高考物理（22）磁场的描述及磁场对电流的作用（含答案）

最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库考点 22磁场的描述及磁场对电流的作用两年高考真题演练1(2015·新课标全国卷，18)(多选)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说法正确的是()A指南针可以仅具有一个磁极B指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C指南针的指向会受到附近铁块的干扰D在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转2(2015·江苏单科，4)如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长 等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()3(2014·新课标全国卷，15)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半4(2014·浙江理综，20)(多选)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从 t0 时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流 I，周期为 T，最大值为 甲中 I 所示方向为电流正方向。则金属棒()A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功5(2015·重庆理综，7)音圈电机是一种应用于最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为 L，匝数为 n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为 B，区域外的磁场忽略不计。线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从 P 流向Q，大小为 I。(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为 v，求安培力的功率。6(2015·新课标全国，24)如图，一长为 10 金属棒 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 ，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 。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为 0.5 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 力加速度大小取 10 m/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。最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库考点 22磁场的描述及磁场对电流的作用一年模拟试题精练1(2015·沈阳质检)水平面上有 U 形导轨 们之间的宽度为 L， M 和 P 之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为 m 的金属棒 与导轨间的动摩擦因数为 (滑动摩擦力略小于最大静摩擦力)，通过棒的电流为 I，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于金属棒 垂直导轨平面的方向夹角为 ，如图所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为 g，则金属棒所受的摩擦力大小为()A B C ( ) D ( )2(2015·河北石家庄质检)(多选)如图所示，水平长直导线 通以 M 到 N 方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈 挂在其正下方。开始时线圈内不通电流，两细线内的张力均为 T，当线圈中通过的电流为 I 时，两细线内的张力均减小为 T。下列说法正确的是()A线圈中通过的电流方向为 a d c b 圈中通过的电流方向为 a b c d 线圈中电流变为 I 时，两细线内的张力均为零TD当线圈中电流变为 I 时，两细线内的张力均为零TT T32015·沈阳高三质量监测(二)(多选)如图所示有一平行的水平光滑导轨，其间距为 L，现将长度也为 L 的通电导体棒平放在导轨上，导体棒与导轨垂直，用一劲度系数为 k 的橡皮筋系在导体棒的中点，橡皮筋另一端拴在竖直的墙壁上。在一垂直导轨平面向上的匀强磁场作用下，橡皮筋沿导轨方向伸长 x，棒静止在导轨上，则下列说法中正确的是()最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库A导体棒中有从 a 指向 b 的电流B导体棒中的电流大小为 I果将磁场在竖直面内缓慢转过一个小角度，则橡皮筋的伸长量增大D如果将磁场在竖直面内缓慢转过一个小角度，则橡皮筋的伸长量减小4(2015·甘肃一模)(多选)如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 。