2013物理高三一轮复习精品学案第8章《电流》第一讲

(本栏目内容，一、选择题
1．(2009·海南单科)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()
解析：由左手定则知D项正确．
答案： D
2.如右图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环
左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()
A．N极竖直向上B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右
解析：负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿OO′轴向左．由于磁针N极指向为磁场方向，所以应选C.
答案： C
3．在匀强磁场的同一位置，先后放入长度相等的两根直导线a和b，a、b导线的方向与磁场方向垂直，但两导线中的电流大小不同，下列图象中表示导线所受安培力F与通电电流I的关系，a、b各自有一组F、I的数值，在图象中各描一个点，下列图象中正确的是()
解析：由于导线与磁场垂直，故F＝BIL，而a、b两导线的L相同，B相同，所以F∝I，因此选项D正确．
答案： D
4．如下图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B 方向的是()
解析： 要使电磁炮弹加速，则炮弹应受向右的安培力．由左手定则可知：磁场方向应为垂直纸面向外．B 正确．
答案： B
5.已知地磁场的水平分量为B ，利用这一值可以测定某一弱磁场
的磁感强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感强度．实
验方法：①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中
央放一枚小磁针N 极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针N
极指北偏东θ角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感强度分别为( )
A ．顺时针；
B cos θ B ．顺时针；B sin θ
C ．逆时针；B cos θ
D ．逆时针；B sin θ
解析： 通电线圈产生磁场方向向东，由安培定则可知电流沿逆时针方向；磁感应强度为矢
量，根据其叠加原理可得B ＝B′cos θ(B′为合磁感应强度)，所以B′＝B cos θ.所以本题选C 项．
答案： C
6．(2011·广东惠州调研)图中的D 为置于电磁铁两极间的一段通电直导
线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S 接通后，导线D 所受磁场力的
方向是( )
A ．向上
B ．向下
C ．向左
D ．向右
解析： 由右手螺旋定则，软铁芯在导线处的磁场方向向左，由左手定则，导线D 受到的磁场力方向向下，A 正确．
答案： A
7.如右图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，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 ＝1 T
的匀强磁场中，CO 间距离为10 cm ，当磁场力为 0.2 N 时，闸刀开关
会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方
向为( )
A ．电流方向C→O
B ．电流方向O→C
C ．电流大小为1 A
D ．电流大小为0.5 A
解析： 根据左手定则通以O 到C 方向的电流时，受到的安培力向左，安培力为0.2 N 时，电流应为2 A ，B 正确．
答案： B
8．有一小段通电导线，长为1 cm ，电流强度5 A ，把它置于磁场中某点，受到的安培力为0.1 N ，则该点的磁感应强度B 一定是( )
A ．
B ＝2 T B ．B≤ 2 T
C ．B≥2 T
D ．以上情况均可能
解析： 因本题中没给出通电导线在磁场中如何放置，当电流强度I 、长度L 、安培力一定的情况下，当L 与B 垂直时，B 最小，Bmin ＝F/IL ＝0.1 /(5×0.01)T ＝2 T ．即B≥2 T.
答案： C
9.(2011·南通模拟)如右图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上
方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A 与螺线管垂直，“×”表示导线中电流
的方向垂直于纸面向里．电键S 闭合后，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )
A ．水平向左
B ．水平向右
C ．竖直向下
D ．竖直向上
解析： 电键闭合后根据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右，再由左手定则判定导线受到安培力的方向为竖直向下，C 项正确．
答案： C
10.如右图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的
轻弹簧拉住而平衡，A 为水平放置的直导线的截面，导线中
无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向
外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和
弹簧的伸长量的说法中正确的是( )
A ．FN1<FN2，弹簧的伸长量减小
B ．FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小
C ．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大
D ．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
解析： 在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N 极出发到S 极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A 中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A 必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即FN1>FN2，同时，由于导线A 比较靠近N 极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.
答案： C
二、非选择题
11.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和
P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为
m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度
大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如右图所示，问：
(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？
解析： 从b 向a 看侧视图如图所示．
(1)水平方向：F ＝FAsin θ①
竖直方向：FN ＋FAcos θ＝mg ②
又FA ＝BIL ＝B E R L ③
联立①②③得：FN ＝mg －BLEcos θR ，F ＝BLEsin θR .
(2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有FA ＝mg
Bmin ＝mgR EL ，根据左手定则判定磁场方向水平向右．
答案： (1)mg －BLEcos θR BLEsin θR
(2)mgR EL 方向水平向右
12.如右图所示为一电流表的原理示意图．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强度．
(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)
(2)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 ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，cb ＝0. 050 m ，B ＝0.20 T ，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)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？
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 ①
由①式得：Δx ＝mg k .②
(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒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 间电流强度为Im.则有
BIm ab ＋mg ＝k(cb ＋Δx)③
联立②③并代入数据得Im ＝2.5 A ．④
(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有
2B′Im ab ＋mg ＝k(cb ＋Δx)．⑤
由①⑤式得：B′＝k cb
2Im ab ⑥
代入数据得：B′＝0.10 T.
答案： (1)mg k (2)M 端 (3)2.5 A (4)0.10。