2021版高考物理一轮复习 考点集训（三十七）第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用（含解析）.docx

1、考点集训(三十七)第1节磁场的描述磁场对电流的作用A组1如图，长为2L的直导线折成边长相等的直角形状，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流I时，该直角形通电导线受到的安培力大小为()A0 BBILC.BIL D2BIL解析 安培力中通电导线的长度为电流的有效长度，本题中有效长度为L，因此安培力FBIL，C正确答案 C2电流天平的主要结构包括水平放置的螺线管，横梁(含U形电路)，其构造示意图如图所示当螺线管中通以电流I0, U形电路中通以电流I时，在横梁左端悬挂合适的钩码，就能使横梁水平平衡，则平衡时()A通电螺线管内的磁感线与螺线管的中轴线垂直BCD边受到

2、竖直向下的安培力CU形电路的三条边都受到安培力D只改变螺线管中的电流方向横梁仍可平衡解析 根据安培定则可知，通电螺线管内的磁感线与螺线管的中轴线平行，A错误；根据右手螺旋定则可知CD边处的磁感线方向水平向右，电流由C指向D，根据左手定则，CD受到的安培力竖直向下，B正确；U形电路的CD边与磁场垂直，其他两条边与磁场平行，所以只有CD边受到安培力作用，C错误；改变螺线管电流方向，CD边的安培力会反向，无法平衡，D错误答案 B3(多选)通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列判

3、定正确的是()AL2绕轴O按顺时针转动BL2绕轴O按逆时针转动CL4绕轴O按顺时针转动DL4绕轴O按逆时针转动解析 图甲中，根据安培定则可知，L1导线上方的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远，磁场越弱，由左手定则可知，通电导线L2处于垂直纸面向外的磁场，且越靠近L1，安培力越强，从而出现L2绕轴O按逆时针方向转动，故B正确，A错误；图乙中O点上方导线L4所受安培力向右，O点下方导线L4所受安培力向左，即L4绕轴O按顺时针转动，故C正确，D错误答案 BC4(多选)根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是()A要使炮弹沿导轨向

4、右发射，必须通以自M向N的电流B要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流C要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度D使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向解析 要使炮弹沿导轨向右发射，根据左手定则可知，必须通以自M向N的电流，故A正确；要想提高炮弹的发射速度，即增大安培力的大小，根据FBIL，所以可适当增大电流或磁感应强度，故BC正确；若使电流和磁感应强度的方向同时反向，则安培力方向不变，所以炮弹的发射方向不变，故D错误答案 ABC5如图所示是早期发明的一种电流计，它是根据奥斯特现象中小磁针的偏转来计量电流的，缺点是精确度不高、易受外界干扰接通电流前，位于环形导线中央的

5、小磁针仅在地磁场的作用下处于静止状态，环形导线与小磁针共面当给环形导线通以恒定电流I后，小磁针偏转角；当给环形导线通以恒定电流kI时，小磁针偏转角若已知环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比关于这种电流计，下列说法正确的是()A该电流计测量结果与地磁场的竖直分量有关B该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度均相同C小磁针偏转角满足关系式sin ksin D小磁针偏转角满足关系式tan ktan 解析 由图可知，该电流计测量结果与地磁场的水平分量有关，故A错误；在地球上不同位置，地磁场的水平分量可能不同，所以该电流计在地球上不同位置使用时，所标刻度不相同，故B错误；根据磁场的矢量关系可得ta

6、n ，tan .因为环形电流圆心处的磁感应强度与通电电流成正比，所以有tan ktan ，故C错误、D正确答案 D6如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成角，则导体棒受到的()A安培力大小为BILB安培力大小为BILsin C摩擦力大小为BILcos D支持力大小为mgBILcos 解析 导体棒受到的安培力大小FABIL，选项A正确，B错误；以导体棒为研究对象，分析受力，如图根据平衡条件得：GFAcos FN，fFAsin ，得FNGFAcos mgBILcos ，fBILsin ，选项C、D错误答案

7、 A7(多选)竖直面(纸面)内两固定长直导线L1、L2中通有如图所示的电流，P点位于L1、L2正中间，整个空间存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于纸面向里的匀强磁场(未画出)，此时P点的磁感应强度大小为0.若L1中电流反向，则P点的磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向里，则()AI1在P点产生的磁场的磁感应强度大小为B0BI1在P点产生的磁场的磁感应强度大小为B0CI2在P点产生的磁场的磁感应强度大小为B0DI2在P点产生的磁场的磁感应强度大小为B0解析 设I1、I2在P点产生的磁场大小为B1和B2，由右手定则可知B1和B2方向均向外，则：B1B2B0；若L1中电流反向，则磁场方向也反向，则：

8、B1B0B2B0；联立解得B1B0 ；B2B0，故选AC.答案 AC8如图所示，直导线ab与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通有图示方向电流时，从左向右看，线圈将()A不动B顺时针转动，同时靠近导线C逆时针转动，同时离开导线D逆时针转动，同时靠近导线解析 根据安培定则可知，通电导线ab在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里采用电流元法，将圆环分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安培力向下，圆环将逆时针转动再用特殊位置法：圆环转过90时，通电直导线ab对左半圆环产生吸引力，对右半圆环产生排斥力，由于吸引力大于排斥力，圆环靠近ab.

