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考点强化练25 磁场的描述 磁场对电流的作用
1.下列四幅图所表示的内容与地磁场有关的是
2.磁场中某区域的磁感线如图所示则 A.a、b两处的磁感应强度方向相同B.a、b两处的磁感应强度的大小不等BaBbC.同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
3.关于磁感应强度的概念以下说法正确的有 A.电流元IL在磁场中受力为F则磁感应强度B一定等于B.电流元IL在磁场中受力为F则磁感应强度可能大于或等于C.磁场中电流元受力大的地方磁感应强度一定大D.磁场中某点磁感应强度的方向与电流元在此点的受力方向相同
4.两个绝缘导体环AA、BB大小相同环面垂直环中通有相同大小的恒定电流如图所示则圆心O处磁感应强度的方向为AA面水平BB面垂直纸面 A.指向左上方B.指向右下方C.竖直向上D.水平向右
5.如图所示是一道闪电划破夜空击中杭州北高峰的电视塔假设发生闪电的云层带正电则在闪电瞬间电视塔受到地磁场的在水平方向的作用力方向是 A.向西B.向南C.向东D.向北
6.多选如图两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2;A、B、C、D为导线某一横截面所在的平面内的四点且A、B、C与两导线共面B点在两导线之间B、D的连线与导线所在平面垂直磁感应强度可能为零的点是 A.A点B.B点C.C点D.D点
7.一新型电磁船的船体上安装了用于产生强磁场的超导线圈在两船舷之间装有电池导电的海水在磁场力作用下即可推动该船前进如图是电磁船的简化原理图其中MN和PQ是与电池相连的导体棒MN、PQ、电池与海水构成闭合回路且与船体绝缘要使该船水平向左运动则超导线圈在MNPQ所在区域产生的磁场方向是 A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右
8.如图所示一段导线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abcd所受到的磁场的作用力的合力 A.方向沿纸面向上大小为+1BIlB.方向沿纸面向上大小为-1BIlC.方向沿纸面向下大小为+1BIlD.方向沿纸面向下大小为-1BIl
9.多选如图所示质量是M长为L的直导线通有垂直纸面向外的电流I被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上则磁感应强度B的大小和方向可能是 A.大小为方向垂直斜面向上B.大小为方向垂直纸面向里C.大小为方向水平向右D.大小为方向沿斜面向下
10.多选如图所示金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂处于竖直向上的匀强磁场中金属棒中通以由M向N的电流平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ如果仅改变下列某一条件θ角的相应变化情况是 A.金属棒质量变大θ角变大B.两悬线等长变短θ角变小C.金属棒中的电流变大θ角变大D.磁感应强度变大θ角变大
11.多选2018浙江东阳中学期中如图所示一根长度为L的直导体棒中通以大小为I的电流静止放在导轨上垂直于导体棒的匀强磁场的磁感应强度为BB的方向与竖直方向成θ角下列说法正确的是 A.导体棒受到磁场力大小为BILB.导体棒对轨道压力大小为mg-BILcosθC.导体棒受到导轨摩擦力为μmg-BILsinθD.导体棒受到导轨摩擦力为BILcosθ
12.多选如图纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L
1、L2L1中的电流方向向左L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点它们相对于L2对称整个系统处于匀强外磁场中外磁场的磁感应强度大小为B0方向垂直于纸面向外已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0方向也垂直于纸面向外则 A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B
013.多选如图所示水平向右的匀强磁场的磁感应强度B1=1T长L=1m的直导线通有I=1A的恒定电流导线平行于纸面与B1成60°的夹角时发现其不受安培力而将导线垂直于纸面放置时可测出安培力为2N则该区域存在的另一匀强磁场B2的大小和方向可能是 A.大小为T方向竖直向上B.大小为T方向竖直向上C.大小为T方向在纸面内与导线成arcsinD.大小为T方向在纸面内与导线成arcsin
14.一电流表的原理示意图如图所示质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连绝缘弹簧劲度系数为k在矩形区域ABCD内有匀强磁场磁感应强度大小为B方向垂直纸面向外与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数MN的长度大于AB当MN中没有电流通过且处于平衡状态时MN与矩形区域的CD边重合当MN中有电流通过时指针示数可表示电流1当电流表示数为零时弹簧伸长多少重力加速度为g2若要电流表正常工作MN的哪一端应与电源正极相接3若k=
2.0N/mAB=
0.20mCB=
0.050mB=
0.20T此电流表的量程是多少不计通电时电流产生的磁场的作用4若将3中量程扩大1倍磁感应强度应变为多大
15.2018浙江11月选考如图所示在间距L=
0.2m的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面向内为正的磁场磁感应强度的分布沿y方向不变沿x方向如下:B=导轨间通过单刀双掷开关S连接恒流源和电容C=1F的未充电的电容器恒流源可为电路提供恒定电流I=2A电流方向如图所示有一质量m=
