2025届高三物理一轮复习课时作业：磁场及其对电流的作用

2025届高三物理一轮复习课时作业参考答案 §10.1磁场及其对电流的作用 一、选择题： 1．B 解析：若是磁感线，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，则Bb＞Ba，故B正确；通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还与导线的放置方式有关，故若是磁感线，同一通电导线放在a处受力不一定比放在b处受力小，故A错误；若是电场线，电场线的疏密程度表示电场强弱，故Eb＞Ea，则同一电荷放在a处受力一定比放在b处受力小，故C错误；若是电场线，a处电场强度比b处小，a处电势高于b处，但电势能高低还与电荷的正负有关，故同一电荷放在a处的电势能不一定比放在b处的小，故D错误。 2．A 解析：负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿OO′轴向左，由于磁针的N极指为磁场方向，可知选项A正确。 3．C 解析：由安培定则可知，两导线中的电流在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，A错误；由安培定则知，两导线中的电流在a、b两点处产生的磁场的方向均竖直向下，由于对称性，M中电流在a处产生的磁场的磁感应强度等于N中电流在b处产生的磁场的磁感应强度，同时M中电流在b处产生的磁场的磁感应强度等于N中电流在a处产生的磁场的磁感应强度，所以a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，B错误；根据安培定则，两导线中的电流在c、d两点处产生的磁场垂直于c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度大小相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，C正确；a、c两点处磁感应强度的方向均竖直向下，方向相同，D错误。 4．C 解析：做出两磁铁的磁场经过C点的磁感线，并标出两磁场在C点的磁场方向，由矢量合成可知，合磁场的方向竖直向上，根据左手定则可知，导线受到的安培力水平向右，A、B错误；根据牛顿第三定律可知，木板和磁铁组成的整体受到通电导线对它们水平向左的作用力，因此木板受到地面的摩擦力的方向水平向右，C正确，D错误。 5．D 解析：匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等，方向处处相同，由图可知，选项A错误；在图示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；由图得线圈平面总与磁场方向平行。易知选项B错误；由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为BIl，选项D正确。 6．B 解析：由题意可知，导体棒到达与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角的位置时速度为0，根据对称性可得，导体棒到达与圆弧圆心的连线与竖直方向成30°角的位置时，切向受力平衡，有mgsin 30°=BIL cos 30°，得导体棒中电流I＝。再由左手定则，可知导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故B正确。 7．A 解析：由ab、bc长度之比为3∶4、总长为L，可知ac长度为L，即导线的有效长度为L，所以导线受到的安培力为F＝BI·L＝BIL，由左手定则可知安培力方向垂直于ac连线向上，故A正确。 8．D 解析：当电流垂直纸面向外时，根据左手定则可知，导线受到的安培力偏向左下方，根据牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力方向偏向右上方，将磁场力分解为沿斜面向上和垂直斜面向上的两个分力，根据平衡条件可知，弹簧的伸长量减小，磁铁对斜面的压力减小，即FN1＞FN2，故A、B错误；同理，当电流垂直纸面向里时，根据左手定则可知，导线受到的安培力偏向右上方，根据牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力方向偏向左下方，将磁场力分解为沿斜面向下和垂直斜面向下的两个分力，根据平衡条件可知，弹簧的伸长量增大，磁铁对斜面的压力增大，即FN1＜FN2，故C错误，D正确。 9．AC 解析：根据安培定则，长直通电导线产生的磁场沿顺时针方向，在c点与磁场的磁感应强度方向相反，c点的磁感应强度的值最小，A正确；在a点与磁场的磁感应强度方向相同，a点的磁感应强度的值最大，B、D错误；b、d两点的磁感应强度大小相同，方向不同，C正确。 10．BD 解析：未放导线c前，a、b导线之间的磁场力是吸引力，大小相等；放置导线c后，导线a受到的磁场力大小为2F，方向可能向左也可能向右，故导线c对导线a的作用力可能是向右大小为F，或向左大小为3F，所以导线c对导线b的作用力可能是向左大小为，或向右大小为F，再与导线a对导线b的作用力合成，可知B、D正确，A、C错误。 11．AD 解析：根据右手螺旋定则可知，dd′中的电流在a点产生的磁场方向为由a到b，bb′中的电流在a点产生的磁场方向为由d到a，且大小相等，故a点的合磁场方向平行于db连线且斜向下，A正确；dd′中的电流在c点产生的磁场方向为由b到c，bb′中的电流在c点产生的磁场方向为由c到d，且大小相等，故c点的合磁场方向平行于bd连线且斜向上，故a、c两点的磁感应强度大小相等，但方向相反，B错误；由磁场的叠加可知，a、c连线中点的磁感应强度为0，故C错误；根据对称性可知，穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等，D正确。 12．AB 解析：由于导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角相等，则两根导线质量相等，通入的电流方向相反。若所加磁场方向沿z轴正向，由左手定则可知，两根导线可能分别受到指向中间的安培力，夹角变小，A对。若所加磁场方向沿z轴负向，同理夹角可能变小，B对。若所加磁场方向沿y轴正向，两根导线分别受到沿z轴正向和沿z轴负向的安培力，受到沿z轴正向安培力的导线的绝缘细线与竖直方向的夹角变大，受到沿z轴负向安培力的导线的绝缘细线与竖直方向的夹角变小，C错。若所加磁场方向沿y轴负向，同理可知D错。 二、非选择题： 13．(12分) 5 s 解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。 由平衡条件得FTcos 37°＝F FTsin 37°＝mg 两式联立解得F＝＝0.8 N 由F＝BIL得B＝＝2 T 由题意知，B与t的变化关系为B＝0.4t(T) 代入数据得t＝5 s。 14．(16分) (1)　(2)BILx 解析　(1)对金属条受力分析如图，F＝BIL 竖直方向平衡有FN＋Fcos θ＝mg，水平方向匀速运动有 Fsin θ－f＝0， 又f＝μFN联立解得B＝ (2)金属条尽快运动距离x，则加速度最大，对金属条水平方向应用牛顿第二定律有Fsin θ－f＝ma，又f＝μFN，解得 a＝－μg 由数学知识可知，a最大时有tan θ＝ 在此过程中安培力做功W＝BILsin θ·x，解得 W＝BILx。