9、则从左向右看，线圈将逆时针转动，同时靠近直导线ab，D正确答案 DB组9在电场中我们已经学过，三个点电荷在同一条直线上均处于平衡状态时，定满足：“两同夹一异，两大夹一小，近小远大”仿照上面的规律，假设有三根相同的通电长直导线平行放在光滑水平地面上的A、B、C三个位置并处于静止状态，截面如图所示已知ABBC，直线电流在周围产生的磁场的磁感应强度公式为Bk，其中k是常数，I是导线中电流的大小，r是某点到导线的距离，关于三根导线中的电流方向和电流大小的比例关系，正确的是()AA、B中电流方向一定相同BA、C中电流方向一定相反C三根导线中的电流强度之比为414D三根导线中的电流强度之比为212解析 根

10、据“两同夹一异”规律，A、B中电流方向一定相反，A、C中电流方向一定相同，选项A、B错误；B、C导线在A处产生的磁场满足：kk；A、C导线在B处产生的磁场满足：kk；联立解得，三根导线中的电流强度之比为IAIBIC212，选项D正确答案 D10如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场质量为m、半径为R的圆环当通有恒定的电流I时恰好能水平静止在N极正上方H处已知与磁单极子N极相距r处的磁感应强度大小为B，其中k为常数重力加速度为g，则()A静止时圆环的电流方向为逆时针方向(俯视)B静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势C静止时圆环的电流ID若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，下落中加速度先增

11、加后减小解析 环所在处的磁场的方向向上，则环产生的磁场的方向向下，根据安培定则可知，静止时圆环的电流方向为顺时针方向(俯视)，故A错误；静止时圆环的电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，环上的各点受到的安培力的方向向上向里，所以环有收缩的趋势，故B项不合题意；对环的某一部分进行受力分析如图：在水平方向，根据安培力的对称性可知，整个环在水平方向的合力为0，竖直方向的合力与重力大小相等，由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直，所以整体受到的安培力FBI2R，由几何关系Fcos mg，cos ，由题B，联立得I，故C项符合题意；若将圆环向上平移一小段距离后环受到的安培力将减小，由静止释放，重力

12、开始时大于安培力，所以环加速下落，向下的过程中安培力增大，所以合外力减小加速度先减小，故D项不合题意答案 C11边长为L的正方形线圈A，通有沿逆时针方向的恒定电流I，用两根轻质绝缘细绳静止地悬挂在水平长直导线MN的正下方h处，如图所示当导线MN中无电流时，两细绳中张力均为T；当通过MN的电流为I1时，两细绳中张力均减为T；而当通过MN的电流为I2时，细绳中张力恰好为零已知长直通电导线周围某点磁场的磁感应强度B与该点到导线的距离r成反比，与导线中电流成正比.由此可知，MN中的电流方向和电流大小之比分别为()A向左，1 B向右，1C向左，1 D向右，1解析 当MN中通以从N到M的电流时，ab边所受

13、的安培力向上，cd边所受的安培力向下，因离MN越近，安培力越大，可知此时线圈所受安培力的合力方向竖直向上，所以MN中电流方向向左当MN中通电流I0时，根据题意可知ab所受的安培力为F1，cd所受的安培力为F2，因它们受到的安培力方向相反，此时线圈所受的安培力的合力大小为FkILI0；可知线圈受到的安培力的合力大小与通入电流的大小成正比，当MN分别通以I1、I2的电流时线圈受到的安培力的合力的大小之比为，当通过MN的电流为I1时，两细绳中张力均减为T.所以安培力的大小F合12T2T；而当通过MN的电流为I2时，细绳中张力恰好为零，则安培力的大小F合22T，所以1，故选C.答案 C12如图所示，位

14、于同一个水平面上的两根平行金属导轨，放置在斜向左上、与水平面成角的匀强磁场中，一根质量为m的通有恒定电流I的金属条在导轨上向右运动导轨间距离为L，金属条与导轨间动摩擦因数为.(1)金属条以速度v做匀速运动，求磁场的磁感应强度的大小；(2)为了使金属条尽快运动距离x，可通过改变磁场的方向来实现，求改变磁场方向后，金属条运动位移x的过程中安培力对金属条所做的功(磁感应强度大小B已知)解析 (1)对金属条受力分析如图，FBIL竖直方向平衡有FNFcos mg水平方向匀速运动有Fsin f0，又fFN联立解得B(2)金属条尽快运动距离x，则加速度最大，设此时磁场方向与水平面的夹角为，斜向左上，对金属条水平方向应用牛顿第二定律有Fsin fma，又fFN，解得ag由数学知识可知，a最大时有tan 在此过程中安培力做功WBILsin x，解得WBILx