁感应强度大小BA=。