高中物理第三章磁场3.4通电导线在磁场中受到的力习题1选修3_1

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通电导线在磁场中受到的力
班级姓名第小组
1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( )
A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直
C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直
D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直
2.下列四个实验现象中,不能表明电流能产生磁场的是( )
A.甲图中,导线通电后磁针发生偏转
B.乙图中,通电导线在磁场中受到力的作用
C.丙图中,当电流方向相同时,导线相互靠近
D.丁图中,当电流方向相反时,导线相互远离
3.在下图中,标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是( )
4.如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关,O是转动轴,A是绝缘手柄,C是闸刀卡口,M、N接电源线,闸刀处于垂直纸面向里、B=1T的匀强磁场中,CO间距离为10cm,当磁场力为0.2N时,闸刀开关会自动跳开。

则要使闸刀开关能跳开,CO中通过的电流的大小和方向为( )
A.电流方向C→O B.电流方向O→C C.电流大小为
1A D.电流大小为0.5A
5.在下图所示电路中,电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时,
导线MM′与NN′之间的安培力的大小为f a、f b,可判断这两段导线
( )
A.相互吸引,f a>f b
B.相互排斥,f a>f b
C.相互吸引,f a<f b
D.相互排斥,f a<f b
6.实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。

这种电流表的构造如图甲所示。

蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。

若线圈中通以如图乙所示的电流,则下列说法中正确的是( )
A.在量程内指针转至任一角度,线圈平面都跟磁感线平行
B.线圈转动时,螺旋弹簧被扭动,阻碍线圈转动
C.当线圈在如图乙所示的位置时,b端受到的安培力方向向上
D.当线圈在如图乙所示的位置时,安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动
7.如图所示的天平可用来测定磁感应强度。

天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。

当线圈中通有电流I(方向如图所示)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡。

当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡。

由此可知( )
A.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为m1-m2g NIL
B.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为mg
2NIL
C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为m1-m2g NIL
D.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为mg
2NIL
8.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线。

当导线中通以由外向内的电流时磁铁仍然保持静止,则( )
A.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力减小
B.磁铁受到向右的摩擦力,对桌面的压力减小
C.磁铁受到向左的摩擦力,对桌面的压力增大
D.磁铁不受摩擦力,对桌面的压力不变
9.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左向右看,线圈L1将
( )
A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.向纸面内平动
10.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向.
11.下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是( )
A.磁感线可以形象地描述各点磁场的方向 B.磁感线是磁场中客观存在的线
C.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止 D.实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线
12.如图所示,三根通电导线Q、P、R互相平行且通过正三角形的三个顶点,三根导线中电流的大小相等,方向垂直纸面向里,则导线R处的磁场方向是( )
A.指向y轴负方向
B.指向y轴正方向
C.指向x轴正方向
D.指向x轴负方向
13.如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )
A.小磁针N极向里转
B.小磁针N极向外转
C.小磁针在纸面内向左摆动
D.小磁针在纸面内向右摆动
14.下列关于磁感线的叙述正确的是( )
A.磁感线是真实存在的,细铁粉撒在磁铁附近,我们看到的就是磁感线
B.磁感线始于N极,终于S极
C.磁感线和电场线一样,不能相交
D.沿磁感线方向磁场减弱
15.如图所示,a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右
侧,当这些小磁针静止时,小磁针N极的指向是( )
A.a、b、c均向左
B.a、b、c均向右
C.a向左,b向右,c向右
D.a向右,b向左, c向右
16.下列关于安培分子电流假说,错误的说法是( )
A.假说揭示了电流产生磁场的原因
B.假说揭示了磁现象的电本质
C.磁体的磁场是由于电荷的运动产生的
D.一根铁棒不显磁性是因为分子电流取向杂乱
17.如图所示,带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上
B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向右
D.N极沿轴线向左
18.六根互相绝缘的导线,在同一平面内组成四个相等的正方形,导线中通以大小相同的电流,方向如图所示,在这四个正方形区域中,指向纸面内,磁通量最大的区域是( )
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
19.在磁感应强度为B0、方向向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里.如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点
中( )
A.b、d两点的磁感应强度相等B.a、b两点的磁感应强度相等
C.c点的磁感应强度的值最小D.b点的磁感应强度的值最大
20.两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;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
21.由导线组成的直角三角形框架放在匀强磁场中,若导线框中通
以如图方向的电流时,导线框将( )
A.沿与ab边垂直的方向加速运动
B.仍然静止
C.以c为轴转动
D.以b为轴转动
22.地球是个大磁体,在赤道上,地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场。

