专题10.1 磁场及其对电流的作用(高效演练)-2019领军高考物理真题透析一轮复习(解析版)

（五）高效演练
1.磁场中某区域的磁感线如图1所示，则()
图1
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＞B b
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a＜B b
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
【答案】A
2．(2018·郑州模拟)如图所示，两根无限长导线均通以恒定电流I，两根导线的直线部分和坐标轴非常接近，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的、半径相同的一段圆弧，规定垂直于纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，已知直线部分在原点O处不形成磁场，此时两根导线在坐标原点处的磁感应强度为B，下列四个选项中均有四根同样的、通以恒定电流I的无限长导线，O处磁感应强度也为B的是()
【答案】A
3．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架abcd .其中ab 、cd 边与ad 边夹角均为60°，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的电阻丝电阻为R 0，框架与一电动势为E 、内阻r ＝R 0的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则梯形框架abcd 受到的安培力的大小为( )
A ．0
B ．5BEL 11R 0
C.10BEL 11R 0
D.BEL R 0
【答案】C
【解析】.并联部分的总电阻为R 并＝3R 0·2R 03R 0＋2R 0＝65R 0，电路中的总电流I ＝E
R 并＋r ，所以线框受到的合外
力F ＝BI ·2L ＝10BEL
11R 0
，C 正确．
4．如图所示，接通开关S 的瞬间，用丝线悬挂于一点、可自由转动的通电直导线AB 将( )
A ．A 端向上，
B 端向下，悬线张力不变 B ．A 端向下，B 端向上，悬线张力不变
C ．A 端向纸外，B 端向纸内，悬线张力变小
D ．A 端向纸内，B 端向纸外，悬线张力变大 【答案】D.
【解析】当开关S接通时，由安培定则知导线附近磁感线分布如图，由左手定则判断出通电直导线此时左部受力指向纸内，右部受力指向纸外，导线将转动，转到与磁感线接近垂直时，导线转动的同时，相当于具有向里的电流，则导线受安培力将竖直向下，可知悬线张力变大，故选项D正确．
5.(2018·烟台模拟)在地球赤道上进行实验时，用磁传感器测得赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0。

将一条形磁铁固定在P点附近的水平面上，让N极指向正北方向，如图所示，此时用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为B1；现将条形磁铁以P点为轴旋转90°，使其N极指向正东方向，此时用磁传感器测得P 点的磁感应强度的大小应为(可认为地磁南、北极与地理北、南极重合)()
A．B1－B0B．B1＋B0
C.B02＋B12
D.2B02＋B12－2B0B1
【答案】D
6.(2018·开封模拟)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒。

当导体棒中的恒定电流I垂直于纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的是()
A．逐渐增大B．逐渐减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
【答案】D
【解析】对导体棒受力分析，受重力G、支持力F N和安培力F A，三力平衡，合力为零，将支持力F N
和安培力F A合成，合力与重力相平衡，如图所示，从图中可以看出，安培力F A先变小后变大，由于F A＝BIL，其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度先变小后变大，故D正确。

7．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图6所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，则线圈L1将()
图6
A．不动
B．顺时针转动
C．逆时针转动
D．在纸面内平动
【答案】B
解法三(利用结论法)：环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动．
8．如图9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F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压
力为F N2，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )
图9
A ．F N1<F N2，弹簧的伸长量减小
B ．F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小
C ．F N1>F N2，弹簧的伸长量增大
D ．F N1>F N2，弹簧的伸长量减小 【答案】C
9.(2018·淮北模拟)利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度B 的大小。

用绝缘轻质丝线把底部长为L 、电阻为R 、质量为m 的“U”形线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用轻质导线连接线框与电源，导线的电阻忽略不计。

当有拉力F 作用于力敏传感器的挂钩上时，拉力显示器可以直接显示力敏传感器所受的拉力。

当线框接入恒定电压为E 1时，拉力显示器的示数为F 1；接入恒定电压为E 2时(电流方向与电压为E 1时相反)，拉力显示器的示数为F 2。

已知 F 1>F 2，则磁感应强度B 的大小为( )
A ．
B ＝R F 1－F 2L E 1－E 2
B ．B ＝R F 1－F 2
L E 1＋E 2
C ．B ＝R F 1＋F 2
L E 1－E 2
D ．B ＝R F 1＋F 2
L E 1＋E 2
【答案】B
10．(多选)如图10所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()
图10
A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短
C．F1>F2D．F1<F2
【答案】BC
【解析】如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以F N1>F N2即台秤示数F1>F2，在水平方向上，由于F′有向左的分力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短．
11.[多选](2018·肇庆模拟)如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是()
A ．在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动
B ．在最初的一个周期内，导线一直向左运动
C ．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小
D ．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小 【答案】AD
13．如图13所示，一长为10 cm 的金属棒ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 0.1 T ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一电动势为12 V 的电池相连，电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm ，重力加速度大小取10 m/s 2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量．
图13
【答案】方向竖直向下 0.01 kg
【解析】金属棒通电后，闭合回路电流I ＝U R ＝12 V
＝6 A
导体棒受到的安培力大小为F ＝BIL ＝0.06 N
由左手定则可判断知金属棒受到的安培力方向竖直向下 由平衡条件知：开关闭合前：2kx ＝mg 开关闭合后：2k (x ＋Δx )＝mg ＋F
代入数值解得m ＝0.01 kg.
14.(2018·渭南质检)如图所示，电源电动势为3 V ，内阻不计，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距1 m ，两环分别与电源正负极相连。

现将一质量为0.06 kg 、电阻为1.5 Ω的导体棒轻放在环上，导体棒与环有良好电接触。

两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.4 T 的匀强磁场。

当开关闭合后，导体棒上滑到某位置静止不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？若已知环半径为0.5 m ，此位置与环底的高度差是多少？
【答案】0.5 N 0.2 m
代入数据解得F N ＝0.5 N 。

由牛顿第三定律知，棒对每一个环的压力为0.5 N ， 由图中几何关系有tan θ＝F mg ＝0.80.6＝4
3，得θ＝53°，
棒距环底的高度为h ＝r (1－cos θ)＝0.2 m 。