最新-2018届高考物理一轮复习 第八章磁场第1讲 磁场及

2018届高考一轮物理复习（人教版）课时训练第八章 磁 场
第1讲 磁场及磁场对电流的作用
一、选择题（本题共10小题，共70分）
1.如图8－1－24所示，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B
的匀强磁场中，且与磁场方向 (垂直于纸面向里)垂直．
线段ab 、bc 和cd 的长度均为L ，且∠abc ＝∠bcd ＝135°.流
经导
线的电流为I ，方向如图中箭头所示．导线段abcd 所受到的磁
场的作用力的合力 ( )
A ．方向沿纸面向上，大小为(2
＋1)ILB
B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB
C ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB
D ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB
解析：将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的大小，根据F ＝BIL 计 算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F ＝BIL ＋2BIL sin 45°＝(2＋1)ILB . 答案：A
2.如图8－1－25所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互
平行的通电直导线a 、b 和c ，各导线中的电流大小相同，其中a 、 c 导线中的电流方向垂直纸面向外，b 导线电流方向垂直纸面向
内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每
根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是 ( )
A ．导线a 所受合力方向水平向右
B ．导线c 所受合力方向水平向右
C ．导线c 所受合力方向水平向左
D ．导线b 所受合力方向水平向左
解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手 定则判定导线的受力方向．可以确定B 是正确的．
答案：B
图8－1－24
图8－1－25
3．(2018·广东惠州调研)图8－1－26中的D 为置于电磁铁两极间的
一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里．在开关S 接通后，
导线D 所受磁场力的方向是 ( )
A ．向上
B ．向下
C ．向左
D ．向右 解析：由右手螺旋定则，软铁芯在导线处的磁场方向向左，由左手定则，导线
D 受到 的磁场力方向向上，A 正确．
答案：A
4．某专家设计了一种新型电磁船，它不需螺旋桨推进器，航行
时平稳而无声，时速可达100英里．这种船的船体上安装一组
强大的超导线圈，在两侧船舷装上一对电池，导电的海水在
磁场力作用下即会推动船舶前进．如图8－1－27所示是超导
电磁船的简化原理图，AB 和CD 是与电池相连的导体，磁场
由超导线圈产生．以下说法正确的是 ( )
A ．船体向左运动
B ．船体向右运动
C ．无法断定船体向哪个方向运动
D ．这种新型电磁船会由于良好的动力性能而提高船速
解析：导电的海水的电流方向垂直AB 方向从CD 板流向AB 板，海水所受的安培力方 向水平向左，故船体上的超导线圈所受的作用力向右，故推动船体向右运动，B 、D 正 确．
答案：BD
5．如图8－1－28所示，S 为一垂直纸面放置的通电直导线
的横截面，当通以垂直纸面向里的恒定电流I 后，在距导线的
轴线为R 的a 处产生的磁感应强度大小为B ，b 、c 、d 是与a
在同一圆周上的三点，现将导线放在竖直向上、磁感应强度大
小为B 的匀强磁场中，以下关于a 、b 、c 、d 四点磁感应强度
的说法中正确的是 ( )
A ．a 、c 点的磁感应强度均为0
B ．a 点的磁感应强度大小为2B ，竖直向上；c 点的磁感应强度为0
C ．b 点的磁感应强度大小为2B ，和水平方向成45°斜向右上方
D ．d 点的磁感应强度大小为2B ，和水平方向成45°斜向左下方
图8－1－26 图8－1－27 图8－1－28
解析：对通电导线用安培定则并结合矢量的合成法则即可得到正确答案．
答案：BC
6．如图8－1－29所示电路中，电池均相同，当电键S 分别置于a 、b 两处时，导致MM ′ 与NN ′之间的安培力的大小分别为F a 、F b ，可判断这两段导线 (
)
图8－1－29
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
解析：不管电流方向如何，MM ′和NN ′两段导线中的电流方向总是相反的，则两段 导线始终产生排斥力．又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关接b 时的电压高， 则电流大，两段导线间产生的安培力也大．
答案：D
7．(2018·黄冈3月质检)如图8－1－30所示，用
粗
细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、cd 边均
与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L
的
电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E ，内阻为r
的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为 B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小
为 ( )
A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BEL r
解析：总电阻R ＝3r ·2r 3r ＋2r ＋r ＝115r 总电流I ＝E R ＝5E 11r
，梯形框架受到的安培力等效为I 通过ad 边时受到的安培力，故F ＝BI ·a d ＝BI ·2L ＝10BEL 11r
，所以C 选项正确． 答案：C
图8－1－30
