内容正文:
板块三限时规范特训
时间:45分钟 满分:100分
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。其中1~6为单选,7~10为多选)
1. [2018·陕西宝鸡一模]如图所示,垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2,纸面内的一点H到两根导线的距离相等,则该点的磁感应强度方向可能为图中的( )
A.B1 B.B2 C.B3 D.B4
答案 C
解析 根据右手螺旋定则得出两电流在H点的磁场方向如图所示,根据平行四边形定则可判定H点的合磁感应强度方向可能为B3方向,C正确。
2.[2018·郑州质量预测]目前世界上输送功率最大的直流输电工程——哈(密)郑(州)特高压直流输电工程已正式投运。高压直流输电具有无感抗、无容抗、无同步问题等优点。已知某段直流输电线长度l=200 m,通有从西向东I=4000 A的恒定电流,该处地磁场的磁感应强度B=5×10-5 T,磁倾角(磁感线与水平面的夹角)为5°(sin5°≈0.1)。则该段导线所受安培力的大小和方向为( )
A.40 N,向北与水平面成85°角斜向上方
B.4 N,向北与水平面成85°角斜向上方
C.4 N,向南与水平面成5°角斜向下方
D.40 N,向南与水平面成5°角斜向下方
答案 A
解析 地磁场方向与电流方向垂直,由安培力F=BIl=40 N,B、C项错误;由左手定则可知,电线所受安培力方向向北与水平面成85°角斜向上方,A项正确,D项错误。
3. [2017·郑州模拟]一条形磁铁放在光滑的斜面上,并用一质量不计的弹簧连接在顶端的挡板上,磁铁静止时弹簧的伸长量为x0,将通有方向垂直纸面向外的直导线分别放在a、b、c位置时,弹簧的伸长量分别为xa、xb、xc,已知a、b、c三点的连线与斜面平行,且b点在条形磁铁的正中央。则下列正确的是( )
A.x0=xa=xb=xc
B.x0>xa>xb>xc
C.xa>x0=xb>xc
D.xa>xb>xc>x0
答案 C
解析 由于在磁铁外部,条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极,所以可画出磁铁在a处的一条磁感线,其方向是斜向左下方的,如图所示,由左手定则可判断导线在a点受斜向右下方的安培力Fa,由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力Fa′的方向是斜向左上方,Fa′有沿斜面向下的分力,该分力使得弹簧弹力增大,所以弹簧的伸长量增大;同理可知,导线在b点时弹簧的伸长量不变,导线在c点时弹簧的伸长量减小,则xa>x0=xb>xc,C正确。
4.[2016·河北唐山调研]如图所示,两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L,一端与电源连接。一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=,在安培力的作用下,金属棒以v0的速度向右匀速运动,通过改变磁感应强度的方向,可使流过导体棒的电流最小,此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为( )
A.37° B.30° C.45° D.60°
答案 B
解析 本题考查通电导体棒在磁场中的平衡问题。由题意对棒受力分析,设磁感应强度的方向与竖直方向成θ角,则有BILcosθ=μ(mg-BILsinθ),整理得BIL=,电流最小时,安培力最小,由数学知识解得:θ=30°,B正确。
5.[2014·全国卷Ⅰ]关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半
答案 B
解析 安培力的方向、磁感应强度的方向及电流的方向遵循左手定则,所以安培力的方向既垂直于直导线,也垂直于磁场的方向,B正确,A错误;当通电直导线与磁场方向垂直时,安培力最大F=BIl,当通电直导线与磁场方向平行时,安培力最小为零,C错误;由于通电直导线与磁场方向夹角不确定,将直导线从中点折成直角,直导线在磁场中的有效长度不一定变为原来的,安培力的大小不一定变为原来的一半,D错误。
6. [2017·山东临汾市二模]如图所示,无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I,导线正上方沿竖直方向有一用绝缘细线悬挂着的正方形线框。线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I,线框的边长为L,线框下边与直导线平行,且到直导线的距离也为L。已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为B=k(k为常量),线框的质量为m,则剪断细线的瞬间,线框的加速度为( )
A.0
B.+g
C.+g-g
D.
答案 D
解析 线框下边受到的安培力的大小为F1=k+g,D正确。kI2,方向向上。根据牛顿第二定律可得,F1+mg-F2=ma,解得:a=·IL=·I