质量为 m、长为 L 的金属杆 直导轨放置，整个装置处于垂直向的匀强磁场中。当金属杆 通有从 a 到 b 的恒定电流 I 时，金属杆 持静止。则磁感应强度的方向和大小可能为()A竖直向上， B平行导轨向上，IL 平向右， D水平向左，2015·广州从化月考)(多选)如图所示，质量为 m、长为 L 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O、 O，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为 。则磁感应强度方向和大小可能为()A z 轴正向， B y 轴正向，z 轴负向， D沿悬线向上， 2015·潍坊调研)(多选)美国研发的强力武器轨道电磁炮在试射中将炮弹以 5 倍音速，击向 200 公里外目标，射程为海军常规武器的 10 倍，且破坏力惊人。电磁炮原理如图所示，若炮弹质量为m，水平轨道长 L，宽为 d，轨道摩擦不计，炮弹在轨道上做匀加速运动。要使炮弹达到 5倍音速(设音速为 v)，则()A炮弹在轨道上的加速度为25场力做的功为 场力做功的最大功率为125中教学课尽在金锄头文库D磁场力的大小为252015·昆明市三校联考)如图所示，金属梯形框架导轨放置在竖直平面内，顶角为 ，底边 为 l，垂直于梯形平面有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场。在导轨上端再放置一根水平金属棒 量为 m，导轨上接有电源，使 成回路，回路电流恒为 I， 恰好静止。已知金属棒和导轨之间接触良好，不计摩擦阻力，重力加速度为 g。求：(1)所受磁场力；(2)与 之间的高度差 h。参考答案考点 22磁场的描述及磁场对电流的作用两年高考真题演练1指南针不可以仅具有一个磁极，故 A 错误；指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，故 B 正确；当附近的铁块磁化时，指南针的指向会受到附近铁块的干扰，故 据安培定则，在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时会产生磁场，指南针会偏转与导线垂直，故 D 错误。2A由题意知，处于磁场中的导体受安培力作用的有效长度越长，根据 F 受安培力越大，越容易失去平衡，由图知选项 A 中导体的有效长度最大，所以 A 正确。3B由左手定则可知，安培力的方向一定与磁场方向和直导线垂直，选项 A 错、培力的大小 F 与直导线和磁场方向的夹角有关，选项 C 错误；将直导线从中点折成直角，假设原来直导线与磁场方向垂直，若折成直角后一段与磁场仍垂直，另一段与磁场平行，则安培力的大小变为原来的一半，若折成直角后，两段都与磁场垂直，则安培力的大小变为原来的 。因此安培力大小不一定是原来的一半，选项 D 错误。224根据题意作出 象如图所示，金属棒一直向右运动，A 正确；速度随时间做周期性最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库变化，B 正确；据 F 安 左手定则可判定， F 安 大小不变，方向做周期性变化，则 F 安 在前半周期做正功，后半周期做负功，则 D 项错误。5解析(1)对线圈前后两边所受安培力的合力为零，线圈所受的安培力即为右边所受的安培力，由安培力公式得F 左手定则知方向水平向右(2)安培力的功率为 P 立式解得 P 案(1) 向水平向右(2) 析金属棒通电后，闭合回路电流 I 6 2 导体棒受到的安培力大小为 F 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：2 k(x x) m2线圈不通电流时，由力的平衡有 2T 通过的电流为 I 时，张力减小为T，由安培定则知通电导线 产生的磁场比 强，则可判知 必受向上的安培力，且大于 所受向下的安培力，再结合左手定则判断电流顺时针流动，所以 A 错，B 正确；当两细线内张力均为 T时， T 两细线内的张力均为零时， L L 又知 2T 立以上方程得 I I，故 C 项对，TD 项错。3对导体棒受力分析并根据平衡条件可知，导体棒受到水平向右的安培力作用，其大小等于 以 I ，选项 B 正确；根据左手定则可知，导体棒中的a 指向 b，选项A 正确；若只将磁场方向缓慢转过一小角度，导体棒受到的安培力大小不变，但方向也缓慢转过一小角度，安培力沿水平方向的分力减小，根据导体棒水平方向上的平衡条件最新学习考试资料试卷件及海量高中、初中教学课尽在金锄头文库可知，橡皮筋的弹力也要减小，所以 x 变小，则选项 C 错误，D 正确。4 保持静止，所受合力为零，当磁感应强度的方向竖直向上时，根据左手定则可知，安培力方向水平向右，此外 还受到重力、支持力作用，根据平衡条件可知， B ，A 正确；当磁感应强度的方向平行导轨向上时，由左手所受合力不为零，B 错误；当磁感应强度的方向水平向右时，安培力竖直向下， 所受合力不为零，C 错误；当磁感应强度的方向水平向左时，安培力竖直向上，根据平衡条件可知， B ，D 正确。C炮弹在轨道上做初速度为零的匀加速直线运动，由公式 a，A 正确；不计摩擦，磁场力做的功等于炮弹增加的动能，即 W m(5v)（ 5v） 22L 122 ，B 错误；由动能定理得 m(5v)2，磁场力的大小 F ，则磁场力的252 m（ 5v） 22m F·(5v) ·(5v) ，C 正确，D 错误。m（ 5v） 22L 125析(1)对于金属棒 安培力与重力的作用下处于平衡状态，因此 所受磁