如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10-4T,在赤道上有一根东西方向的直导线,长为20m,载有从东往西的电流30A。

则地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?
23.在倾角为θ的光滑斜面上放置一通有电流为I、质量为m、长度为L的导体棒,如图所示,欲使棒静止在光滑的斜面上,外加磁场的磁感应强度B的最小值和方向如何?
24.如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10-2kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)
25.如图所示,一根长L=0.2 m的金属棒放在倾角θ=37°的光滑斜面上,并通过I=5 A的电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度B=0.6 T竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?(sin37°=0.6)
26.如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1 m,导体棒ab跨放在导轨上,导体棒的质量m=0.2 kg,导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3 kg,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在导体棒中通入多大的电流?方向如何?
高考理综物理模拟试卷
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。

4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1.如图甲是某景点的山坡滑道图片,技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图。

AC 是滑道的竖直高度,D 点是 AC 竖直线上的一点,且有 AD=DE=20 m,滑道 AE 可视为光滑,滑行者从坡顶 A 点由静止开始沿滑道 AE 向下做直线滑动,则滑行者在滑道 AE上滑行的时间为()
A. s
B.2 s
C.s
D.2s
2.如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机
三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成角,则每根支架中承受的压力大小为
A.B.
C.
D.
3.厦门地铁 1 号线被称作“最美海景地铁”,列车跨海飞驰,乘客在车厢内可观赏窗外美丽的海景。

设列车从高崎站至集美学村站做直线运动,运动的v− t图像如图所示,总位移为 s,总时间为
,最大速度为
,加速过程与减速过程的加速度大小相等,则下列说法正确的是
A.加速运动时间大于减速运动时间
B.从高崎站至集美学村站的平均速度为
C.匀速运动时间为
D.加速运动时间为
4.用同样的交流电分别给甲、乙两个电路同样的灯泡供电,结果两个电路中的灯泡均能正常发光,乙图中理想变压器原、副线圈的匝数比为5:3,则甲、乙两个电路中的电功率之比为
A.5 : 3 B.5 : 2 C.1 : 1 D.25 : 9
5.如图所示,轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于粗糙水平面上质量为m的小球接触但不连接。

开始时小球位于O点,弹簧水平且无形变。

O点的左侧有一竖直放置的光滑半圆弧轨道,圆弧的半径为R ,B为轨道最高点,小球与水平面间的动摩擦因数为μ。

现用外力推动小球,将弹簧压缩至A点,OA间距离为x0,将球由静止释放,小球恰能沿轨道运动到最高点B。

已知弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。

下列说法中正确的是
A.小球在从A到O运动的过程中速度不断增大
B.小球运动过程中的最大速度为
C.小球与弹簧作用的过程中,弹簧的最大弹性势能E p=
D.小球通过圆弧轨道最低点时,对轨道的压力为 5mg
6.如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而成。

一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是( )
A.小球到达下端管口时的速度大小与l有关
B.小球到达下端管口时重力的功率为mg
C.小球到达下端的时间为
D.小球在运动过程中受管道的作用力大小不变
二、多项选择题
7.图甲为沿x轴传播的一列简谐横波t=0时刻的波形图,并已知波源的起振方向为y轴负方向。

坐标原点与x=4m之间第一次形成图甲所示波形,图乙为质点P的振动图象。

则下列说法中正确的是_________。

(选对一个给2分,选对两个给4分,选对三个给5分。

每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.该波沿x轴的正方向传播
B.该波沿x轴的负方向传播
C.此时波刚好传播到x=-2m位置
D.在t=0s到t=6s的时间内,x=-18m处的质点走过的路程为4.8m
E.在t=0s到t=6s的时间内,x=-18m处的质点走过的路程为1.6m
8.如图所示,甲、乙两颗人造卫星在各自的椭圆轨道上绕地球运行,两轨道相切于P点.不计大气阻力,下列说法正确的有( )
A.甲的机械能一定比乙的大
B.甲的运行周期比乙的大
C.甲、乙分别经过P点的速度大小相等
D.甲、乙分别经过P点的加速度大小相等
9.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有一固定放置的竖直挡板MN。

