2021版高考物理一轮复习第八章磁场第1讲磁场及其对电流的作用练习（含解析）

由天下分享时间：2024/9/14 2:32:09 加入收藏我要投稿点赞

第1讲磁场及其对电流的作用

考点1 电流周围的磁场(c)

【典例1】在城市建设施工中,经常需要确定地下金属管线的位置,如图所示,有一种探测方法是,首先给金属长直管线上通上电流,再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作:①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场最强的某点,记为a;②在a点附近的地面上,找到与a点磁感应强度相同的若干点,将这些点连成直线EF;③在地面上过a点垂直于EF的直线上,找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点,测得b、c两点距离为L,由此可确定金属管线( )

A. 平行于EF,深度为 B. 平行于EF,深度为L

C. 垂直于EF,深度为 D. 垂直于EF,深度为L

【解析】选A。根据通电直导线产生的磁场特点:距离电流越近,产生的磁场强度越大,则a点距离管线最近,EF上的点均是距离管线最近的点,管线在EF的正下方,与EF平行;根据安培定则作出管线产生磁场的横截面图示:

则由几何关系可以确定a到管线的距离为,故A正确,B、C、D错误。故选A。

1.(2017·浙江4月选考真题)如图所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内。则 ( )

A.b点的磁感应强度为零

B.ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里 C.cd导线受到的安培力方向向右

D.同时改变两导线的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变

【解析】选D。根据安培定则可知b处的两处分磁场方向均为垂直纸面向外,所以b点的磁感应强度不为零,选项A错误;ef在a处的磁场方向垂直纸面向外,所以选项B错误;根据反向电流相斥规律可知,cd导线受到的安培力方向向左,故选项C错误,D正确。

2.电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ,线圈Ⅰ固定,线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。下列说法正确的是

( )

A.当天平示数为负时,两线圈电流方向相同 B.当天平示数为正时,两线圈电流方向相同

C.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力

D.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力

【解析】选A。装置的构造模型为两个线圈和一个杠杆,当线圈中通有同向电流时互相吸引,通有异向电流时互相排斥,故当天平示数为负数时表示互相吸引,所以为同向电流,A正确,B错误;根据作用力与反作用力可知,线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力等于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力,C错;相互作用力作用在两个物体上,D错。

3.(多选)(2019·江苏高考)如图所示,在光滑的水平桌面上,a和b是两条固定的平行长直导

线,通过的电流强度相等。矩形线框位于两条导线的正中间,通有顺时针方向的电流,在a、b产生的磁场作用下静止。则a、b的电流方向可能是 ( )

A.均向左

B.均向右

C.a的向左,b的向右 D.a的向右,b的向左

【解析】选C、D。a、b的电流均向左或均向右时,根据通电直导线产生的磁场及其分布和叠加可知,在a、b导线附近的磁场方向相反,则由左手定则可以判断平行于a、b导线的矩形线框的两边受力的方向相同,线框所受的合力不为0,故不可能静止,选项A、B错误;a、b的电流方向相反时,在a、b导线附近的磁场方向相同,平行于a、b导线的矩形线框的两边受力的方向相反,用对称性也可以判断线框的另外两边所受的磁场力也大小相等方向相反,故线框处于平衡状态,选项C、D正确。

1.电流的磁场: 通电直导线通电螺线管环形电流 3

2.安培定则:

(1)对于直线电流的磁场:右手握住通电导线,伸直的大拇指指向电流方向,那么弯曲的四指的方向就是导线周围的磁感线环绕的方向。

(2)对于环形电流的磁场:用右手握住通电的环形导线(或通电螺线管),弯曲的四指与环形电流的方向一致,那么大拇指的指向就是环形导线轴心上(或通电螺线管内部)的磁感线的方向。

考点2 安培力的作用(d)

【典例2】(2019·全国卷Ⅰ)如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已知导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为 ( )

A.2F

B.1.5F

C.0.5F

D.0

【解题思路】解答本题应注意以下几点:

【解析】选B。设导体棒MN中的电流为I,则导体棒ML、LN中的电流为,导体棒MN受到的