2020年高三物理一轮复习考点模拟·随堂集训24

2020年高三物理一轮复习考点模拟·随堂集训24
1. [2013·上海高考] 如图，足够长的直线ab 靠近通电螺线管，与螺线管平行。

用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B ，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )
解析：通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，两端磁感应强度最大，沿两端往外磁感应强度减小，所以用磁传感器测量ab
上各
点的磁感应强度B ，在计算机屏幕上显示的大致图象是C 。

答案：C
2. [2012·海南高考](多选)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 ，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向左滑动
解析：若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e 接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误。

答案：BD
3. [2012·课标全国卷]图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。

现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。

所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。

(1)在图中画线连接成实验电路图。

(2)完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线。

②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。

③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出________，并用天平称出________。

④用米尺测量________。

(3)用测得的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝________。

(4)判定磁感应强度方向的方法是：若________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。

解析：(1)本实验的原理是：通过测量D的安培力的大小和方向、电流的大小和方向、D的底边长度，根据F＝BIL，测出B的大小和方向；因此把电流表、滑动变阻器、开关、电源和D串联即可，如图所示。

(2)根据步骤②可知D 的重力G ＝m 1g ，步骤③为让电流流过D ，使D 在重力、安培力和细线的拉力下重新平衡。

要测出安培力，需要测出拉力，即用天平称出重新加入细沙的总质量；要测出B ，需要测出电流的大小和D 的底边的长度。

(3)安培力F ＝|m 2－m 1|g ，又F ＝BIL ，可得B ＝|m 2－m 1|g IL。

(4)由电路图知电流的方向水平向右，B 方向若垂直纸面向外，则安培力方向为竖直向下，有
F ＋m 1g ＝m 2g ，即m 2>m 1。

答案：(1)连线图见解析。

(2)③重新处于平衡状态'电流表的示数I '此时细沙的质量m 2 ④D 的底边长度L
(3)|m 2－m 1|g IL
(4)m 2>m 1
【模拟题组——提考能】
1. [2015·河北石家庄质检] (多选)如图所示，水平长直导线MN中通以M到N方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd 悬挂在其正下方。

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→a
B. 线圈中通过的电流方向为a→b→c→d→a
C. 当线圈中电流变为
T
T－T′
I时，两细线内的张力均为零
D. 当线圈中电流变为T′
T－T′
I时，两细线内的张力均为零解析：线圈不通电流时，由力的平衡有2T＝mg，当通过的电流为I时，张力减小为T′，由安培定则知通电导线MN在ab处产生的磁场比dc处强，则可判知ab上必受向上的安培力，且大于cd上所受向下的安培力，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，B ab IL－B cd IL＋2T′＝mg，当两细线内的张力均为零时，B ab I′L－B cd I′L＝mg，且又知2T＝
mg，联以上方程得I′＝
T
T－T′
I，故C项对，D项错。

答案：BC
2. [2015·西安高三学情调研]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θ。

整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。

金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a 到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止，则( )
A. 磁场方向竖直向上
B. 磁场方向竖直向下
C. 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上
D. 金属杆ab受安培力的方向平行导轨向下
解析：金属杆受力分析如图所示，当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡，B、C、D错误。

答案：A
3. [2014·南京外国语学校模拟](多选) 三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示，现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的是()
A. O点处实际磁感应强度的大小为B
B. O点处实际磁感应强度的大小为5B
C. O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°
D. O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角的正切值为2
解析：先根据安培定则确定每根通电导线在O点所产生的磁感应强度的方向，再根据矢量合成法则求出结果。

根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度B1、B3方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1、B3方向垂直，如图所示，故O点处实际磁感应强度大小为B0＝(B1＋B3)2＋B22＝5B，A错误，B正确；由几何关系可知O点处实际磁感应强度方向与斜边夹角为α，则tanα＝
B 3＋B 1B 2
＝2，故C 错误，D 正确。

答案：BD
4. [2015·雅礼中学模拟]如图所示为一电流表的原理示意图。

质量为m 的匀质细金属棒MN 的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k 。

在矩形区域abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向外。

与MN 的右端N 连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN 的长度大于ab 。

当MN 中没有电流通过且处于平衡状态时，MN 与矩形区域的cd 边重合；当MN 中有电流通过时，指针示数可表示电流大小。

(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g )
(2)若要电流表正常工作，MN 的哪一端应与电源正极相接？
(3)若k ＝2.0 N/m ，ab ＝0.20 m ，cb ＝0.050 m ，B ＝0.20 T ，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)
(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？
解析：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为Δx ，则有 mg ＝k Δx ①
由①式得：Δx ＝mg k
(2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN 的安培力必须向下，因此M 端应接正极。

(3)设电流表满偏时通过MN 的电流为I m ，则有 BI m ab ＋mg ＝k (cb ＋Δx )②
联立①②并代入数据得I m ＝2.5 A
(4)设量程扩大后，磁感应强度变为B ′，则有 2B ′I m ab ＋mg ＝k (cb ＋Δx )③
由①③式得：B ′＝k cb
2I m ab
代入数据得：B ′＝0.10 T 。

答案：(1)mg
k (2)M (3)2.5 A
(4)0.10 T。