课时跟踪检测(三十二) 磁场的描述、磁场对电流的作用
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课时跟踪检测(三十二)磁场的描述、磁场对电流的作用
高考常考题型:选择题+计算题
一、单项选择题
1.19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说。他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。图2中将分子电流(图1中箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是()
图1
图2
2.在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图3所示。过c点的导线所受安培力的方向()
图3
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
3.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一块条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图4所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看()
图4
A.圆环顺时针转动,靠近磁铁
B.圆环顺时针转动,远离磁铁
C.圆环逆时针转动,靠近磁铁
D.圆环逆时针转动,远离磁铁
4. (2012·天津高考)如图5所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ,如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是()
图5
A.棒中的电流变大,θ角变大
B.两悬线等长变短,θ角变小
C.金属棒质量变大,θ角变大
D.磁感应强度变大,θ角变小
二、双项选择题
5.假设能将小磁针移到地球球心附近,则小磁针的N极指向()
A.可以根据“同名磁极相斥,异名磁极相吸”进行判定
B.应根据“小磁针N极所受到磁场力方向与该处磁场方向相同”进行判定
C.指向地球的地理南极附近
D.指向地球的地理北极附近
6.(2012·海南高考)图6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()
图6
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
7. (2011·新课标全国高考)电磁轨道炮工作原理如图7所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条
轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I 成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的办法是( )
图7
A .只将轨道长度L 变为原来的2倍
B .只将电流I 增加至原来的2倍
C .只将弹体质量减至原来的一半
D .将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L 变为原来的2倍,其他量不变
8.如图8所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T 的匀强磁场中,以导线为中心,半径为R 的圆周上有a 、b 、c 、d 四个点,已知c 点的实际磁感应强度为0,则( )
图8
A .直导线中电流方向垂直纸面向里
B .d 点的磁感应强度为0
C .a 点的磁感应强度为2 T ,方向向右
D .b 点的磁感应强度为 2 T ,方向斜向右下方
9.如图9所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈,宽为L ,共N 匝,线圈的下部悬挂在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I (方向如图)时,在天平两边加上质量各为m 1、m 2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( )
图9
A .磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为(m 1-m 2)g
NIL
B .磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为mg
2NIL
C .磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为(m 1-m 2)g
NIL
D .磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为mg
2NIL
三、计算题
10.质量为m 、长度为L 的导轨棒MN 静止于水平导轨上,通过MN 的电流为I ,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图10所示,求棒MN 受到的支持力和摩擦力。
图10
11.如图11(甲)所示,质量为m =50 g ,长l =10 cm 的铜棒,用长度也为l 的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B =1
3 T 。未通电时,轻线在竖直方向,
通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小。
图11
某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图)。当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡。有
tan θ=F mg =BIl mg ,得I =mg tan θ
Bl
=11.25 A 。
(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里? (2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果。