2022年广东高考物理一轮复习第八章第一讲磁场及磁场对电流的作用试题

这是一份2022年广东高考物理一轮复习第八章第一讲磁场及磁场对电流的作用试题，共7页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)
1. 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，图1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，其中正确的是 ( )
图1
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
2. 如图2所示，一矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线位于同一平
面内，而且处在两导线的中央，则 ( )
A.两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B.两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
C.两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等 图2
D.因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
解析：根据安培定则和通电直导线周围的磁场分布情况，可知当两电流同向时，正向和反向穿过线圈平面的磁感线条数相同，其磁通量为零，故选项A正确，B、C、D错误.
答案：A
3. 如图3所示，真空中两点电荷＋q和－q以共同的角速度绕轴OO′匀速
运动，P点距＋q近，则P点磁感应强度的方向为 ( ) 图3
O′O向上
OO′向下
C.从＋q指向－q
解析：电荷的定向移动形成电流，当两个点电荷匀速转动时，相当于产生两个环形电流，由I＝eq \f(q,t)知两个电荷产生的等效电流大小相等，＋q产生的电流形成的磁场在P点方向向上，－q产生的电流形成的磁场在P点方向向下，但由于P点离＋q近，＋q形成的电流在P点产生的场强大，因此P点磁感应强度方向应沿O′O向上，故选项A正确.
答案：A
4. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸
c点的导
线所受安培力的方向 ( )
abab边平行，竖直向下 图4
ab边垂直，指向左边 ab边垂直，指向右边
解析：根据安培定则，a、b在c处产生的磁场分别为垂直于ac连线斜向下和垂直于bc连线斜向下，并且大小相等，由平行四边形定则可确定c处合磁场方向向下，又根据左手定则，可判定c处直导线所受安培力方向垂直于ab边，指向左边，所以C项正确.
答案：C
5. 如图5所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于
纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将 ( )
A.a端向纸内、b端向纸外转动，且靠近导线
B.a端向纸内、b端向纸外转动，且远离导线 图5
C.b端向纸内、a端向纸外转动，且靠近导线
D.b端向纸内、a端向纸外转动，且远离导线
解析：弓形通电线圈圆弧部分不受磁场力，直线部分上半部受磁场力指向纸内，下半部分受磁场力指向纸外，导致线圈转动.当转到弓形线圈平面与直导线趋于平行时，由于直线电流的磁场随着离开导线距离的增加而减弱，线圈直线部分所受安培力大于圆弧部分，因此线圈受直导线的吸引而靠近导线.故A项正确.
答案：A
二、双项选择题(本题共5小题，共35分.在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得7分，只选一个且正确的得2分，有选错或不答的得0分)
6. 关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有 ( )
IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于eq \f(F,IL)
IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于eq \f(F,IL)
C.磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大
D.磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同
解析：判断磁感应强度的大小，需要在电流元受力最大的前提下进行，选项A、B中的力F可能小于或等于最大受力，因此，磁感应强度B可能大于或等于eq \f(F,IL)；电流元在磁场中受力与其放置方向有关，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大；磁场的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向，与电流元受力方向不相同.综上所述，B、C项正确.
答案：BC
7. 下列说法中正确的是 ( )
A.磁感应强度是矢量，它的方向与通电导线在磁场中所受磁场力的方向相同
B.磁感应强度的单位是特斯拉，1 T＝1 N/(A·m)
C.磁通量的大小等于穿过线圈单位面积的磁感线条数
D.磁通量的单位是韦伯，1 Wb＝1 T·m2
解析：F＝BIL得B＝eq \f(F,IL)，单位关系1 T＝1 N/(A·m)，故B对.磁通量的大小等于穿过某一面积的磁感线条数，C错.由Φ＝BS知单位关系1 Wb＝1 T·m2是正确的，D对.
