2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（6）

这是一份2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（6），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（6）
一、单选题1.如图，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点与直流电源两端相接。已知导体棒受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的大小为(   )
 A. B. C. D.02.如图所示，金属棒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夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件，θ相应变化情况是(   )
 A.棒中的电流变大，θ变大 B.两悬线等长变短，θ变小C.金属棒质量变大，θ变大 D.磁感应强度变大，θ变小3.在磁场中的两个位置放置两段长度分别为L的直导体棒（L很小），给两导体棒分别通相同的电流I。测得两段导体棒受到的磁场力大小分别为和，下列判断正确的是(   )A.若、的方向相同，则两点磁感应强度的方向一定相同B.若，则两点的磁感应强度大小相等C.若，则A点的磁感应强度大小一定为0D.若，则A点的磁感应强度可能小于B点的磁感应强度4.超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，电磁船的简化原理图如图，和是与电源相连的导体板，与之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向内的匀强磁场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），以下说法正确的是(   )。
 A.使船前进的力，是磁场对海水中电流的安培力B.要使船前进，海水中的电流方向应从板指向板C.同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相反D.若接入电路的海水电阻为R，其两端的电压为U，则船在海水中前进时，与间海水中的电流小于5.如图所示，半圆形金属环固定在绝缘的水平面上，环中通有逆时针方向的恒定电流，长直导线也固定在水平面上，与边平行，通有从M到N方向的恒定电流，则下列说法正确的是(   )
 A.长直导线受到的安培力水平向右 B.金属环受到的安培力为零C.金属环受到的安培力水平向右 D.边与长直导线相互排斥6.如图所示的各图中，表示通电直导线在匀强磁场中所受磁场力的情况，其中磁感应强度B、电流I、磁场力F三者之间的方向关系不正确的是(   )A. B. C. D.7.如图所示，一根质量为m、长为l的金属棒用两根绝缘的软绳P和Q竖直悬挂，并处于垂直于纸面的匀强磁场中。现在金属棒中通以大小为I、方向从a到b的电流，此时两软绳上的拉力均等于金属棒重力的，已知金属棒始终处于静止状态，重力加速度为g，两软绳上的拉力始终相同，则下列说法正确的是(   )
 A.金属棒受到的安培力大小为，方向竖直向下B.磁场方向垂直纸面向里C.磁场的磁感应强度大小为D.若仅改变金属棒中的电流方向，那么两软绳上的拉力大小均变为8.如图所示，半径为R、质量为m的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时导线框直线边水平，导线框中通有顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°，此时每根细线的拉力大小均为。现保持其他条件不变，将虚线下方的磁场移至虚线上方，使虚线为匀强磁场的下边界，此时每根细线的拉力大小均为，则导线框中的电流大小为(   )
 A. B. C. D.9.如图所示，通有电流的导线竖直放置，且导线可绕O点向各个方向转动，O为导线的中心，下列情况将会发生的是(   )
 A.导线受安培力的作用绕轴O逆时针方向转动B.导线受安培力的作用绕轴O转动，上端向外，下端向里转动C.导线受安培力的作用绕轴O转动，上端向里，下端向外转动D.导线不受安培力的作用，故不转动10.如图所示，在直角三角形的A点和B点分别固定一电流方向垂直纸面向外和向里的无限长直导线，其电流强度分别为，。已知通电长直导线在空间某点的磁感应强度大小为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。当一小磁针在C点N极指向沿方向时，两长直导线的电流强度和之比以及长直导线A对长直导线B的作用力与长直导线B对长直导线A的作用力大小之比分别为(   )
 A. B. C.4，1 D.4，211.如图，水平放置的条形磁体的一侧，竖直绝缘弹簧一端固定在地面上，另一端与垂直于纸面的通电直导线拴接，通电直导线位于条形磁体的中线延长线上，弹簧处于原长状态。现将一块软铁吸附到磁铁的N极，通电直导线中电流大小、方向都不变，则下列说法正确的是(   )A.通电直导线的电流方向垂直面向里 B.弹簧竖直向下被压缩C.弹簧竖直保持原长  D.弹簧弹性势能增加二、多选题12.如图所示，光滑水平面上两虚线之间区域内存在方向垂直水平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。边长为a的正方形导线框沿图示速度方向进入磁场，当对角线刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则(   )
 A.刚进入磁场时线框中的感应电流为B.刚进入磁场时线框所受安培力大小为C.刚进入磁场时两端的电压为D.进入磁场后线框中的感应电流将减小三、计算题13.如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒处于水平，当通有自b到a的电流时，导体棒受到方向向右、大小的磁场力的作用，已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度，通过导体棒的电流大小，求：