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025届高三物理一轮复习课时作业 §10.1磁场及其对电流的作用 时间：45分钟 满分：100分 一、选择题：本题共12小题，每小题6分，共72分。在每小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项正确；第9～12小题，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示，三条有方向的曲线可能是电场中的电场线，也可能是磁场中的磁感线。则下列说法正确的是(　　) A．若是磁感线，同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 B．若是磁感线，a、b两处的磁感应强度大小不相等，Ba＜Bb C．若是电场线，同一电荷放在a处受力可能比放在b处受力大 D．若是电场线，由于a处电场强度比b处小，故同一电荷放在a处的电势能一定比放在b处的小 2．如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是(　　) A．N极沿轴线向左 B．N极沿轴线向右 C．N极竖直向上 D．N极竖直向下 3．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是(　　) A．O点处的磁感应强度为零 B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c两点处磁感应强度的方向不同 4．如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置两个相同的条形磁铁，两磁铁的N极正对。在两磁铁竖直对称轴上的C点固定一垂直于纸面的长直导线，并通过垂直纸面向里的恒定电流，木板和磁铁始终处于静止状态，则(　　) A．导线受到的安培力竖直向上，木板受到地面的摩擦力水平向右 B．导线受到的安培力竖直向下，木板受到地面的摩擦力水平向左 C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力为零 5．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则下列说法正确的是(　　) A．该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将逆时针转动 D．a、b导线受到的安培力大小总为BIl 6．质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆轨道上的最低点，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，当直导体棒中通有恒定电流时，导体棒沿着轨道刚好能运动到与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角的位置，其截面图如图所示，则下列关于导体棒中电流的分析正确的是(　　) A．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 B．导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 C．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为 D．导体棒中电流垂直纸面向外，大小为 7．如图所示，有一段被弯成直角的导线abc，ab、bc长度之比为3∶4，总长为L，导线中通一恒定电流I。将该导线放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，并且磁场垂直导线面向里，则导线受到的安培力为(　　) A．BIL，垂直于ac连线向上 B．BIL，垂直于ac连线向下 C．BIL，垂直于ac连线向上 D．BIL，垂直于ac连线向下 8．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态。a为垂直纸面放置的直导线的横截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为FN2。下列关于a中电流方向、磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是(　　) A．电流垂直纸面向外时，FN1＜FN2，弹簧的伸长量减小 B．电流垂直纸面向外时，FN1＞FN2，弹簧的伸长量增大 C．电流垂直纸面向里时，FN1＞FN2，弹簧的伸长量减小 D．电流垂直纸面向里时，FN1＜FN2，弹簧的伸长量增大 9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面向里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直线，且b、d在同一竖直线上，则下列说法正确的是(　　) A．c点的磁感应强度的值最小 B．b点的磁感应强度的值最大 C．b、d两点的磁感应强度不同 D．a、b两点的磁感应强度相同 10．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为2I和I，电流方向如图中箭头所示，此时a受到的磁场力大小为F。若在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则b受到的磁场力可能为(　　) A．大小为，方向向左 B．大小为，方向向右 C．大小为F，方向向右 D．大小为F，方向向左 11．如图，正四棱柱abcd­a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线，则(　　) A．a点磁场方向平行于db连线 B．a、c两点的磁感应强度相同 C．a、c连线上由a到c磁感应强度先增大后减小 D．穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等 12．如图所示，两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O、O′两点，已知O、O′连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场后，绝缘细线与竖直方向的夹角均变小，则所加磁场的方向可能沿(　　) A．z轴正向 B．z轴负向 C．y轴正向 D．y轴负向 二、非选择题：本题共2小题，共28分。考生根据要求做答 13．(12分) 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，电流大小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，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2) 14．(16分) 如图所示，位于同一个水平面上的两根平行金属导轨，放置在斜向左上、与水平面成θ角的匀强磁场中，一根质量为m的通有恒定电流I的金属条在导轨上向右运动。导轨间距离为L，金属条与导轨间动摩擦因数为μ。 (1)金属条以速度v做匀速运动，求磁场的磁感应强度的大小； (2)为了使金属条尽快运动距离x，可通过改变磁场的方向来实现，求改变磁场方向后，金属条运动位移x的过程中安培力对金属条所做的功。 第4页，共8页 ( 第 1 页 共 9 页 )高中物理 学科网（北京）股份有限公司 $$