物理高考大一轮复习第9章磁场第25讲磁场安培力练习(含解析)

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

第25讲磁场安培力[解密考纲]主要考查对磁场的理解、磁场的叠加、安培力的方向和决定安培力大小的因素.1.如图所示,两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1I2,与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点,a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等,b是两根导线连线的中点,b、d连线与两根导线连线垂直.则()A.I2受到的安培力水平向左B.b点磁感应强度为零C.d点磁感应强度的方向必定竖直向下D.a点和c点的磁感应强度不可能都为零D解析电流I1在I2处的磁场方向竖直向下,根据左手定则可知,I2受到的安培力的方向水平向右,故选项A错误;电流I1与I2在b处产生的磁场方向相同,合磁场方向向下,所以磁感应强度不等于零,故选项B错误;两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反,大小相等的电流I1与I2时,d点的磁感应强度的方向是竖直向下,当两个电流的大小不相等时,d点的合磁场方向不是竖直向下,故选项C错误;电流I1的大小比电流I2大,则c点的磁感应强度可能等于零,a点的磁感应强度不可能等于零,故选项D正确.2.(2019·长春外国语学校高三期中)如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线,导线中通以如图所示方向的电流时,和原来没有电流通过时相比较,磁铁受到的支持力FN和摩擦力Ff()A.FN减小Ff向左B.FN减小Ff向右C.FN增大Ff向左D.FN增大Ff向右C解析以导线为研究对象,由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左上方,根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向右下方,磁铁有向右运动的趋势,受到地面向左的摩擦力;同时磁铁对地的压力增大,地面对磁铁的支持力也将增大,故选项A、B、D错误,C正确.3.(2019·温州九校高三联考)如图所示,是研究安培力的演示仪,把正方形导线框挂在弹簧秤的下面,导线框平面与纸面垂直.当闭合开关时,导线框外侧边的电流向上(如图所示),则下列说法正确的是()A.闭合开关时,弹簧秤的示数变小B.闭合开关后,当滑动变阻器向右滑动时,弹簧秤的示数变大C.若仅变换电源的正、负极后,闭合开关,弹簧秤的示数变小D.若仅把马蹄形磁铁重新放置,使开口向右,N极在上S极在下,线框将受到向左的安培力C解析由图可知,磁场方向向左,线框下边中的电流方向向外,由左手定则可知,下边受到的安培力方向向下,弹簧秤示数增大,选项A错误;闭合开关后,当滑动变阻器向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,通过线框的电流减小,线框下边受到的安培力减小,弹簧秤示数减小,选项B错误;若仅变换电源的正、负极后,线框下边中的电流方向向里,由左手定则可知,下边受到的安培力方向向上,弹簧秤示数变小,选项C正确;若仅把马蹄形磁铁重新放置,使开口向右,N极在上S极在下,由左手定则可知,下边受到的安培力方向向右,选项D错误.4.(2019·四川遂宁高三诊断)如图所示,绝缘水平桌面上放置一长直导线a,导线a的正上方某处放置另一长直导线b,两导线中均通以垂直纸面向里的恒定电流.现将导线b向右平移一小段距离,若导线a始终保持静止,则()A.导线b受到的安培力方向始终竖直向下B.导线a对桌面的压力减小C.导线b受到的安培力减小D.导线a受到桌面水平向右的摩擦力C解析a与b的电流的方向相反,根据电流与电流之间的相互作用力的特点可知,a与b之间的力为吸引力,当b水平向右平移时,导线a产生的磁场方向在b点为向右下方,根据左手定则可知,导线b受到的安培力方向不在竖直方向上,故选项A错误;当b水平向右平移时,a、b间的距离增大,b在a处产生的磁场强度大小减小,a受到的安培力减小且方向发生变化,根据力的合成可知,导线对桌面的压力增大,所以a受到的摩擦力向左,故导线a对桌面的摩擦力向右,故选项B、D错误;由于a、b间的距离增大,故a在b处产生的磁场强度大小减小,根据安培力F=BIL可知,受到的安培力减小,故选项C正确.5.(2019·绵阳高三诊断)(多选)如图所示,空间中有斜向右下方与水平方向成θ角的匀强磁场,一绝缘竖直挡板MN垂直于纸面所在的竖直平面,一根通有垂直纸面向外的电流的水平金属杆,紧贴挡板上的O点处于静止状态.下列说法正确的是()A.若挡板MN表面光滑,略减小金属杆中电流,金属杆可能仍然静止于O点B.若挡板MN表面光滑,略增大金属杆中电流,要保持金属杆仍然静止,可将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度C.若挡板MN表面粗糙,略增大金属杆中电流,金属杆可能仍然静止,且金属杆所受的静摩擦力一定增大D.若挡板MN表面粗糙,略减小金属杆中电流,金属杆可能仍然静止,且金属杆所受的静摩擦力方向可能竖直向上BD解析若挡板MN表面光滑,对金属杆受力分析,受重力、支持力和安培力,如图所示.根据平衡条件,有FN=mgtanθ,如果略减小金属杆中电流,则F略减小,而方向不变,支持力方向也不变,根据平衡条件,支持力和安培力大小应该不变,显然矛盾,故选项A错误;三力平衡时,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,如图所示,略增大金属杆中电流,则安培力略增大,要重新平衡,可以将挡板绕过O点垂直纸面的轴逆时针转动一定角度,即支持力逆时针转动一定角度,如图所示,故选项B正确;挡板MN表面粗糙,受重力、支持力、静摩擦力和安培力,其中静摩擦力可能向上、向下或者为零,略增大金属杆中电流,安培力增大,金属杆可能仍然静止,如果原静摩擦力向上,则Fcosθ+f=mg,静摩擦力可能是减小的,故选项C错误;挡板MN表面粗糙,略减小金属杆中电流,安培力减小,金属杆可能仍然静止,如果静摩擦力向上,则静摩擦力是增加的,故选项D正确.6.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,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是()A.棒中的电流变大,θ角变大B.两悬线等长变短,θ角变小C.金属棒质量变大,θ角变大D.