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新人教版高三物理选修3-1磁场及其对电流的作用专项练习(解析版)
一、选择题
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1. 难度:简单

关于磁感应强度,下列说法正确的是(   )

A.一小段通电导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零

B.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零

C.放置在磁场中1 m长的通电导线,通过1 A的电流,受到的磁场力为1 N,则该处的磁感应强度就是 1 T

D.磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同

 

二、计算题
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2. 难度:简单

如图所示,把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动.当导线中通有如图所示方向的电流I时,试判断导线的运动情况.

6ec8aac122bd4f6e

 

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3. 难度:简单

(2011·泉州模拟)(14分)如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T,方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,求:

(1)通过导体棒的电流;

(2)导体棒受到的安培力大小;

(3)导体棒受到的摩擦力.

 

三、选择题
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4. 难度:简单

(2011·上海高考物理·T18)如图,质量为6ec8aac122bd4f6e、长为6ec8aac122bd4f6e的直导线用两绝缘细线悬挂于6ec8aac122bd4f6e,并处于匀强磁场中。当导线中通以沿6ec8aac122bd4f6e正方向的电流6ec8aac122bd4f6e,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为6ec8aac122bd4f6e。则磁感应强度方向和大小可能为(    )

(A) 6ec8aac122bd4f6e正向,6ec8aac122bd4f6e    (B)6ec8aac122bd4f6e正向,6ec8aac122bd4f6e   

(C) 6ec8aac122bd4f6e负向,6ec8aac122bd4f6e    (D)沿悬线向上,6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e

 

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5. 难度:简单

(2011·大纲版全国·T15)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e,且6ec8aac122bd4f6e;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是(     )

6ec8aac122bd4f6e

A.a点  B.b点  C.c点  D.d点 

 

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6. 难度:简单

(2011·海南物理·T7)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是(     )

A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系

B.欧姆发现了欧姆定律,说明了热现象和电现象之间存在联系

C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系

D.焦耳发现了电流的热效应,定量经出了电能和热能之间的转换关系

 

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7. 难度:简单

(2011·新课标全国卷·T14)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(    )

6ec8aac122bd4f6e

 

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8. 难度:简单

(2010·安徽卷)20.如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面6ec8aac122bd4f6e高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e,在磁场中运动时产生的热量分别为6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e。不计空气阻力,则(     )

6ec8aac122bd4f6e

A.6ec8aac122bd4f6e              B.6ec8aac122bd4f6e         

C.6ec8aac122bd4f6e              D.6ec8aac122bd4f6e

 

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9. 难度:简单

(2010·重庆卷)21.如题21图所示,矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场,有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁块,在纸面民内做匀速圆周运动,运动轨迹为相应的圆弧,这些粒子的质量,电荷量以及速度大小如下表所示

6ec8aac122bd4f6e

由以上信息可知,从图中a、b、c处进大的粒子对应表中的编号分别为(    )

A 3、5、4              B4、 2、5

C5、3、2               D2、4、5   

 

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10. 难度:简单

(09年广东理科基础)1.发现通电导线周围存在磁场的科学家是         (    )

A.洛伦兹                B.库仑

C.法拉第                D.奥斯特

 

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11. 难度:简单

(09年海南物理)2.一根容易形变的弹性导线,两端固定。导线中通有电流,方向如图中箭头所示。当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是                                                                 (    )

6ec8aac122bd4f6e

 

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12. 难度:简单

 09年宁夏卷)医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160µV,磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为     (    )

6ec8aac122bd4f6e

A. 1.3m/s ,a正、b负          B. 2.7m/s , a正、b负

C.1.3m/s,a负、b正          D. 2.7m/s , a负、b正

 

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13. 难度:简单

一段直导线L=1 m,其中通有I=1 A的电流,受到垂直于纸面向外的大小为F=1 N的磁场力作用,据此

(  )

A.既可以确定这个磁场的磁感应强度的大小,又可以确定磁感应强度的方向

B.仅能确定磁感应强度的大小,不能确定磁感应强度的方向

C.仅能确定磁感应强度的方向,不能确定磁感应强度的大小

D.磁感应强度的大小和方向均无法确定

 

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14. 难度:简单

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23所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看

(  )

6ec8aac122bd4f6e

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

 

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15. 难度:简单

如图所示,金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中,弹簧的劲度系数为k,棒ab中通有稳恒电流,棒处于平衡,并且弹簧的弹力恰好为零.若电流大小不变而方向相反,则(  )

 6ec8aac122bd4f6e

A.每根弹簧弹力的大小为mg

B.每根弹簧弹力的大小为2mg

C.弹簧形变量为mg/k

D.弹簧形变量为2mg/k

 

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16. 难度:简单

如图所示是云层之间闪电的模拟图,图中A、B是位于东、西方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中,在两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于A、B带电情况的说法中正确的是(  )

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A.带同种电荷               B.带异种电荷

C.B带正电                  D.A带正电

 

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17. 难度:简单

(2011年北京海淀区期末测试)有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图.在图中所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线附近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与O点的距离相等.若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是(  )

6ec8aac122bd4f6e

A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同

B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反

C.在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

D.在线段MN上只有一点的磁感应强度为零

 

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18. 难度:简单

(2011年广东六校联考)一段长0.2 m,通过2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是(  )

A.如果B=2 T,F一定是1 N

B.如果F=0,B也一定为零

C.如果B=4 T,F有可能是1 N

D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行

 

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19. 难度:简单

(2011年吉林模拟)如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1 T.位于纸面内的细直导线,长L=1 m,通有I=1 A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时,发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为(  )

6ec8aac122bd4f6e

A. 6ec8aac122bd4f6e T         B. 6ec8aac122bd4f6e T

C.1 T                     D. 6ec8aac122bd4f6e T

 

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20. 难度:简单

(2011年济南模拟)如图所示,质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止,此时细线与竖直方向的夹角为 θ,则下列说法正确的是(  )

6ec8aac122bd4f6e

A.回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanθ

B.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθ

C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流排列无序了

D.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会发现回形针不被磁铁吸引了,原因是回形针加热后,分子电流消失了

 

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21. 难度:简单

(2011年泉州模拟)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是(  )

6ec8aac122bd4f6e

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),方向竖直向上

D.B=mg/(IL),方向水平向右

 

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22. 难度:简单

(2011年黄冈质检)如图所示,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(  )

6ec8aac122bd4f6e

A.0                B. 6ec8aac122bd4f6e

C. 6ec8aac122bd4f6e               D. 6ec8aac122bd4f6e

 

四、计算题
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23. 难度:简单

如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m,质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流强度I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要几秒,斜面对导线的支持力为零?(g取10 m/s2)

6ec8aac122bd4f6e

 

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24. 难度:简单

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,如图所示,问:

6ec8aac122bd4f6e

(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?此时B的方向如何?

 

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