0.1kg的金属棒ab垂直导轨静止放置于x0=
0.7m处开关S掷向1棒ab从静止开始运动到达x3=-
0.2m处时开关S掷向2已知棒ab在运动过程中始终与导轨垂直求:提示:可以用F-x图象下的“面积”代表力F所做的功1棒ab运动到x1=
0.2m时的速度v1;2棒ab运动到x2=-
0.1m时的速度v2;3电容器最终所带的电荷量Q考点强化练25 磁场的描述 磁场对电流的作用
1.D
2.C 安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、I、l和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关
3.B 只有当电流元与磁场垂直时B=当电流元与磁场不垂直时B≠故A错误当电流元与磁场垂直时F=BILsinαα是电流元与磁场方向的夹角则B≥故B正确由公式F=BILsinα可知磁场中电流元受力情况取决于B、I、L及α四个因素则F大B不一定大故C错误磁感应强度的方向与电流元在此点的受力方向垂直故D错误
4.A 根据安培定则可知导体环AA在O处产生的磁场方向为竖直向上导体环BB在O处产生的磁场方向为水平向左按平行四边形定则可知O处磁感应强度的方向为指向左上方故选项A正确选项B、C、D错误
5.C 地磁场由地球南极指向北极放电现象是电视塔的自由电子向云层释放故电流指向大地由左手定则可知电视塔受到地磁场的在水平方向的作用力向东故C正确
6.AC 两电流在该点的合磁感应强度为0说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反则为A或C如果I1I2则A点可能为零如果I1I2则C点可能为零故A、C正确B、D错误
7.B 海水中电流方向从MN流向QP且船向左运动海水所受的安培力方向向右根据牛顿第三定律可知船体所受的安培力方向向左再根据左手定则可知磁场方向竖直向下故B正确ACD错误
8.A 本题的结果F合=F+Fbc=+1BIl可以这样理解:利用F=BIl计算垂直放在磁场中的弯曲导线受的安培力时式中的l等于ad两端点连接直线的长度相应的电流方向沿l由始端流向末端
9.BC 安培力沿斜面向上大小为Mgtanθ而重力和支持力的合力等于Mgsinθ小于安培力所以导线有沿斜面往上的运动趋势故A错误;无所谓B的大小安培力均为0而绳的拉力、重力和支持力可以满足平衡条件故B正确;安培力竖直向上重力和安培力平衡没有支持力和拉力故C正确;安培力垂直斜面向上大小为Mg沿斜面方向分解重力因为MgMgcosθ所以导线有离开斜面的运动趋势故D错误
10.CD 水平的直线电流在竖直磁场中受到水平的安培力与竖直方向形成夹角为θ此时它受力平衡有tanθ=所以金属棒质量变大θ角变小故A错误;根据tanθ=两悬线变短不影响平衡状态θ角度不变故B项错误;根据tanθ=金属棒中的电流变大θ角变大故C正确;根据tanθ=磁感应强度变大θ角度变大故D项正确
11.AD 根据左手定则可得导体棒受力分析如图所示B与I垂直故导体棒受到磁场力大小为F=BIL选项A正确;根据共点力平衡规律得BILsinθ+FN=mg得导体棒对轨道的压力大小为FN=mg-BILsinθ选项B错误;因为导体棒受到的是静摩擦力因而受到静摩擦力大小要运用力的平衡规律求解即为Ff=BILcosθ选项C错误选项D正确
12.AC 先利用右手定则判断通电导线各自产生的磁场强度然后再利用矢量叠加的方式求解各个导体棒产生的磁场强度L1在ab两点产生的磁场强度大小相等设为B1方向都垂直于纸面向里而L2在a点产生的磁场强度设为B2方向向里在b点产生的磁场强度也为B2方向向外规定向外为正根据矢量叠加原理可知B0-B1-B2=B0B2+B0-B1=B0可解得B1=B0;B2=B0故AC正确故选AC
13.AC 根据题意“导线平行于纸面与B1成60°的夹角时发现其不受安培力”说明合磁场一定与电流方向平行即合磁场可能跟电流方向相同或相反根据左手定则将导线垂直于纸面放置时所受的安培力的合力一定跟导线垂直垂直放置时不妨设电流方向垂直纸面向内则两种情况分别如下图;B1产生的安培力为F1方向垂直B1向下大小为F1=B1IL=1N第一种情况合磁场跟电流方向相同根据平行四边形定则以F1为邻边、F合为对角线作另一个邻边F2如上图所示根据几何关系可知α=30°F合=2N、F1=1N所以F2=N因为F2=B2IL所以B2=T=T如图B2的方向在纸面内垂直B1向上A正确B错误第二种情况合磁场跟电流方向相反根据平行四边形定则以F1为邻边、F合为对角线作另一个邻边F2如上图所示θ=30°所以根据余弦定理有F2==N=N因为F2=B2IL所以B2=T=T根据正弦定理有所以sinβ=×F1=×1=故β=arcsin所以B2的方向如图所示在纸面内与导线成β角向下故β=arcsinC正确D错误
14.答案1 2M端
32.5A
40.10T解析1设当电流表示数为零时弹簧的伸长量为Δx则有mg=kΔx解得Δx=2为使电流表正常工作金属棒MN的安培力必须向下因此M端应接正极3设电流表满偏时通过MN的电流为Im则有BIm·AB+mg=kCB+Δx联立并代入数据得Im=
2.5A4设量程扩大后磁感应强度变为B则有2BIm·AB+mg=kCB+Δx解得B=代入数据得B=
0.10T
15.答案12m/s 2 3C解析1安培力F=BIL加速度a=速度v1==2m/s2在区间-
0.2m≤x≤
0.2m安培力F=5xIL如图所示安培力做功W=动能定理W=v2=m/s3动量定理-BLQ=mv-mv3电荷量Q=CBLvx=-
0.2m处的速度v3=v1=2m/sQ=C。
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