在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止,这个装置的截面图如图所示。

现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移,在Q滑落到地面之前,发现P始终保持静止。

则在此过程中()
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.P对Q的弹力逐渐增大
C.Q所受的合力逐渐增大
D.地面对P的摩擦力逐渐增大
10.甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河,河水流速为v0,船在静水中的速率均为v,甲、乙两船船头均与河岸成角,如图所示,已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为L,则下列判断正确的是( )
A.乙船先到达对岸
B.若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变
C.不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ角,甲船总能到达正对岸的A点
D.若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离仍然为L
三、实验题
11.某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,在R从坐
标原点以速度=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方
向做初速度为零的匀加速直线运动.
(1)R在上升过程中运动轨迹的示意图是图乙中的______(填选项序号).
(2)同学们测出某时刻R的坐标为(4cm,6cm),此时R的速度大小为________cm/s.R的加速度大小为
______cm/s²(填选项字号).
12.用螺旋测微器得片状金属工件的厚度为___ mm,用多用电表电阻挡“×10”测量某电阻时读数为____ Ω.
四、解答题
13.内壁光滑的导热气缸竖直放置,用质量不计、横截面积为2×10﹣4m2的活塞封闭了一定质量的气体。

先在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积逐渐变为原来的一半。

接着边在活塞上方缓缓倒上沙子边对气缸加热,使活塞位置保持不变,直到气体温度达到177℃。

(外界环境温度为27℃,大气压强为
1.0×105Pa,g=10m/s2)。

(1)求加热前倒入多少质量的沙子?
(2)求整个过程总共倒入多少质量的沙子?
(3)在p﹣T图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化过程。

14.某课外活动小组为了研究遥控玩具小车的启动性能,进行了如图所示的实验。

将玩具小车放在水平地
面上,遥控使其从静止开始匀加速启动,经时间t关闭发动机,玩具小车滑行一段距离后停下来,测得玩具小车从启动到停下来发生的总位移x=6m。

已知玩具小车的质量m=500g,匀加速过程中牵引力F=3N,运动过程中受到的阻力恒为车重的0.2倍,重力加速度为g取10m/s2,求t的值。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7.BCE
8.BD
9.BD
10.BD
三、实验题
11.(1)D; (2)5; 2;
12.200; 120;
四、解答题
13.(1)2 kg(2)4kg
(3)如图所示:14.
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一、单项选择题
1.某小组利用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、物体质量关系”的实验.实验中平衡摩擦力后,他们还调节木板上定滑轮,使牵引小车的细线与木板平行,这样做的目的是
A.避免小车在运动过程中发生抖动
B.使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C.保证小车最终能够做匀速直线运动
D.使细线拉力等于小车受到的合力
2.两块竖直放置的平行正对的金属板构成一个平行板电容器。

电容器左板接地,右板与静电计相连,在距离两板等距离的A点处有一个带电小球在静电力与细绳牵引下处于静止状态。

若将左极板向右移动靠近A点后系统再次平衡,下列说法中正确的是()
A.若带电小球仍处在A点处不移动,小球所受静电力增加
B.验电器指针偏角变大
C.带电小球的电势能减小
D.带电小球将向右移动
3.为了减少污染,工业废气需用静电除尘器除尘,某除尘装置如图所示,其收尘极为金属圆筒,电晕极位于圆筒中心。

当两极接上高压电源时,电晕极附近会形成很强的电场使空气电离,废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积,以达到除尘目的。

假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变,下列判断正确的是( )
A.带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大
B.金属圆筒内越靠近收尘极电势越高
C.带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越大
D.金属圆筒内存在匀强电场
4.如图所示,有一质量不计的杆,长为
,可绕A自由转动用轻绳在
点悬挂一个重为
的物体,另一根轻绳一端系在
点,点为圆弧的圆心,另一端系在圆弧形墙壁上的点.当该轻绳端点由
点逐渐沿圆弧
向上移动的过程中(保持
与地面夹角
不变),绳拉力的大小变化情况是()
A.逐渐减小
B.逐渐增大
C.先减小后增大
D.先增大后减小
5.据报道,我国实施的“双星”计划发射的卫星中放置了一种“磁强计”,用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。

