1、第三章4 基础夯实一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1(安徽贵池中学20142015学年高二检测)在地球赤道附近某建筑上有一竖立的避雷针，当一团带正电的乌云经过其正上方时，避雷针发生放电，则此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是()A向东 B向南C向西 D向北答案：A解析：电子沿避雷针向上运动，避雷针中电流向下，在赤道上的磁场由南向北，应用左手定则可知避雷针受到的安培力向东，选项A对。2(济南一中20132014学年高二上学期期末)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发射炮弹的装置电磁炮，其原理如图所示：把待发炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大
2、电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是()A减小电流I的值B增大磁感应强度B的值C减小磁感应强度B的值D改变磁感应强度B的方向，使之与炮弹前进方向平行答案：B解析：根据FBIL可知，选项B正确，A、C错误；根据左手定则可知，选项D错误。3(河北衡水中学20132014学年高二上学期期中)如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B1T的匀强磁场中，CO间距离为10cm，当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开
3、，CO中通过的电流的大小和方向为()A电流方向CO B电流方向OCC电流大小为1A D电流大小为0.5A答案：B解析：由左手定则，电流的方向OC，由B得I2A。4. (潍坊一中20132014学年高二上学期检测)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()答案：D解析： 匀强磁场竖直向上与导线平行，导线受到的安培力为零，A错；匀强磁场水平向右，根据左手定则可知导线受到安培力向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左手定则可知导线受到安培力水平向右，C
4、错、D对。5(湖北大冶市20142015学年高二上学期联考)质量为m的通电细杆置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为L，杆与导轨间的动摩擦因数为，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，如下列选项所示(截面图)，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()答案：CD解析：根据左手定则判断出各图中安培力的方向，对通电杆进行受力分析，由物体的受力平衡条件可判选项C、D正确。6.图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导线垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是()A若a接
5、正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动答案：BD解析：若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误。二、非选择题7(广州市20142015学年高二上学期期末五校联考)如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L0.5m，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度B2T。垂直于导轨放置的ab棒中点系水平细线，线跨过光
6、滑定滑轮挂上G3N的物块，已知ab棒与导轨间的最大静摩擦力为2N，电源的电动势E10V，内阻r1，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计，细线质量不计，ab棒始终静止在导轨上，求：(1)判定磁感应强度B的方向并说明依据。(2)求滑动变阻器R的可能值。答案：(1)见解析(2)1R9解析：(1)根据受力分析可知ab棒所受的安培力一定水平向右，根据左手定则，磁感应强度B的方向垂直于导轨平面向上。(2)滑动变阻器R取最大值时，流过ab棒电流最小，安培力最小，最大静摩擦力向左，有：F安fG且F安BIL，I所以有：BLfG解得：R9当滑动变阻器R取最小值时，流过ab棒电流最大，安培力最大，最大静摩擦力向右，有：F
7、安Gf即：BLGf解得：R1ab棒始终静止在轨道上，滑动变阻器R的可能取值在1至9之间均可。能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1. (安徽黄山市20142015学年高二上学期期末)固定导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，导线c中通电时，以下判断正确的是()A导线a端转向纸外，同时测力计读数减小B导线a端转向纸外，同时测力计读数增大C导线b端转向纸外，同时测力计读数减小D导线b端转向纸外，同时测力计读数增大答案：B解析：电流c产生的磁场在导线ab右边平行纸面斜向上，在左边平行纸面斜向下，在ab左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的
8、电流元所受的安培力方向向外，右边的电流元所受安培力方向向内，知ab导线逆时针方向(从上向下看)转动，当ab导线转过90后，两电流为同向电流，相互吸引，导致弹簧秤的读数变大，故B正确，A、C、D错误。2在下图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM与NN之间的安培力的大小为fa、fb，可判断这两段导线()A相互吸引，fafb B相互排斥，fafbC相互吸引，fafb D相互排斥，fafb答案：D解析：无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误。开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D正确。3(河北唐山一中2014
9、2015学年高二下学期开学检测)如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平又重新平衡。由此可知()A磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为B磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为C磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为D磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为答案：B解析：由题目所给条件，先判断出磁场的方向再根据天平的工作原理列出对应关系式。因为电流反向时，右边需再加砝码才能重新
10、平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直纸面向里。电流反向前，有m1gm2gm3gNBIL，其中m3为线圈质量，电流反向后，有m1gm2gm3gmgNBIL，两式联立可得B，故B项正确。4实验室经常使用的电流表是磁电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的。若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是()A在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动答案：ABD解析：指针在量
11、程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A正确。电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B正确。由左手定则知，b端受到的安培力方向向下，a端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C错误，D正确。5(吉林白城市20132014学年高二上学期期末)如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上
12、保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是()A方向向上B大小为C要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移D若使b下移，a将不能保持静止答案：ACD解析：由安培定则可知，通电导体棒b周围的磁感应线方向为顺时针方向，所以在a点的磁场方向竖直向上，如图a所示，所以选项A正确；以导线a为研究对象进行受力分析如图(a)所示，故有mgBIL，解得a点处的磁感应强度大小为B，所以选项B错误；欲减小b在a处的磁感应强度，可增大两导线间的距离，将b上移或下移都可以，当b上移时，a受到的安培力方向逆时针转动，此时能保持a受力平衡，所以选项C正确；若b下移，导体棒受力不平衡，故选项D正确。二、非选择题6(沈阳市东北育才中学20142015学年高二上学期检测)如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6102kg的通电直导线，电流I1A，方向垂直纸面向外，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0.4T，方向竖直向上的磁场中，设t0，B0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？(g取10m/s2)答案：5s解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。由平衡条件FTcos37FFTsin37mg由解得：F代入数值得：F0.8N由FBIL得：BT2T.B与t的变化关系为B0.4t。所以：t5s