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云南省新人教版物理2014屆高三單元測試23
《磁場及其對電流的作用》
(時間:90分鐘 滿分：100分)
一 、
1．一段直導線L＝1 m，其中通有I＝1 A的電流，受到垂直于紙面向外的大小為F＝1 N的磁場力作用，據(jù)此
(　　)
A．既可以確定這個磁場的磁感應強度的大小，又可以確定磁感應強度的方向
B．僅能確定磁感應強度的大小，不能確定磁感應強度的方向
C．僅能確定磁感應強度的方向，不能確定磁感應強度的大小
D．磁感應強度的大小和方向均無法確定
【答案】D
【詳解】考慮到I與B的方向不明確，無法用B＝FIL確定磁感應強度的大��；僅知道F的方向，無法用左手定則判斷磁感應強度的方向．故選D.
2．將一個質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖23所示，當圓環(huán)中通以順時針方向的電流時，從上往下看
(　　)
A．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵
B．圓環(huán)順時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵
C．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，靠近磁鐵
D．圓環(huán)逆時針轉(zhuǎn)動，遠離磁鐵
【答案】C
【詳解】該通電圓環(huán)相當于一個垂直于紙面的小磁針，N極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項正確．
3．如圖所示，金屬細棒質(zhì)量為m，用兩根相同輕彈簧吊放在水平方向的勻強磁場中，彈簧的勁度系數(shù)為k，棒ab中通有穩(wěn)恒電流，棒處于平衡，并且彈簧的彈力恰好為零．若電流大小不變而方向相反，則(　　)
A．每根彈簧彈力的大小為mg
B．每根彈簧彈力的大小為2mg
C．彈簧形變量為mg/k
D．彈簧形變量為2mg/k
【答案】AC
【詳解】彈簧的彈力恰好為零，說明安培力應向上與重力平衡，即F安＝mg，若電流大小不變而方向相反時，則安培力應向下，但大小不變，彈簧彈力與安培力和重力平衡，即2kx＝F安＋mg＝2mg，所以每根彈簧彈力的大小為mg，彈簧形變量為mg/k，選項A、C正確．
4．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于東、西方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中，在兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關于A、B帶電情況的說法中正確的是(　　)
A．帶同種電荷 B．帶異種電荷
C．B帶正電 D．A帶正電
【答案】BD
【詳解】云層間閃電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B正確；在云層間放電時，形成的強電場和高溫將空氣電離成正離子和負離子，并在強電場的作用下做定向移動，形成電流，所以此題是考查通電直導線的右手定則，由題意知，從西向東看，磁場是逆時針的，根據(jù)右手定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負電，所以D選項正確．
5． 有兩根長直導線a、b互相平行放置，如圖所示為垂直于導線的截面圖．在圖中所示的平面內(nèi)，O點為兩根導線連線的中點，M、N為兩導線附近的兩點，它們在兩導線連線的中垂線上，且與O點的距離相等．若兩導線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關于線段MN上各點的磁感應強度，下列說法中正確的是(　　)
A．M點和N點的磁感應強度大小相等，方向相同
B．M點和N點的磁感應強度大小相等，方向相反
C．在線段MN上各點的磁感應強度都不可能為零
D．在線段MN上只有一點的磁感應強度為零
【答案】選BD.
【詳解】根據(jù)安培定則和磁場的疊加原理，M點和N點的磁感應強度大小相等，方向相反，選項A錯B對；在線段MN上只有在O點處，a、b兩電流形成的磁場的磁感應強度等大反向，即只有O點處的磁感應強度為零，選項C錯D正確．
6． 一段長0.2 m，通過2.5 A電流的直導線，關于在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況，正確的是(　　)
A．如果B＝2 T，F(xiàn)一定是1 N
B．如果F＝0，B也一定為零
C．如果B＝4 T，F(xiàn)有可能是1 N
D．如果F有最大值時，通電導線一定與B平行
【答案】選C.
