课时1磁场的描述及磁场对电流的作用

第十单元磁场

磁场的描述及磁场对电流的作用

基础打磨

1.(2019年安徽芜湖市期末)如图所示,直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中,有一条长为0.6 m的直导线沿Ox方向通有大小为9 A的电流,受到的安培力沿Oz方向,大小为

2.7 N。则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为()。

A.平行于yOz平面,B=0.5 T

B.平行于xOz平面,B=1.0 T

C.平行于xOy平而,B=0.2 T

D.平行于xOy平面,B=1.0 T

2.(2019年哈尔滨市第三中学高三上学期期末)(多选)如图所示,开关闭合的通电螺线管轴线正右侧用绝缘细线悬挂一线圈A,正上方用绝缘细线悬挂一垂直纸面的导线B,现给A、B通入图示方向的电流,不计A、B间的相互作用,下列说法正确的是()。

A.通电后A线圈靠近螺线管

B.通电后A线圈远离螺线管

C.通电后悬挂B的绝缘细线拉力比没通电流时的拉力大

D.通电后悬挂B的绝缘细线拉力比没通电流时的拉力小

3.(2019年广东省华附、省实、广雅、深中高三上期末)在地磁场的作用下处于水平静止的小磁针正上方,水平放置一直导线,且直导线平行于小磁针指向。若导线中通有电流I1时,小磁针偏转30°;若导线中通有电流I2时,小磁针偏转60°。已知通电直导线

大小为()。

在某点处产生的磁感应强度与导线电流成正比,则I2

I1

C.√3

D.3

A.2

B.1

2

4.(2019年河南驻马店市高三上学期期末)(多选)如图所示,光滑斜面上放置一个通电导体棒,施加磁场后导体棒以大小为a=g的加速度沿斜面向下运动(棒保持水平),g为重力加速度,则以下四种情况中可能的是()。

5.(2019年上海市黄浦区2019届高三调研)如图所示,水平导轨接有电源,导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c,其中b最短,c为直径与b等长的半圆,导体的电阻与其长度成正比,导轨电阻不计。现将装置置于向下的匀强磁场中,接通电源后,三根导体棒中均有电流通过,则它们受到安培力的大小关系为()。

A.F a>F b=F c

B.F a=F b>F c

C.F a=F b=F c

D.F a>F b>F c

能力拔高

6.(2019年湖北省黄冈中学高三5月第二次模拟)如图所示为测磁感应强度大小的一种方式。边长为l、一定质量的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通以逆时针方向的电流。图中虚线过ab边中点和ac边中点,在虚线的下方为垂直于导线框向里的匀强磁场,导线框中的电流大小为I。此时导线框处于静止状态,通过传感器测得细线中的拉力大小为F1;保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时测得细线中拉力大小为F2,则磁感应强度大小为()。

A.F2-F1

Il B.F2-F1

2Il

C.2(F2-F1)

Il D.2(F2-F1)

3Il

7.(2019年淮北一中模拟)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作用于力传感器的挂钩上时,拉力显示器可以直接显示力传感器所受的拉力。当线框接入恒定电压E1时,拉力显示器的示数为F1;接入恒定电压E2时(电流方向与电压为E1时相同),拉力显示器的示数为F2。已知F1>F2,则磁感应强度B的大小为()。

A.R(F1-F2)

L(E1-E2)B.R(F1-F2)

L(E1+E2)

C.R(F1+F2)

L(E1-E2)D.R(F1+F2)

L(E1+E2)

8.(2019年湖南高三模拟)(多选)正三角形ABC的三个顶点处分别固定有水平放置的长直导线,并通以如图所示方向的恒定电流,导线中的电流大小相等,三角形中心O点的磁感应强度大小为B0,已知通电直导线在某点产生的磁场的磁感应强度的大小与通电直导线的电流大小成正比,则下列说法正确的是()。

A.O点处的磁感应强度方向竖直向下

B.B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左

B0

C.B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为1

2

B0

D.将A处电流大小减半,则O点处的磁场磁感应强度大小为3

4

9.(2019年广东五校协作体第一次联考)(多选)两根固定的相互平行的直导线A和B,相距为L,电流方向如图所示。导线C用轻绳悬挂在AB导线的中间上方,距离AB为√3

L,三根导线通的电流都为I。下列说法正确的是()。

2

A.从上往下看导线C顺时针转动,同时绳子的张力变小

B.从上往下看导线C逆时针转动,同时绳子的张力变大

C.当C转到与A、B平行时A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为√3∶√3∶1

D.当C转到与A、B平行时A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶1

10.(2019年福建省福州市高中毕业班质检)如图所示,一根长为L的金属细杆通有电流时,水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中。若电流和磁场的方向均不变,电流大小变为0.5I,磁感应强度大小变为4B,重力加速度为g,则此时金属细杆()。

A.电流方向垂直纸面向外

B.受到的安培力大小为2BIL sin θ

C.对斜面压力大小变为原来的2倍

D.将沿斜面加速向上,加速度大小为g sin θ

思维拓展

11.(原创)(多选)如图所示是导轨式电磁炮的结构原理示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。内阻为r的可控电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过炮弹,再从另一导轨流回电源,炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B 的垂直于平行轨道的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L,炮弹的质量为m,炮弹在导轨间的电阻为R,若炮弹滑行s后获得的发射速度为v。不计空气阻力,下列说法正确的是()。

A.电磁炮所在处的磁场方向为竖直向下

B.电磁炮受到的安培力大小F=mv 2s

C.可控电源的电动势E=mv 2(R+r )2sBL

D.这一过程中系统消耗的总能量是1

2mv 2+m 2v 3(R+r )2sB 2L 2

12.(2019年太原模拟)(多选)一金属条放置在相距为d 的两金属轨道上,如图所示。现让金属条以v 0的初速度从AA'进入水平轨道,再由CC'进入半径为r 的竖直圆轨道,金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v ,完成圆周运动后,再回到水平轨道上,整个轨道除圆轨道光滑外,其余均粗糙,运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好。已知由外电路控制流过金属条的电流大小始终为I ,方向如图中所示,整个轨道处于水平向右的匀强磁场中,磁感应强度为B ,A 、C 间的距离为L ,金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动。重力加速度为g ,则由题中信息可以求出( )。

A.金属条的质量

B.金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向

C.金属条运动到DD'时的瞬时速度

D.金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数

13.(2019年南昌市第二中学高三模拟)两个相同的全长电阻为9 Ω、半径为8 cm 的均匀光滑圆环固定在一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm 的竖直面内,两环的圆心连线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B=√3

2 T 的匀强磁场(未画出),两环的最高点A 和C 间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接的导线的电阻不计。今有一根质量为10 g 、电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可沿环滑动,而棒恰好静止于如图所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P 、Q 和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ=60°,重力加速度g 取10 m/s 2。

(1)求此电源电动势E 的大小。

(2)若换上两个电阻可忽略的光滑圆环和电动势E 的大小为2 V 的电源,其他条件不变,现将棒从圆环最低点静止释放,问:棒经过P 、Q 点时对两环的弹力各为多少?棒能上升的最大高度是多少?