1、人教版高中物理必修部分第8讲A1高效作业知能提升一、选择题1(2011新课标全国卷)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()ABCD.图8121解析：本题考查的是电流的磁效应问题，意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力由日常知识可知，地球的南极为磁场的N极，由右手螺旋定则可知，电流方向如图B，故选项B正确答案：B2在匀强磁场的同一位置，先后放入长度相等的两根直导线a和b，a、b两导线的方向与磁场方向垂直，但两导线中的电流大小不同，图8122所示图像中表示导线所受安培力F与通电电流I的关系，a、b
2、各自有一组F、I的数值，在图像中各描一个点，下列图像中正确的是()ABCD.图8122解析：由于导线与磁场垂直，故FBIL，而a、b两导线的L相同，B相同，所以FI，因此选项D正确答案：D3如图8123所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心、r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点已知a点的实际磁感应强度为0，则下列叙述正确的是()图8123A直导线中的电流方向垂直纸面向里Bb点的实际磁感应强度为T，方向斜向上，与B的夹角为45Cc点的实际磁感应强度也为0Dd点的实际磁感应强度与b点相同解析：a点的实际磁感应强度为0，是直线电流在a处的磁感应强度与匀
3、强磁场在该处的磁感应强度的矢量和为0，所以直线电流在a处的Ba1 T，方向向左，由安培定则可得直导线中的电流方向垂直纸面向里，由于圆周上各点到直导线的距离相同，所以直线电流在圆周上各处的磁感应强度大小均为1 T，但方向不同，在b处向上，在c处向右，在d处向下b、c、d三处的实际磁感应强度分别为T，方向斜向右上方与B成45夹角；2 T，方向向右； T，方向斜向右下方与B成45夹角，选项A、B正确答案：AB4如图8124所示，带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()图8124AN极竖直向上BN极竖直向下CN极沿轴线向左DN极沿轴线向右解析：负电荷匀速转动，
4、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N极指向为磁场方向，所以应选C.答案：C5当放在同一平面内的长直导线MN和金属框通以如图8125所示的电流时，MN固定不动，金属框的运动情况是()图8125A金属框将靠近MNB金属框将远离MNC金属框将以xx为轴转动D金属框将以yy为轴转动解析：上下两个边受到的磁场力的合力为零，左右两条边中，左边受到的力是引力，右边受到的力是斥力，但是越靠近导线，磁感应强度越大，所以左边受到的力大于右边受到的力答案：A6质量为m的通电细杆ab置于倾角为的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为，有电流时ab恰好在
5、导轨上静止，如图8126所示图8127是沿ba方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是() 图8126ABCD.图8127答案：AB7如图8128所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直面内有一根通电导线ef，且ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将()图8128A逐渐变大 B逐渐变小C始终为零 D不为零，但始终保持不变解析：穿过线圈的磁通量是由于通电导线造成的，但是通电导线处于圆的正上方，所以穿过线圈的磁通量总为零，而通电导线竖直方向的移动也不会影响其总磁通量的变化答案：C8(2011新课标全国卷)电磁轨道炮工作原理如
6、图8129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轨道电流可形成在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，理论上可采用的办法是()图8129A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：本题考查的是安培力和动能定理的知识，意在考查学生应用物理知识解决实际问题的能力由题意可知磁感应强度BkI，安培力FBI
7、dkI2d，由动能定理可得：FL，解得vI，由此式可判断B、D选项正确答案：BD9如图8130所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以()图8130A将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极B将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极C将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极D将a端接电源的正极，b接c，d端接电源的负极解析：a、c端接电源正极，b、d端接电源负极时，电流从MN，所在处磁场向上，则MN向外运动，A选项正确b、d端接正极时，MN中电流从NM，磁场方向向下，受力向外，B选项正确，C选项错误a端接正极，b与c短
8、接，d端接负极时，等同于A选项，所以D选项也正确答案：ABD10如图8131所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中的电流方向垂直纸面向内每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是()图8131A导线a所受合力方向水平向右B导线c所受合力方向水平向右C导线c所受合力方向水平向左D导线b所受合力方向水平向左解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向，可以确定B是正确的答案：B二、非选择题
9、11质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成角斜向下，如图8132所示，求棒MN受到的支持力和摩擦力图8132解析：由左手定则判断安培力的方向时，要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，棒MN受力分析如图8133所示由平衡条件有图8133水平方向FfFsin，竖直方向FNFcosmg，且FBIL，从而得FfBILsin，FNBILcosmg.答案：BILcosmgBILsin12如图8134所示为一电流表的原理示意图质量为m的均质细金属棒MN的中点外通过一挂钩与一竖直悬挂的
10、弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为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.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强度图8134(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k2.0N/m，0.20m，0.050m，B0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大到原来的2倍，磁感应强度应变为多大？解析：(1)设当电流表
11、示数为零时，弹簧的伸长量为x，则有mgkx 由式得：x. (2)为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极(3)设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im，则有BImmgk(x) 联立并代入数据得Im2.5A (4)设量程扩大后，磁感应强度变为B，则有2BImmgk(x) 由式得：B 代入数据得：B0.10 T.答案：(1)(2)M端(3)2.5A(4)0.10 T13如图8135所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距L1mPM间接有一个电动势为E6V、内阻r1的电源和一只滑动变阻器导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量m0.2kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M0.3kg.棒与导轨的动摩擦因数为0.5，匀强磁场的磁感应强度B2 T，方向竖直向下求为使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值为多大设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计(g取10m/s2)图8135解析：导体棒受到的最大静摩擦力为FfFNmg0.50.210N1N.绳对导体棒的拉力F拉Mg0.310N3N.导体棒将要向左滑动时BImaxLFfF拉，Imax2A.由闭合电路欧姆定律得Imax或，故Rmin2.导体棒将要向右滑动时FfBIminLF拉，Imin1A.由闭合电路欧姆定律得Imin或，故Rmax5.滑动变阻器连入电路的阻值为2R5.答案：2R5