【詳解】當導線與磁場方向垂直放置時，F(xiàn)＝BIL，力最大，當導線與磁場方向平行放置時，F(xiàn)＝0，當導線與磁場方向成任意其他角度放置時，07． 如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強磁場，磁感應強度B1＝1 T．位于紙面內(nèi)的細直導線，長L＝1 m，通有I＝1 A的恒定電流．當導線與B1成60°夾角時，發(fā)現(xiàn)其受到的安培力為零．則該區(qū)域同時存在的另一勻強磁場的磁感應強度B2的大小可能為(　　)
A.12 T　　　　　　　　　B.32 T
C．1 T D.3 T
【答案】選BCD.
【詳解】導線受到的安培力為零，可判斷出合磁感應強度為零或沿導線方向，可求出磁感應強度B2的最小值，B2�。紹1sin60°＝32 T，故B、C、D均正確．
8 如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時細線與豎直方向的夾角為 θ，則下列說法正確的是(　　)
A．回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小為mgtanθ
B．回形針靜止時受到的細線的拉力大小為mgcosθ
C．現(xiàn)用點燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無序了
D．現(xiàn)用點燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了
【答案】選C.
【詳解】回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯誤；對回形針加熱，回形針磁性消失是因為分子電流排列無序了，所以選項C正確，D錯誤．
9． 如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導線，當通以電流I時，欲使導線靜止在斜面上，外加勻強磁場B的大小和方向可能是(　　)
A．B＝mgtanα/(IL)，方向垂直斜面向上
B．B＝mgsinα/(IL)，方向垂直斜面向下
C．B＝mgtanα/(IL)，方向豎直向上
D．B＝mg/(IL)，方向水平向右
【答案】選B.
【詳解】B方向垂直斜面向上，由左手定則可知，安培力方向沿斜面向下，導線不可能靜止，A錯；同理可知C、D錯；B方向垂直斜面向下，安培力沿斜面向上，由平衡條件得：BIL＝mgsinα，解得B＝mgsinαIL，故B項對．
10． 如圖所示，用粗細均勻的電阻絲折成平面梯形框架，ab、cd邊均與ad邊成60°角，ab＝bc＝cd＝L，長度為L的電阻絲電阻為r，框架與一電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源相連接，垂直于框架平面有磁感應強度為B的勻強磁場，則框架受到的安培力的合力大小為(　　)
A．0 B.5BEL11r
C.10BEL11r D.BELr
【答案】選C.
【詳解】總電阻R＝3r?2r3r＋2r＋r＝115r，總電流I＝ER＝5E11r，梯形框架受的安培力可等效為I通過ad邊時受到的安培力，F(xiàn)＝BIad＝BI2L＝10BEL11r，所以C選項正確．
二、非
11．如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m，質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導線，電流強度I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導線用平行于斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應強度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場中，設t＝0時，B＝0，則需要幾秒，斜面對導線的支持力為零？(g取10 m/s2)
【答案】5 s
【詳解】斜面對導線的支持力為零時導線的受力如圖所示
由平衡條件FTcos37°＝F
FTsin37°＝mg
由①②解得：F＝mgtan37°
代入數(shù)值得：F＝0.8 N
由F＝BIL得B＝FIL＝0.81×0.4 T＝2 T
B與t的變化關系為B＝0.4t
解得t＝5 s
12．水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內(nèi)阻)．現(xiàn)垂直于導軌擱一根質(zhì)量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖所示，問：
(1)當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？
(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？
【答案】(1)mg－BLEcos θR　BLEsin θR
(2)Bmin＝mgREL　水平向右
從b向a看側(cè)視圖如圖所示
【詳解】(1)水平方向：f＝F安sin θ①
豎直方向：N＋F安cos θ＝mg②
又F安＝BIL＝BERL③
聯(lián)立①②③得：N＝mg－BLEcos θR
f＝BLEsin θR
(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，則受安培力豎直向上．則有F安＝mg，Bmin＝mgREL，根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右．


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