8．如图8－1－31所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，
可沿轴线OO ′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO ′看去会
发现 ( )
A ．A 环、
B 环均不转动
B ．
A 环将逆时针转动，B
环也逆时针转动，两环相对不动
C ．A 环将顺时针转动，B 环也顺时针转动，两环相对不动
D ．A 环将顺时针转动，B 环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止
解析：可与前述例题同理分析，亦可用“求同趋近”的规律来简单判断．由于两环均 可以自由转动，电流方向要趋于相同，因此A 环顺时针转动，B 环逆时针转动，而且尽 可能的靠近，故选项D 正确．
答案：D
9．如图8－1－32所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n 匝，
线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g 的导线绕制而成，三条
细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆
柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO ′垂直于线圈平面且通过其圆心 O ，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T ，方向与竖直
线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至
少
为 ( )
A ．0.1 A
B ．0.2 A
C ．0.18 A
D ．0.01 A
解析： 设线圈半径为R ，通电导线受到的安培力F ＝nBI 2πR ，
所受重力为G ＝n 2πR ρg ，
平衡时有：F sin 30°＝G . nBI 2πR sin 30°＝n 2πR ρg ，得I ＝
2ρg B
，代入数据得I ＝0.1 A ，故A 正确． 答案：A 10．(2018·宜宾模拟)如图8－1－33所示，木板质量为M ，静止
于
水平地面上，木板上固定一质量不计的框架，框架上悬有磁
铁A ，木板上放有磁铁B ，两磁铁质量均为m ，设木板对地面
的压力为F N1，B 对木板的压力为F N2，A 对悬线的拉力为F T ，
则下面结论正确的是 ( )
图8－1－31
图8－1－32
图8－1－33
A ．F N1＝Mg ＋2mg
B ．F N2＝mg
C ．F T ＝mg
D ．以上全不对
解析：把木板、框架及磁铁A 、B 看成一个系统，则系统受重
力G 总＝Mg ＋2mg ，地面的弹力F N 1′.由牛顿第三定律可知F N 1′＝F N 1，由系统平衡 条件可知F N 1′＝Mg ＋2mg ，即F N 1＝Mg ＋2mg .磁铁B 受有重力G B ＝mg 、木板的弹力 F N 2′、磁铁A 的吸引力F A .由平衡条件可知F N 2′＝mg －F A .由牛顿第三定律知F N 2′ ＝F N 2，所以有F N 2＝mg －F A ＜mg .磁铁A 受有重力G A ＝mg ，悬线拉力F T ′，B 磁铁 的吸引力F B .由平衡条件可知F T ′＝mg ＋F B .由牛顿第三定律可知F T ′＝F T ，所以有F T ＝mg ＋F B ＞mg .此题答案应选A.
答案：A
二、非选择题（第11题14分，第12题16分）
11．电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械
能，使炮弹发射出去的．如图8－1－34所示，把两根长为
s ，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为
m 的炮弹，炮弹架在长为l ，质量为M 的金属杆上，当有大
的电流I 1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v 1时刻的加 速度为a ，当有大的电流I 2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v 2脱离金属架并 离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁 感应强度多大？
解析：设运动中受总阻力F f ＝kv 2
，炮弹与金属架在安培力和阻力合力作用下加速，根 据牛顿第二定律，获得v 1速度时，BI 1l －kv 21＝(M ＋m )a ①
当炮弹速度最大时，有BI 2l ＝kv 22②
解①②得垂直轨道的磁感应强度为：B ＝ M ＋m av 22l I 1v 2
2－I 2v 21
. 答案： M ＋m av 22l I 1v 2
2－I 2v 21
12．水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度
为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂
直于导轨搁一根质量为m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一
个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平
面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－35所示，问：
(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？ 图8－1－34 图8－1－35
此时B 的方向如何？
解析： 从b 向a 看侧视图如图所示．
(1)水平方向：F ＝F A sin θ①
竖直方向：F N ＋F A cos θ＝mg ②
又 F A ＝BIL ＝B E R L ③
联立①②③得：F N ＝mg －BLE cos θR ，F ＝BLE sin θR
. (2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F A ＝mg
B min ＝mgR EL
，根据左手定则判定磁场方向水平向右． 答案：(1)mg －
BLE cos θR BLE sin θR (2)mgR EL 方向水平向右。