磁感应强度变大,θ角变小A解析金属棒受到水平的安培力而使悬线偏转,悬线与竖直方向形成夹角,受力分析如图所示,根据平衡条件有tanθ=F安mg=BILmg,由该式知,金属棒中的电流变大,θ角变大,选项A正确;两悬线变短,不影响平衡状态,θ角不变,选项B错误;金属棒质量变大,θ角变小,选项C错误;磁感应强度变大,θ角变大,选项D错误.7.如图所示,两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L,一端与电源连接.一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=33,在安培力的作用下,金属棒以v0的速度向右匀速运动,通过改变磁感应强度的方向,可使流过导体棒的电流最小,此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()A.37°B.30°C.45°D.60°B解析由题意对棒受力分析如图所示,设磁感应强度的方向与竖直方向成θ角,则有BILcosθ=μ(mg-BILsinθ),整理得BIL=μmgcosθ+μsinθ,电流有最小值,就相当于安培力有最小值,代入数据解得θ=30°,则选项A、C、D错误,B正确.8.(2019·山东沂水一中高三模拟)如图所示,边长为l,质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线过ab边中点和ac边中点,在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,此时导线框处于静止状态,细线中的拉力为F1;保持其他条件不变,现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线中拉力为F2.导线框中的电流大小为()A.F2-F1BlB.F2-F12BlC.F2-F1BlD.F2-F13BlA解析当在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场,此时导线框处于静止状态,细线中的拉力为F1,结合矢量的合成法则及三角知识,则线框受到安培力的合力,方向竖直向上,大小为F安=BIl-BIl2,根据平衡条件,则有F1+F安=mg;现将虚线下方的磁场移至虚线上方,此时细线中拉力为F2,则两边受到的安培力大小相等,安培力夹角均为120°,因此安培力合力F′安=BIl2,方向向下,则有F2=mg+F′安;联立得F2=F1+BIl,即I=F2-F1Bl,选项A正确.9.(2019·上海宝山区高三二模)如图所示,置于倾角为θ的导轨上的通电导体棒ab,恰好保持静止,在下列四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,侧视图中棒ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是()A解析A图中棒ab受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力,若三个力平衡,则不受摩擦力,故选项A正确;B图中棒ab受重力、垂直斜面向下的安培力和斜面的支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故选项B错误;C图中棒ab受重力、竖直向下的安培力和斜面的支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故选项C错误;D图中棒ab受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力,要想处于平衡,一定受摩擦力,故选项D错误.10.(2019·衡阳高三月考)(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MgtanθIL,方向垂直斜面向上B.大小为MgsinθIL,方向垂直纸面向里C.大小为MgIL,方向水平向右D.大小为MgIL,方向沿斜面向下BC解析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,选项A错误;B中直导线安培力为零,而绳的拉力、重力和支持力可以满足平衡条件,选项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,选项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,选项D错误.11.(2019·宜昌高三元月调研)(多选)如图所示,圆圈中的“×”表示电流方向垂直纸面向里,圆圈中的“•”表示电流方向垂直纸面向外.两根通电长直导线a、b平行水平放置,a、b中的电流强度均为I,此时a受到的磁场力大小为F.当在a、b的上方再放置一根与a、b平行的通电长直导线c后,a受到的磁场力大小仍为F,图中abc正好构成一个等边三角形,则此时()A.b受到的磁场力大小为FB.b受到的磁场力大小为3FC.c受到的磁场力大小为FD.c受到的磁场力大小为3FBC解析加上导线c后,a受到的磁场力如图甲所示,a受到的合磁场力仍为F,则受到c给的磁场力大小也为F,与b给的磁场力夹角为120°,故合力为Fa=F,因为abc正好构成一个等边三角形,所以c给b的磁场力大小为F,b受到的磁场力如图乙所示,根据平行四边形定则可得b受到的磁场力Fb=2Fcos30°=3F,根据牛顿第三定律可得,c受到的a、b给的磁场力如图丙所示,根据平行四边形定则可得Fc=F,选项B、C正确.12.(2019·长沙长郡中学高三月考)(多选)如图所示,两平行金属导轨间的距离为L,金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ,垂直于导轨所在平面的匀强磁场的磁感应强度为B,金属导轨的一端接有电动势为E、内阻为r的直流电源.现把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒静止且有沿导轨向上运动的趋势.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R0,金属导轨电阻不计.现让磁场从图示方向顺时针缓慢转为竖直向上的方向,该过程中金属棒始终保持静止,则金属棒受的()A.合力增大B.安培力大小不变C.弹力增大D.摩擦力增大BC解析由于金属棒始终保持静止,合力始终为零,保持不变,选项A错误;由公式F安=BIL可知,由于磁场大小不变,所以安培力大小不变,选项B正确;磁场垂直斜面时,由平衡条件可得,弹力FN1=mgcosθ,磁场为竖直向上时,由平衡条件可得,弹力FN2=mgcosθ+F安sinθ,所以弹力变大,选项C正确;磁场垂直斜面时,由平衡条件可得,摩擦力Ff1=F安-mgsinθ,当磁场从图示方向顺时针

1 / 8
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功