 （1）导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的方向；（2）马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小。14.如图所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒的两端用两个相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中.当金属棒中通以0.4 A的电流时，弹簧恰好不伸长..（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小.（2）当金属棒中通过大小为0.2 A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1 cm.如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长量又是多少？15.如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度大小为、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好静止。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，金属导轨电阻不计，g取。已知sin 37° = 0.60，cos 37° = 0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小和方向；(3)导体棒受到的摩擦力大小和方向。  参考答案1.答案：B解析：设三根相同的导体棒的电阻均为R，长度均为l，其中和为串联关系，总电阻为。由并联电路特点可知，通过的电流为通过和中的电流的两倍，若受到的安培力，则和受到的安培力的合力受到的安培力与和受到的安培力的合力的方向相同，故线框受到的安培力为，故选B。2.答案：A解析：金属棒受力分析及其侧视图如图所示，由平衡条件可知，而，即，则，故A正确，C、D错误。θ与悬线长度无关，B错误。
 3.答案：D解析：由左手定则可知，安培力的方向垂直于磁感应强度方向与电流方向所决定的平面，故、的方向相同时，两点的磁感应强度方向不一定相同，A错误；设安培力大小为F，若通电导体棒垂直于磁场方向放置，则该点的磁场强度,若通电导体棒不是垂直于磁场方向放置的，则该点的磁感应强度，因此当不确定导体棒如何放置时，不能通过比较判断磁感应强度的大小，B错误，D正确；当A点处的通电导体棒沿磁场方向放置时，，故C错误。4.答案：D解析：根据题述知，与之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向内的匀强磁场，海水中该部分为导体，与导体板和电源构成回路，海水通电后受到安培力作用，磁场对海水有向后的作用力，根据牛顿第三定律，海水对磁场（实质是海水对超导电磁船）有向前的作用力，该力是使船前进的力，A项错误；根据左手定则，要使船前进，海水中的电流方向从板指向板，B项错误；同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相同，C项错误；若接入电路的海水电阻为R，其两端的电压为U，则船在海水中前进时，由于可视为导线的海水切割磁感线要产生与电流方向相反的感应电动势，所以与间海水中的电流小于，D项正确。5.答案：C解析：本题考查安培力的方向。圆弧段的有效长度与段长度相同，但圆弧所在处的磁感应强度大小比段所在处的磁感应强度大小大，因此圆弧受到的安培力大小比段受到的安培力大小大，根据安培定则可知，长直导线中电流在金属环处产生的磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知，圆弧段受到的安培力方向水平向右，段受到的安培力方向水平向左，合力方向水平向右，B错误，C正确；根据牛顿第三定律可知，长直导线受到的安培力水平向左，A错误；边与长直导线电流方向同向，相互吸引，D错误。6.答案：C解析：A、磁场向上,电流向里,根据左手定则可得,安培力的方向水平向右,所以A正确;
B、磁场向左,电流向上,根据左手定则可得,安培力的方向向右,所以B正确;
C、磁场向左,电流向里,根据左手定则可得,安培力的方向向上,所以C错误;
D、磁场向里,电流向右上方,根据左手定则可得,安培力的方向向左上方,所以D正确;
本题选错误的,故选:C. 7.答案：C解析：本题考查力的平衡条件和左手定则的应用。金属棒通电后两软绳上的拉力均等于金属棒重力的，所以两软绳的总拉力大小为，由力的平衡条件可判断出此时金属棒受到的安培力方向竖直向下，大小为，选项A错误；左手定则可知，磁场的方向为垂直纸面向外，选项B错误；由，得磁场的磁感应强度大小为，选项C正确；若仅改变金属棒中的电流方向，则安培力的方向变为竖直向上，此时两软绳的拉力大小均为，选项D错误。8.答案：B解析：本题考查通电导线框在磁场中的受力问题。当磁场在虚线下方时，由处于磁场区域的导线框对应的圆心角为120°可知，处于磁场中的导线框有效长度为，由左手定则可知导线框受到向下的安培力，大小为，由平衡条件知；当把磁场移到虚线上方时，导线框受到向上的安培力，大小为，由平衡条件知，两式联立可得，故选B。9.答案：C解析：本题考查安培力的大小和方向的分析。用左手定则判断通电直导线受安培力的方向，上端受培力方向向外，下端受安培力方向也向外，上端磁感线疏松，下端磁感线密集，可知上端磁感应强度小，导线受安培力较小，下端磁感应强度较大，导线受安培力较大，所以下端向外，上端向里转动，故C正确。10.答案：C解析：本题考查磁感应强度、安培力。设间的距离为点处的通电长直导线、B点处的通电长直导线在C点产生磁场的磁感应强度大小分别为，如图所示，合磁感应强度方向沿方向，根据几何关系有，解得；通电长直导线A对通电长直导线B的作用力与通电长直导线B对通电长直导线A的作用力是一对作用力与反作用力，方向相反，大小之比为1，故C正确。
 11.答案：D解析：初始状态，弹簧处于原长状态，表示通电直导线所受的安培力等于直导线的重力。根据左手定则可判断通电直导线中电流方向垂直纸面向外，A项错误；软铁吸附到N极后，导线与磁极间距离减小，导线所处位置磁感应强度增大，通电导线所受的安培力增大，所受安培力大于重力，弹簧被拉伸，弹性势能增加，B、C两项错误，D项正确。12.答案：AD解析：本题考查电磁感应与电路结合。刚进入磁场时有效的切割长度等于a，产生的感应电动势为，感应电流为，故A正确；边所受的安培力大小为，方向垂直斜向下，边所受的安培力大小为，方向垂直斜向下，线框所受安培力大小，故B错误；两端的电压为，故C错误；进入磁场后，线框有效的切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，线框中的感应电流将减小，故D正确。13.答案：（1）竖直向上（2）2 T解析：（1）由安培定则可知，导体棒中的电流在其正右侧所形成的磁场方向竖直向上。
（2）导体棒所在位置的磁感应强度
解得：14.答案：（1）弹簧恰好不伸长时，棒受到向上的安培力和向下的重力，两力大小相等，即代入数据解得.（2）当大小为0.2 A的电流由a流向b时，棒受到两个弹簧向上的拉力及向上的安培力和向下的重力作用，处于平衡状态.根据平衡条件有当电流反向后，棒在两个弹簧向上的拉力及向下的安培力和重力作用下处于平衡状态.根据平衡条件有联立以上方程并代入数据解得.解析：15.答案：(1)根据闭合电路欧姆定律得：(2)导体棒受到的安培力根据左手定则知安培力方向平行斜面向上(3)将重力正交分解，得：导体棒受到的摩擦力方向平行斜面向上，根据平衡条件得：解得：