2021届高三物理一轮复习同步练习卷：磁场及其描述安培力

磁场及其描述安培力

一、选择题

1.中国宋代科学家沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示,结合上述材料,下列说法正确的是()

A.在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极,指北的磁极叫南极

B.对垂直射向地球表面宇宙射线中的高能带电粒子,在南、北极所受阻挡作用最弱,赤道附近最强

C.形成地磁场的原因可能是带正电的地球自转引起的

D.由于地磁场的影响,在奥斯特发现电流磁效应的实验中,通电导线应相对水平地面竖直放置

2.(2019·浙江1月学考)如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”实验的部分装置,导体棒处于磁场中,设三块磁铁可视为相同,忽略导体棒的电阻,下列操作能使导体棒通电瞬间所受安培力变为原来二分之一的是()

A.仅移去一块蹄形磁铁

B.仅使棒中的电流减小为原来的二分之一

C.仅使导体棒接入端由②、③改为①、④

D.仅使导体棒接入端由①、④改为②、③

3.(2018·浙江4月选考)处于磁场B中的矩形金属线框可绕轴OO′转动,当线框中通以电流I时,如图所示,此时线框左右两边受安培力F的方向正确的是()

4.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,如图所示,向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内,向内的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为b(b>a)的圆形线圈,线圈平面与磁感应强度方向垂直,线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度开始减小到,则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为()

A.πB(b2-a2)

B.πB(b2-2a2)

C.πB(b2-a2)

D.πB(b2-2a2)

5.如图所示为两根互相平行的通电直导线a,b的横截面图,a,b中的电流方向在图中标出,那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是()

A.磁感线顺时针方向,磁场力向右

B.磁感线顺时针方向,磁场力向左

C.磁感线逆时针方向,磁场力向右

D.磁感线逆时针方向,磁场力向左

6.老师在课堂上做了一个演示实验:装置如图所示,在容器的中心放一个圆柱形电极B,沿容器边缘内壁放一个圆环形电极A,把A和B分别与电源的两极相连,然后在容器内放入液体,将该容

器放在磁场中,液体就会旋转起来。王同学回去后重复老师的实验步骤,但液体并没有旋转起来,造成这种现象的原因可能是该同学在实验过程中()

A.将磁铁的磁极倒置了

B.将直流电源的正负极接反了

C.使用的液体为能导电的饱和食盐溶液

D.使用的电源为50 Hz的低压交流电源

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,当线圈通有电流I(方向如图)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。则磁感应强度B的大小和方向为()

A.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

B.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为

C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

D.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为

8.三根平行的长直导线,分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,三导线中电流方向相同,A,B两导线中的电流大小相同,如图所示,已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B,导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B,则O处的磁感应强度的大小和方向为()

A.大小为B,方向沿OA方向

B.大小为2B,方向竖直向下

C.大小为2B,方向沿OB方向

D.大小为2B,方向沿OA方向

9.如图甲是磁电式电流表的结构示意图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,如图乙所示,边长为L的正方形线圈中通以电流I,线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向里,a,b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B,则()

A.该磁场是匀强磁场

B.该线圈的磁通量为BL2

C.a导线受到的安培力方向向下

D.b导线受到的安培力大小为BIL

10.(多选)如图1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,磁感应强度大小为B,垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起,棒上有如图2所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为I m,图1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

11.(多选)如图所示,无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I,导线正下方固定一正方形线框。线框中通有顺时针方向的恒定电流I,线框边长为L,线框上边与直导线平行,且到直导线的距离也为L,已知在长直导线的磁场中距离长直导线r处的磁感应强度大小为B=,线框质量为m,则释放线框的一瞬间,线框的加速度可能为()

A.0

B.-g

C.-g

D.g-

12.已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式:B=,其中r0是该点到通电

直导线的距离,I为电流强度,μ0为比例系数(单位为T·m/A)。试推断,一个半径为R的圆环,当通过的电流为I时,其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为()

A. B.

C. D.

二、非选择题

13.某电子天平原理如图所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,忽略边缘效应。一正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端C,D与外电路连接。当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量。已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g。问: