专题02 安培力作用下平衡模型-2023年高考物理磁场常用模型最新模拟题精练

2023年高考物理《磁场》常用模型最新模拟题精练 专题2. 安培力作用下的平衡模型 一．选择题 1. （2023山东潍坊期末）磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（　　） A. 线圈转动过程中受到的安培力逐渐变大 B. 若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 C. 线圈（指针）偏角θ与通过线圈电流I成正比 D. 电流表灵敏度定义为，更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度 2．（2023湖南长沙质检）如图甲所示，在水平面内放置有一个超导平板，在处有一质量为m、半径为r、环心在z轴上的水平匀质金属圆环，且。在圆环内通入电流，在圆环磁场的作用下超导平板内形成感应电流，产生附加磁场。可以证明，超导平板内感应电流在区域产生的附加磁场，相当于在处对称地放置一个半径也为r的镜像圆环电流所产生的磁场，镜像圆环内的电流与原圆环电流大小相等方向相反。 已知长直通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足下列关系式：，k为常数，I为通过直导线的电流，x为此点与直导线的垂直距离。设重力加速度为g。当环内电流达到恒定值时，圆环刚好能悬浮在处，此时（） A．圆环对超导平板的作用力大小为 B．超导平板在圆环处产生的附加磁场的磁感应强度 C．圆环内的电流 D．圆环内的电流 3. (2023河南鹤壁高中第三次质检)竖直平面内有轻绳 1、2、3 连接如图所示。绳 1 水平，绳 2 与水平方向成60°角。绳 3 的 下端连接一质量为 的导体棒 1，在结点 正下方 2 距离处固定一导体棒 2，两导体棒均垂直 于纸面放置。现将导体棒 1 中通入向里的电流 I0，导体棒 2 中通入向外且缓慢增大的电流 。 当 增大到某个值时，给导体棒 1 以向右的轻微扰动，可观察到它缓慢上升到绳 1 所处的水平 线上。绳 3 的长度为d ，两导体棒长度均为l，重力加速度为g 。导体棒 2 以外距离为 x处的磁 感应强度大小为 B=kI/x ，下列说法正确的是( ) A. 应在I = 时给导体棒 1 以轻微的扰动 B. 绳 1 中拉力的最大值为mg C. 绳 2 中拉力的最小值为mg D. 导体棒 2 中电流的最大值为 I= 0 4．（2023湖北五校联盟高二期中）如图所示，三根长为 L 的平行长直导线的横截面在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面 向里。电流大小均为 I ，其中A 、 B 电流在C 处产生的磁感应强度的大小均为 B0，导线C 位于 水平面处于静止状态，则导线C 受到的静摩擦力是（ ） A．B IL ，水平向左 B．B IL ，水平向右 C． B IL ，水平向右 D． B IL ，水平向左 5. (2022北京昌平二模)如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是 A. 磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动 B. 改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转 C. 增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度 D. 用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 6. (2022湖北武汉武昌5月质检)光滑的水平桌面上有两根粗细均匀弯折后的金属棒，左、右摆放正好凑成一个正六边形oabcde，边长为L。它们的两端分别在o处和c处相互接触，两接触面均与ab边和de边平行，o处接触但是相互绝缘，c处不绝缘。匀强磁场的方向垂直于桌面向上，磁感应强度大小为B。当通以如图所示大小为I的电流时，两金属棒仍处于静止状态，则（　　） A. o处左棒对右棒的弹力大小为2BIL B. o处左棒对右棒的弹力大小为BIL C. c处左棒对右棒的弹力大小为4BIL D. c处左棒对右棒的弹力大小为3BIL 7. （2022·河北石家庄三模）如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的