与名师对话高考物理课标版一轮课时跟踪训练28.docx

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与名师对话高考物理课标版一轮课时跟踪训练28

课时跟踪训练（二十八）

一、选择题

1．（多选）（2014·浙江省湖州市高三期末）如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是（　　）

A．F为蓄电池正极

B．螺线管P端为S极

C．流过电阻R的电流方向向下

D．管内磁场方向由Q指向P

解析：

根据小磁针N极偏向螺线管Q端判断Q端为电磁铁的S极，P端为N极，选项B错．根据右手螺旋定则，流过电阻R的电流方向向上，选项C错．根据外电路电流从正极流向负极，F为蓄电池正极，选项A对．螺线管外部磁场从N指向S，内部磁场从S指向N，所以管内磁场方向由Q指向P，选项D对．

答案：

AD

2．（2014·山东省潍坊市高三模拟）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（　　）

A．O点的磁感应强度为零

B．a、b两点磁感应强度的大小为Ba>Bb

C．a、b两点的磁感应强度相同

D．n中电流所受安培力方向由P指向Q

解析：

根据安培右手定则，m在O点产生的磁场方向垂直ab连线向里，n在O点产生的磁场方向垂直ab连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，磁场矢量和等于0，选项A对．根据对称性，mn在ab两点产生的合磁场大小相等，但是方向不同，选项B、C错．同向电流相吸引，n中电流所受安培力方向由Q指向P，选项D错．

答案：

A

3.

（2014·浙江省杭州市七校高三期中）如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中．若通以图示方向的电流（从A点流入，从C点流出），电流强度为I，则金属框受到的磁场力为（　　）

A．0　　　　B．ILB　　　C．A1ILB　　　D．2ILB

解析：

设流过三角形ABC的电流是I1，AC边的电流是I2，就有I1＋I2＝I，由安培力公式F＝BILsinθ分析答题，其中L是通电导线的有效长度，是导线在磁场中两端点间的距离，三角形ABC的有效长度就是AC的长度L，它的安培力F1＝BI1L；AC边受到的安培力F2＝BI2L，所以金属框受到的磁场力F＝F1＋F2＝B（I1＋I2）L＝BIL，所以选B.

答案：

B

4.

（2014·衡水中学高三二调考试）利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度．其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框．当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即U＝KF，式中K为比例系数．用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源．当线框中电流为零时，输出电压为U0；当线框中电流为I时，输出电压为U，则磁感应强度的大小为（　　）

A．B＝

B．B＝

C．B＝

D．B＝

解析：

根据U＝KF得ΔU＝KΔF，当线框中通入电流后，ΔF＝BIL，ΔU＝|U－U0|，得B＝|U－U0|/KIL，D正确．

答案：

D

5．（多选）（2014·湖北省武汉市高三调研）如图所示，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F、方向沿x轴正方向．则匀强磁场的磁感应强度可能（　　）

A．沿z轴正方向，大小为

B．在xOy平面内，大小为

C．在zOy平面内，大小为

D．在zOy平面内，大小为

解析：

安培力垂直于B和I决定的平面zOy，当B和I夹角为θ，则有BILsinθ＝F，则B＝F/ILsinθ，C、D正确．

答案：

CD

6．（多选）（2014·甘肃凉州区高三诊断）如图甲所示，质量为m、通有电流I的导体棒ab置于倾角为θ、宽度为d的光滑平行导轨上，图乙是从b向a方向观察时的平面视图．欲使导体棒ab能静止在导轨上，可在导轨所在的空间加一个垂直于导体棒ab的匀强磁场，图乙中水平、竖直或平行导轨、垂直导轨的①②③④⑤五个箭头分别表示磁场的可能方向．关于该磁场的大小及方向，下列说法中正确的是（　　）

A．磁场磁感应强度的最小值为

B．磁场磁感应强度的最小值为

C．磁场的方向不可能是方向①②⑤

D．磁场的方向可能是方向③④⑤

解析：

对导体棒进行受力分析，如图所示，由图知，当安培力与斜面平行时，安培力最小，磁感应强度也最小，根据物体的平衡可得BId＝mgsinθ，故B＝

，所以A错误；B正确；根据左手定则可判断，当磁场的方向是方向①时，安培力竖直向下，不可能平衡；磁场的方向是方向②时，安培力垂直向下，也不可能平衡；磁场的方向是方向⑤时，安培力竖直向上，当F＝mg时，导体棒是平衡的，所以C错误；磁场的方向是方向③时，安培力水平向右，可能平衡；磁场的方向是方向④时，安培力平行斜面向上，也可能平衡；所以D正确．

答案：

BD

7.

