【物理】2020届一轮复习第八章第1节　描述磁场的基本概念作业

【物理】2020届一轮复习第八章第1节　描述磁场的基本概念作业

‎【随堂检测】‎ ‎1．首先发现电流磁效应的科学家是(　　)‎ A．安培　 B．奥斯特 C．库仑 D．麦克斯韦 答案：B ‎2．(2016·10月浙江选考)如图所示，把一根通电的硬直导线ab，用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是(　　)‎ A．向上 B．向下 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里 答案：D ‎3．(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是(　　)‎ 解析：选AC.当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B.故选A、C.‎ ‎4．(多选)(2019·舟山质检)如图所示，A和B为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法正确的是(　　)‎ A．两导线间的空间不存在磁场 B．虚线C处磁感应强度为零 C．AC间磁感应强度垂直纸面向里 D．CB间磁感应强度垂直纸面向外 解析：选BCD.设直导线A、B中电流在空间产生的磁场分别为BA、BB，根据安培定则，直导线A中电流在AB间产生的磁场垂直纸面向里，而直导线B中电流在AB间产生的磁场垂直纸面向外，又因IA＝IB，故在AC区，BA>BB，合磁场方向垂直于纸面向里，在BC区，‎ BAFb　 B．相互排斥，Fa>Fb C．相互吸引，FaI2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是(　　)‎ A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 解析：选C.根据安培定则可知I1和I2电流分别在a处产生的磁场方向为垂直ac连线向上和向下，由于I1>I2，且I1电流与a点的距离比I2电流与a点距离要小，故B1a>B2a，则a处磁感应强度不可能为零，A错；两电流在b处产生的磁场方向均垂直ac连线向下，故B错；I1和I2电流分别在c处产生的磁场方向为垂直ac连线向下和向上，且I1电流与c点的距离比I2电流与c点距离要大，故B1c与B2c有可能等大反向，C对；两电流在d处产生的磁场方向一定成某一夹角，且夹角一定不为180°，D错．‎ ‎7.(2019·金华调研)如图是自动跳闸的闸刀开关，闸刀处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时，闸刀A端会向左弹开断开电路．以下说法正确的是(　　)‎ A．闸刀刀片中的电流方向为C至O B．闸刀刀片中的电流方向为O至C C．跳闸时闸刀所受安培力没有做功 D．增大匀强磁场的磁感应强度，可使自动跳闸的电流额定值增大 解析：选B.MN通电后，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时闸刀开关会自动跳开，可知安培力应该向左，由左手定则判断，电流方向为O→C，故A错误，B正确．跳闸时闸刀受到安培力而运动断开，故跳闸时闸刀所受安培力做正功，故C错误．跳闸的作用力是一定的，依据安培力F＝BIL可知，增大匀强磁场的磁感应强度，电流I变小，故D错误．‎ ‎8．(2019·绍兴高二期中)如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度．天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当线圈中通有电流I(方向如图)时，发现天平的右端低左端高，下列哪些调节方案可以使天平水平平衡(　　)‎ A．仅减小电流大小 B．仅增大线框的宽度l C．仅减轻左盘砝码的质量 D．仅增加线圈的匝数 解析：选A.天平左端高右端低，说明左端轻右端重，要使天平平衡，可以增加左盘砝码质量，也可以减小右盘砝码质量，选项C错误；根据左手定则判断可知线圈在磁场中受到竖直向下的安培力F＝NBIl，故也可以减小安培力，等效于减小右盘砝码质量，减小安培力可以采取减小电流大小，减小线框的宽度l或者减少线圈的匝数，选项A正确，B、D错误．‎ ‎9．(2019·浙江省温州联考选考科目)图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b和导轨两端e、f分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是(　　)‎ A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动 B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动 C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动 D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向右滑动 解析：选B.若a接正极，b接负极，则电磁铁产生的磁场方向向上，若e接正极，f接负极，由左手定则可判断金属杆所受安培力方向向左，故向左滑动；若e接负极，f接正极，则L向右滑动，A错误，B正确．若a接负极，b接正极，则电磁铁产生的磁场方向向下，‎ 若e接正极，f接负极，则L向右滑动；若e接负极，f接正极，则L向左滑动，C、D错误．‎ ‎10．(2018·11月浙江选考)磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d，宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压．如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极，若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应，下列判断正确的是(　　)‎ A．上板为正极，电流I＝ B．上板为负极，电流I＝ C．下板为正极，电流I＝ D．下板为负极，电流I＝ 解析：选C.根据左手定则可知，带正电的粒子在磁场中受到的洛伦兹力向下，故下板为正极，两板间的电势差为U，则稳定时q＝qvB，得U＝Bdv，电流I＝＝，选项C正确．‎ 二、非选择题 ‎11.如图所示，MN是一根长为l＝10 cm，质量m＝50 g的金属棒，用两根长度也为l的细软导线将导体棒MN水平吊起，使导体棒处在B＝ T的竖直向上的匀强磁场中，未通电流时，细导线在竖直方向，通入恒定电流后，金属棒向外偏转的最大偏角θ＝37°，求金属棒中恒定电流的大小．‎ 解析：金属棒向外偏转的过程中，受重力mg、导线拉力FT、安培力F共三个力的作用，其中导线的拉力不做功，由动能定理得：WF＋WG＝0‎ 其中WF＝Flsin θ＝BIl2sin θ，‎ WG＝－mgl(1－cos θ)‎ 金属棒中的电流为I＝解得：I＝5 A.‎ 答案：5 A ‎12．(2019·舟山质检)如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，‎ 磁场方向垂直于导轨平面．质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置．在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力．‎ ‎(1)求ab开始运动时的加速度a；‎ ‎(2)分析并说明ab在整个运动过程中速度、加速度的变化情况；‎ ‎(3)分析并比较ab上滑时间和下滑时间的长短．‎ 解析：(1)ab开始运动时，ab棒所受的安培力 FA＝BIL＝ 根据牛顿第二定律得，ab棒的加速度 a＝＝gsin θ＋.‎ ‎(2)ab棒向上运动的过程中，加速度方向与速度方向相反，速度减小，加速度减小，做加速度减小的减速运动；‎ 向下运动的过程中，加速度方向与速度方向相同，加速度a＝＝gsin θ－，速度增大，加速度减小，做加速度减小的加速运动，最终加速度为零，做匀速运动．‎ ‎(3)在整个过程中，安培力一直做负功，在上升和下降过程中的同一位置，上升时的速度大于下降时的速度，可知上升时的平均速度大于下降时的平均速度，可知上滑的时间小于下滑的时间．‎ 答案：见解析 ‎13.(2019·温州高二月考)音圈电机是一种应用于硬盘、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．‎ 解析：(1)由安培力表达式F＝BIL可知，线圈所受的安培力F＝nBIL，由左手定则可判断安培力方向水平向右．‎ ‎(2)由功率公式P＝Fv可知，安培力的功率P＝nBILv.‎ 答案：(1)nBIL　方向水平向右　(2)nBILv