答案：BD
8. 质量为m的通电细杆放在倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图6所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 ( )
图6
解析：选项A中通电细杆所受的安培力水平向右，选项B中通电细杆所受安培力竖直向上，这两种情况下，如果没有摩擦力，通电细杆都可以静止在导轨上，选项C中通电细杆所受安培力方向竖直向下，选项D中通电细杆所受安培力方向水平向左，这两种情况下，如果没有摩擦力，通电细杆均不能静止，故选项C、D正确.
答案：CD
9. 如图7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，在两导轨间存在着竖直磁场，取垂直于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 ( )
图7
A.在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复运动
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
解析：由安培力的表达式F＝BIL结合图乙可知，安培力F在一个周期内随磁感应强度B的变化而变化，在前eq \f(1,4)周期内，安培力F方向不变，大小变小，加速度方向不变，大小变小，由于初速度为零，所以在水平方向上做变加速直线运动；在eq \f(1,4)周期到eq \f(1,2)周期内，磁场方向改变，安培力方向改变，由小变大，加速度方向改变，由小变大，速度减小，至eq \f(1,2)周期时速度减小到零，所以D正确，C错；而后在eq \f(1,2)周期到eq \f(3,4)周期内，MN反向加速，在一个周期结束时又回到原来的位置，所以A正确，B错.
答案：AD
10. (2010·汕头模拟)如图8所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流方向向外，a、b、c、d是以直导线上的点为圆心的同一个圆周上的四个点，则 ( )
B.a点的磁感应强度最小
C.b、d两点磁感应强度相同 图8
D.c点的磁感应强度最大
解析：通电导线在圆周上各点磁感应强度B等大，在a点通电导线磁场与匀强磁场反向，有可能抵消，所以A错误；b、d两点对应的两磁场垂直，所以b、d两点总的磁感应强度大小相等但方向不同；c点两磁场同向，所以c点磁感应强度最大.
答案：BD
三、非选择题(本题共2小题，共30分)
11. (15分)如图9所示，将长为50 cm、质量为10 g的均匀金属棒ab的
两端用两只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电流时，弹簧恰好不伸长，求：
(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ 图9
(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，弹簧伸长又是多少？
解析：(1)当ab棒受到向上的安培力BIL和向下的重力mg大小相等时，弹簧不伸长，由BIL＝mg可得出磁感应强度：
B＝eq \f(mg,IL)＝eq \f(10×10－3×9.8,0.4×0.5) T＝0.49 T
(2)当大小为0.2 A的电流由a流向b时，ab棒受到两根弹簧向上的拉力2kx1及向上的安培力BI1L和向下的重力mg作用，处于平衡状态.
根据平衡条件有：2kx1＝mg－BI1L ①
当电流反向后，ab棒在两个弹簧向上的拉力2kx2及向下的安培力BI2L和重力mg作用下处于平衡，有：
2kx2＝mg＋BI2L ②
①②两式相除并整理，得弹簧伸长x2为：
x2＝eq \f(mg＋BI2L,mg－BI1L)x1
＝eq \f(10×10－3×9.8＋0.49×0.2×0.5,10×10－3×9.8－0.49×0.2×0.5)×1 cm
＝3 cm.
答案：(1)0.49 T (2)3 cm
12. (15分)如图10所示，电源电动势E＝2 V，内电阻r＝0.5 Ω，竖直导
轨电阻可忽略，金属棒的质量m＝0.1 kg，电阻R＝0.5 Ω，它与导轨
的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度为L＝0.2 m，为了使金属棒能够靠在
导轨外面静止不动，我们施一与纸面成30°向里且与金属棒垂直的磁 图10
场，问磁场方向是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多大？(g＝10 m/s2)
解析：以静止的金属棒为研究对象，其侧视的受力分析如图所示.若摩擦力方向向上，则
B1ILsin30°＋μB1ILcs30°＝mg.
若摩擦力方向向下，则
B2ILsin30°－μB2ILcs30°＝mg，
其中电流I＝E/(R＋r)
代入数据得：B1＝3 T，B2＝16.3 T，
故所求磁感应强度的范围是3 T≤B≤16.3 T；
根据左手定则可知其方向应斜向下.
答案：斜向下 3 T≤B≤16.3 T