磁强计的原理如图所示:电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x正方向、大小为I的电流。

已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e。

金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动。

若测出金属导体前后两个侧面间(z=a为前侧面,z=0为后侧面)的电势差为U,那么()
A.前侧面电势高,B.前侧面电势高,
C.后侧面电势高,D.后侧面电势高,
6.如图,匀强电场中有一个与电场线平行的平面,平面中有一个直角三角形ABC,其中∠B=90°,∠C=30°,AB=2m。

若在B处有一个放射源,能沿平面向各方向射出动能为10eV的电子,电子经过A、C两点时的动能分别为1leV和7eV.不考虑电子间的相互作用,则该电场的电场强度大小为()
A.B.
C.
D.
二、多项选择题
7.一辆汽车通过一座拱形桥后,接着又通过一凹形路面,已知拱形桥与凹形路面的半径相等,且汽车在
桥顶时对桥面的压力为汽车重量的倍,在凹形路面最低点
时对路面的压力为汽车重量的倍,则汽车在桥顶的速度v1与其在凹形路面最低点时的速度v2的大小之比为______。

8.电场中等势面如图所示,下列关于该电场描述正确的是()
A.A点的电场强度比C点的小
B.负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大
C.电荷沿等势面AB移动的过程中,电场力始终不做功
D.正电荷由到A移动到C,电场力做正功
9.我国利用“墨子号”量子通信卫星在国际上率先实现了高速星地量子通信,初步构成量子通信网格。

关于量子理论,下列说法正确的是()
A.量子论是普朗克首先提出的,光量子理论则是爱因斯坦首先提出的
B.光的强度越大,则光子的能量也就越大
C.三种放射线,基本质上都是高能光子
D.大量氢原子从高能级向低能级跃迁时,只能发射某些特定频率的光子
10.如图所示,质量为m的小球A、B置于倾角为θ=30°的光滑斜面上,小球A、B之间通过一段压缩的轻弹簧连接,小球A通过细线系在斜面体的挡板M上,小球B与挡板N接触,系统处于静止状态。

下列说法正确的是()
A.小球B与挡板N之间无挤压
B.剪断细线的瞬间小球B的加速度为零
C.剪断细线的瞬间小球A可能仍保持静止状态
D.撤去挡板N的瞬间小球B的加速度不一定变化
三、实验题
11.A、B的运动都在同一直线上, A某时刻的速度为2m/s,以0.2m/s2的加速度做匀减速前进, 2s后与原来静止的B发生碰撞, 碰撞后A以碰撞前的速率的一半反向弹回, 仍做匀减速运动, 加速度的值不变; B 获得0.6m/s的速度 , 以0.4m/s2的加速度做匀减速运动. 不计碰撞所用的时间, 求B停止的时刻和A、B 之间的最远距离.
12.匀强电场的场强为40 N/C,在同一条电场线上有A、B两点,把质量为2×10-9kg、带电荷量为-2×10-9C的微粒从A点移到B点,静电力做了1.5×10-7J的正功.求:
(1)A、B两点间的电势差U AB;
(2)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10 m/s,在只有静电力作用的情况下,求经过B点的速度.
四、解答题
13.如图所示,空气中一直角棱镜ABC,∠A=30°,一束单色光从AC边中点D垂直射入棱镜,从AB边
射出的光线与AB边夹角为30°,已知BC边长度为m,光在真空中的传播速度c=3×108 m/s。

求:
(1)该棱镜的折射率;
(2)从BC边射出的光在该棱镜中的传播时间。

14.图甲所示的平行金属板M、N相距为d,两板上加交变电压U MN如图乙(U0未知),贴两板右侧有xoy坐标,两板中线与x轴共线.现有大量质量m、电荷量-e的电子以初速度v0平行于两板沿中线持续不断地射入两板间.已知t=0时刻进入两板运动的电子穿过两板间的电场时间等于所加交变电压周期T,出射速度大小为2v0,且所有电子都能穿出两板,忽略电场的边缘效应及重力的影响,求
(1)两板的长度L和t=0时刻进入电子通过电场区电场力所做功W
(2)电子打在y轴上的范围
(3)在y轴右侧有一个未知的有界磁场区,从0点射出电场的电子恰好垂直于x轴向上通过x轴上坐标为(a,0)的P点,求磁场区磁场的方向及磁场磁感强度可能最小值B
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7.1:
8.CD
9.AD
10.BC
三、实验题
11.5s;1.425m.
12.(1)-75 V (2) m/s,方向与电场线反向.
四、解答题
13.①②
14.(1)v0T和(2)
(3)。

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