2023年高考物理預(yù)測題之安培力

更新時(shí)間：2023-02-21 瀏覽次數(shù)：39 類型：二輪復(fù)習(xí)

一、單選題

1. (2023高三上·石景山期末) 如圖（a），直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時(shí)間變化，其截面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（）

A . 當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時(shí)，導(dǎo)線中電流方向由N指向M B . 電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對懸線的拉力不變 C . tanθ與電流I成正比 D . sinθ與電流I成正比

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2. (2023高三上·石景山期末) 如圖所示， $\text{[math]}$ 平面為水平面，取豎直向下為z軸正方向， $\text{[math]}$ 平面下方有一根平行于y軸且通有恒定電流I的長直導(dǎo)線。P、M和N為平面上的三點(diǎn)，P點(diǎn)位于導(dǎo)線正上方， $\text{[math]}$ 平行于y軸， $\text{[math]}$ 平行于x軸。一閉合的圓形金屬線圈，圓心在P點(diǎn)，可沿不同方向以相同的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中線圈平面始終保持水平。不考慮地磁場的影響，下列說法正確的是（）

A . N點(diǎn)與M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同 B . 線圈沿 $\text{[math]}$ 方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量不變 C . 從P點(diǎn)開始豎直向上運(yùn)動(dòng)的過程中，線圈中感應(yīng)電流越來越大 D . 從P點(diǎn)開始豎直向下運(yùn)動(dòng)的過程中，線圈中感應(yīng)電流越來越大

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3. (2023高三上·和平期末) 某同學(xué)自制一電流表，其原理如圖所示，均勻細(xì)金屬桿MN質(zhì)量為m ，與一豎直懸掛的絕緣輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k ，在矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B ，方向垂直紙面向外。MN的右端連接一絕緣輕指針，可指示出標(biāo)尺上的刻度，MN的長度大于ab的長度L ，當(dāng)MN中沒有電流通過且處于靜止時(shí)，MN與矩形區(qū)域的ab邊重合，此時(shí)指針指在標(biāo)尺的零刻度，當(dāng)MN中有電流時(shí)，指針示數(shù)可表示電流強(qiáng)度。MN始終在紙面內(nèi)且保持水平，以下說法正確的是（　?。?

A . 彈簧的伸長量與金屬桿中的電流大小成正比 B . 勁度系數(shù)k減小，此電流表量程會(huì)更小 C . 磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，此電流表量程會(huì)更小 D . 為使電流表正常工作，金屬桿中電流的方向應(yīng)從N指向M

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4. (2023高三上·東城期末) 在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一閉合金屬圓環(huán)，面積為S，電阻為R。規(guī)定圓環(huán)中電流的正方向如圖甲所示，磁場向上為正。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙變化時(shí)，下列說法正確的是（　?。?

A . 0~1s內(nèi)感應(yīng)電流的磁場在圓環(huán)圓心處的方向向上 B . 1~2s內(nèi)通過圓環(huán)的感應(yīng)電流的方向與圖甲所示方向相反 C . 0~2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 $\text{[math]}$ D . 2~4s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為 $\text{[math]}$

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5. (2023高三上·朝陽期末) 如圖所示，若x軸表示時(shí)間，y軸表示速度，則該圖線下的面積表示位移，直線AB的斜率表示物體在該時(shí)刻的加速度大小。若令x軸和y軸分別表示其它物理量，則可以反映在某種情況下相應(yīng)物理量之間的關(guān)系。下列說法正確的是（）

A . 若電場方向平行于x軸，x軸表示位置，y軸表示電勢，則直線AB的斜率表示對應(yīng)位置處的電場強(qiáng)度大小 B . 若x軸表示時(shí)間，y軸表示穿過密繞螺線管的磁通量，則直線AB的斜率表示該螺線管產(chǎn)生的電動(dòng)勢大小 C . 若x軸表示流經(jīng)某電阻的電流，y軸表示該電阻兩端的電壓，則圖線下面積表示電阻的熱功率 D . 若x軸表示時(shí)間，y軸表示通過導(dǎo)體橫截面積的電荷量，則該圖線下面積表示這段時(shí)間內(nèi)電流所做的功

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6. (2023高三上·朝陽期末) 由電磁理論可知，半徑為R、電流強(qiáng)度為I的單匝環(huán)形電流，其中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 $\text{[math]}$ ，其中k為已知常量。正切電流計(jì)是利用小磁針的偏轉(zhuǎn)來測量電流的，如圖所示，在一個(gè)豎直放置、半徑為r、匝數(shù)為N的圓形線圈的圓心O處，放一個(gè)可以繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針（帶有分度盤）。該線圈未通電時(shí)，小磁針穩(wěn)定后所指方向與地磁場水平分量的方向一致。調(diào)整線圈方位，使其與靜止的小磁針在同一豎直平面內(nèi)。給線圈通上待測電流后，小磁針偏轉(zhuǎn)了 $\text{[math]}$ 角。已知儀器所在處地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量的大小為 $\text{[math]}$ 。則（）

A . 待測電流在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 $\text{[math]}$ B . 待測電流在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 $\text{[math]}$ C . 待測電流大小為 $\text{[math]}$ D . 待測電流大小為 $\text{[math]}$

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7. (2023高三上·大興期末) 如圖所示，有兩根和水平方向成 $\text{[math]}$ 角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度 $\text{[math]}$ ，不計(jì)金屬桿和軌道的電阻，則以下分析正確的是（　?。?