（多选）（2014·石家庄高中毕业班质检）如图所示，水平长直导线MN中通以M到N方向的恒定电流，用两根轻质绝缘细线将矩形线圈abcd悬挂在其正下方．开始时线圈内不通电流，两细线内的张力均为T，当线圈中通过的电流为I时，两细线内的张力均减小为T′.下列说法正确的是（　　）

A．线圈中通过的电流方向为a→d→c→b→a

B．线圈中通过的电流方向为a→b→c→d→a

C．当线圈中电流变为

I时，两细线内的张力均为零

D．当线圈中电流变为

I时，两细线内的张力均为零

解析：

当线圈中不通电流时，两细线的张力就是线圈的重力，当线圈中通有电流后，细线上的张力变小了，说明线圈受到的安培力的合力方向是向上的，由于两边产生的安培力大小不同，ab边要大于cd边，所以由左手定则可以判断出，ab中通有由a到b的电流，故A不对，B是正确的；要想使细线上的张力为0，则ab与cd边受到的安培力的合力应该等于2T，由于当电流为I时，张力减小到T′，故BaIL－BbIL＝2（T－T′），则当张力变为0时，BaI′L－BbI′L＝2T，联立以上两式，消去磁场强度得I′＝

I，故C是正确的，D是不对的．

答案：

BC

8．（多选）（2014·甘肃天水一中高三诊断）电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（　　）

A．只将轨道长度L变为原来的2倍

B．只将电流I增加至原来的2倍

C．只将弹体质量减至原来的一半

D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变

解析：

通电的弹体在轨道上受到安培力F＝BIl的作用，根据动能定理有F·L＝

mv2，而磁感应强度的大小与I成正比，所以B＝kI，可解得v＝

.若只将轨道长度L变为原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的

倍，A错误；只将电流I增加至原来的2倍，弹体的出射速度增加至原来的2倍，B正确；只将弹体质量减至原来的一半，弹体的出射速度增加至原来的

倍，故C错误；将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变，弹体的出射速度增加至原来的2倍，D正确．

答案：

BD

9.

（2014·福建省龙岩市高三质检）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙金属导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN.现从t＝0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流I的大小与时间t成正比，即I＝kt，其中k为常量，不考虑电流对匀强磁场的影响，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的加速度a、速度v随时间t变化的关系图象，可能正确的是（　　）

解析：

当t时刻，电流I＝kt，安培力F＝BIL，设最大静摩擦力为fm，则加速度a＝

＝

＝

t－

，所以a－t图象是一条倾斜的直线，且不过原点，与纵轴的交点为－

，选项A、B错．导体棒速度v＝at＝

t2－

t是一条开口向上的曲线，选项C错D对．

答案：

D

10．（多选）

（2014·浙江省五校高三第一次联考）一电流表的原理图如图所示．质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k.在矩形区域abcd内有匀强磁场．磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．下列说法正确的是（　　）

A．若要电流表正常工作，电流由M→N

B．若将量程扩大2倍，只需将磁感应强度变为原来的

倍

C．若将量程扩大2倍，可换一根劲度系数为原来

倍的轻弹簧

D．若将量程扩大2倍，需要将磁感应强度和弹簧劲度系数均增大为原来的2倍

解析：

若要电流表正常工作，则MN需要受到向下的安培力，根据左手定则可得，电流方向M→N，A正确；设满量程时通过MN的电流强度为Im，标尺上最大刻度处距0刻度处长度为Δxm，则BImL＝kΔxm，Im＝

，可得，Δxm不变的情况下，B变为原来的

，k变为原来的2倍均可使Im变成原来的2倍，故B正确．C、D错误．

答案：

AB

二、非选择题

11．（2014·重庆卷改编）某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接．当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量．已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问

（1）供电电流I是从C端还是从D端流入？

求重物质量与电流的关系．

（2）若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？

解析：

（1）要通过供电使线圈恢复到未放重物时的位置，必须在线圈中产生向上的安培力与物体重力平衡．根据左手定则，判断电流方向应当从D端流入．

由FA＝mg，FA＝2nBIL

得m＝

I

（2）设称量最大质量为mP.

由m＝

I，P＝I2R

得mP＝

答案：

（1）从D端流入　m＝

I　

（2）

12.

有一长为l＝0.50m、质量为m＝10g的通电导线cd，由两根绝缘细线水平悬挂在匀强磁场中的z轴上，如右图所示．z轴垂直纸面向外，g＝10m/s2.求：

（1）当磁感应强度B1＝1.0T，方向与x轴负方向相同时，要使悬线中

张力为零，则cd中通入的电流I1的大小和方向？

（2）当cd中通入方向由c到d大小为I2＝0.40A的电流，这时磁感应强度B2＝1.0T，方向与x轴正方向相同，当cd静止时悬线中的张力是多大？

（3）当cd中通入方向由c到d、大小为I3＝0.10A的电流，若磁场方向垂直z轴，且与y轴负方向夹角为30°，与x轴正方向夹角为60°，磁感应强度B3＝2.0T，则导线cd静止时悬线中的张力又是多大？

解析：

（1）要使悬线的张力为零，导线cd受到的安培力必须与重力平衡，有mg＝B1I1l

所以I1＝mg/lB1＝

A＝0.20A

由左手定则可判定cd中的电流方向由c到d.

（2）根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向下的安培力．当cd静止时，有mg＋B2lI2＝2T.

所以T＝

＝

N＝0.15N.

（3）根据题意，作出导线cd所受重力、安培力如图所示．这时cd受到的安培力大小F3＝B3I3l

所以F3＝2.0×0.10×0.50N＝0.10N＝mg

又因F3的方向与B3的方向垂直，因此F合的方向与mg的方向夹角为30°.所以

2T′＝F合＝2mgcos30°

T′＝mgcos30°＝0.09N

即此时每根悬线中的张力大小为0.09N，悬线与y轴负方向的夹角为30°，即导线cd受安培力作用后使悬线向x轴负方向偏转30°角．

答案：

（1）0.20A　由c到d　

（2）0.15N

（3）0.09N