2019年高考物理双基突破:专题20-安培力(精练)含答案解析
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1、1如图是某磁场部分区域磁感线分布(图线关于水平虚线对称) ,a、b 是其内两点。则Aa、b 两点的磁感应强度大小不等,且 BaBbB同一通电导线放在 a 处所 受磁场力一定大于放在 b 处所受磁场力C同一闭合小线圈在 a 点的磁通量一定大于在 b 点的磁通量Da 点的磁感应强度的方向即为放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向【答案】A2如图,质量 m0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为 37、宽度 L1 m 的光滑绝缘框架上,磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内) 。右侧回路中,电源的电动势 E8 V、内阻 r1 ,额定功率为 8 W、额定电压为 4 V 的电动机
2、 M 正常工作。取 sin 370.6,cos 370.8,重力加速度大小 g10 m/s 2,则磁场的磁感应强度大小为A2 T B1.73 T C1.5 T D1 T【答案】C【解析】电动机 M 正常工作时的电流 I1 2 A,电源内阻上的电压 UE U8 V4 V4 V,P1U根据欧姆定律得干路中的电流 I 4 A,通过导体棒的电流 I2II 12 A,导体棒受力平衡,有UrBI2Lmgsin 37 ,得 B1.5 T,只有选项 C 正确。 4如图, 一导体棒 ab 静止在 U 形铁芯的两臂之间电键闭合后导体棒受到的安培力方向A向上 B向下 C向左 D向右【答案】D5如图,a、b 两根垂直
3、纸面的导体通以大小相等的电流,两导线旁有一点 P,P 点到 a、b 距离相等,要使 P 处磁场方向向右,则 a、b 中电流方向为A都向外 B都向里Ca 中电流向外,b 中电流向里 Da 中电流向里,b 中电流向外【答案】C【解析】根据安培定则, 由 a 电流在 P 处的磁场方向知,a 电流周围的磁感线是逆时针方向,电流方向垂直纸面向外;由 b 电流在 P 处的磁场方向知,b 电流周围的磁感线是顺时针方向,电流方向应垂直纸面向里,故 C 正确,A、B、 D 错误。 6如图,将一个半径为 R 的金属圆环串联接入电路中,电路中的电流为 I,接 入点 a、b 是圆环直径上的两个端点,流过圆弧 acb
4、和 adb 的电流相等金属圆环处在磁感应强度为 B、方向如图所示的匀强磁场中,磁场方向与圆环所在的平面垂直,则金属圆环受到的 安培力为A0 B BIR C2BIR D4BIR【答案】C7如图,长为 L 的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为 k 的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中,弹簧伸长 x,棒处于静止状态。则A导体棒中的电流方向从 b 流向 a B导体棒中的电流大小为kxBLC若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x 变大D若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度, x 变大【答案】B【解析】由受力平衡可知安
5、培力方向水平向右,由左手定则可知,导体棒中的电流方向从 a 流向 b,故 A 错误;由于弹簧伸长为 x,根据平衡条件和胡克定律有 kxBIL,可得 I ,故 B 正确;若只将磁kxBL场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度,则安培力在水平方向上的分力减小,根据力的平衡可得,弹簧弹力变小,导致 x 变小,故 C、D 错误。8如图所示,用绝缘细线悬挂一个导线框,导线框是由两同心半圆弧导线和 直导线 ab、cd (ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路,导线框中通有图示方向的电流,处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线 P,当 P 中通以方向向外的电流时A
6、导线框将向左摆动 B导线框将向右摆动 C从上往下看,导线框将顺时针转动 D从上往下看,导线框将逆时针转动【答案】D9 (多选)如图甲所示,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,磁感应强度为 B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从 t0 时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流 I,周期为 T,最大值为 Im,图甲中 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【答案】ABC【解析】由 FIlB 可知,安培力随时间的变化关系与电流随时间变化关系相同。所以金属棒先向右匀加速运动,
7、再向右做匀减速运动,然后重复运动,故选项 A、B、C 均正确;安培力先做正功,后做负功,故选项 D 错误。10理论研究表明,无限长通电直导线磁场中某点的磁感应强度可用公式 Bk 表示,公式中的 k 是Ir常数,I 是导线中电流强度, r 是该点到直导线的距离。若两根相距为 L 的无限长通电直导线垂直 x 轴平行放置,电流强度均为 I,如图甲。图乙中能正确反映两导线间的磁感应强度 B 与 x 关系的是(规定 B 的正方向垂直纸面向里)【答案】A 11如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N 极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心,且垂直于线圈平面,当线圈中通入如图所示方向的电流后,线圈的运动情况
8、是A线圈向左运动 B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动【答案】A【解析】方法一:电流元法。首先将圆形线圈分成很多小段,每一段可看做一直线电流,取其中上、下两小段分析,其截面图和所受安培力情况如图所示。根据对称性可知,线圈所受安培力的 合力水平向左,故线圈向左运动。只有选项 A 正确。方法二:等效法。将环形电流等效成一条形磁铁,如图所示,根据异名磁极相互吸引知,线圈将向左运动,故选 A。也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流,根据结论“同向电流相吸引,异向电流相排斥”,也可判断出线圈向左运动,选 A。12如图所示,两根长直导线 m、n 竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔 P、Q
9、 中,O 为 P、Q 连线的中点,连线上 a、b 两点关于 O 点对称,导线中通有大小、方向均相同的电流 I。下列说法正确的是AO 点的磁感应强度为零 Ba、b 两点磁感应强度的大小关系为 BaB bCa、b 两点的磁感应强度相同 D导线 n 所受安培力方向由 P 指向 Q【答案】A13如图,用粗细均匀的电阻丝折成边长为 L 的平面等边三角形框架,每个边长的电阻均为 r,三角形框架的两个顶点与一电动势为 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,则三角形框架受到的安培力的大小为A0 B BEL5rC D2BEL5r 3BEL5r【答案】D【解析】由图可知框架的
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