A . 金屬桿先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)然后做勻速直線運(yùn)動(dòng) B . 金屬桿由靜止到最大速度過程中機(jī)械能守恒 C . 如果只增大B， $\text{[math]}$ 將變小 D . 如果只增大R， $\text{[math]}$ 將變小

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8. (2022高三上·浙江月考) 磁電式電流表的外部構(gòu)造如圖（甲）所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，轉(zhuǎn)軸上裝有螺旋彈簧和指針（如圖乙所示）。蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布。當(dāng)電流通過線圈時(shí)，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖（丙）所示，螺旋彈簧被扭動(dòng)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滿足 $\text{[math]}$ ，式中N為線圈的匝數(shù)，S為線圈的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為線圈（指針）偏角，k是與螺旋彈簧有關(guān)的常量。不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法錯(cuò)誤的是（　?。?

A . 鐵芯內(nèi)部的磁感線會(huì)相交 B . 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受到的安培力始終與線框平面垂直 C . 若線圈中通以如圖丙（丙圖左側(cè)是 $\text{[math]}$ ）所示的電流時(shí)，此時(shí)線圈將沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) D . 更換k值相對小的螺旋彈簧，則電流表的靈敏度（靈敏度即 $\text{[math]}$ ）將會(huì)增大

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9. (2022高三上·浙江月考) 如圖所示是教材中“探究影響通電導(dǎo)線受力的因素”的裝置圖。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，先保持電流不變，分別接通“2、3”和“1、4”，研究通電導(dǎo)線受力與通電導(dǎo)線長度的關(guān)系；然后接通“2、3”或“1、4”，再改變電流的大小，研究通電導(dǎo)線受力與電流的關(guān)系。對該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（　　）

A . 當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，導(dǎo)線將擺動(dòng)一定角度，通過擺動(dòng)的角度的大小可以比較導(dǎo)線受力大小 B . 保持電流不變，接通“2、3”時(shí)導(dǎo)線受到的安培力是接通“1、4”時(shí)的二分之一 C . 保持電流不變，接通“2、3”時(shí)導(dǎo)線受到的安培力是接通“1、4”時(shí)的四分之一 D . 通過實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)線受到安培力只和電流成正比

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10. (2022高三上·浙江月考) 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種天平用來測量重物的質(zhì)量，其裝置如圖甲所示，兩相同的同軸圓線圈M、N水平固定，圓線圈P與M，N共軸且平行等距。初始時(shí)，線圈M、N通以等大反向的電流I₁后，在線圈P所在平面內(nèi)產(chǎn)生磁場，磁場在線圈P處沿半徑向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀ ，在線圈P內(nèi)、外附近區(qū)域內(nèi)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度與所在位置的半徑成反比，線圈P及其附近的磁場方向的俯視圖如圖乙所示，線圈P′是線圈P的備用線圈，它所用材料及匝數(shù)與P線圈相同，半徑比線圈P略小。開始時(shí)天平左托盤不放重物、線圈P內(nèi)無電流，調(diào)整天平使之平衡，再在左托盤放入重物，用恒流源在線圈P中通入電流I₂ ，發(fā)現(xiàn)右托盤比左托盤低，此時(shí)（）

A . 線圈P中通入的電流I₂在乙圖中沿順時(shí)針方向 B . 適當(dāng)增大線圈M、N中的電流可使天平恢復(fù)平衡 C . 通過正確操作使用線圈P、P′均能正確稱量重物質(zhì)量 D . 使用備用線圈P′稱得重物質(zhì)量比用線圈P稱得重物質(zhì)量大

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二、多選題

11. (2023高二上·孝義期末) 2022年10月20日，世界首個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)地面超高速試驗(yàn)設(shè)施——“電磁橇”在我國濟(jì)南階段性建成并成功運(yùn)行，電磁橇可以將噸級及以上物體最高加速到1030公里的時(shí)速，創(chuàng)造了大質(zhì)量超高速電磁推進(jìn)技術(shù)的世界最高速度紀(jì)錄。電磁橇運(yùn)用了電磁彈射的原理，圖甲是一種線圈形電磁彈射裝置的原理圖，開關(guān)S先撥向1，直流電源向電容器充電，待電容器充好電后在 $\text{[math]}$ 時(shí)刻將開關(guān)S撥向2，發(fā)射線圈被彈射出去，如圖乙所示，電路中電流在 $\text{[math]}$ 時(shí)刻達(dá)到峰值后減小。假設(shè)發(fā)射線圈由粗細(xì)均勻的同種金屬導(dǎo)線繞制而成，發(fā)射導(dǎo)管材質(zhì)絕緣，管內(nèi)光滑，下列說法正確的是（　?。?

A . 在 $\text{[math]}$ 時(shí)間內(nèi)，發(fā)射線圈的加速度不斷增大 B . 在 $\text{[math]}$ 時(shí)間內(nèi)，發(fā)射線圈中的電流不斷減小 C . 增加發(fā)射線圈的匝數(shù)，發(fā)射線圈加速度不變 D . 發(fā)射導(dǎo)管越長，發(fā)射線圈的出射速度越大

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12. (2023高三上·清遠(yuǎn)期末) 半徑為R的球形上、下兩端點(diǎn)分別為О和 $\text{[math]}$ 。緊貼球面的半圓形導(dǎo)線 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 所在的平面相互垂直，其中 $\text{[math]}$ 與紙面平行，兩導(dǎo)線均通以 $\text{[math]}$ 方向的電流I。整個(gè)空間中施加平行紙面向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。則下列說法正確的是（　?。?

A . $\text{[math]}$ 受到的安培力為 $\text{[math]}$ B . 導(dǎo)線 $\text{[math]}$ 受到的安培力為 $\text{[math]}$ C . 兩導(dǎo)線受到的安培力方向相同 D . 兩導(dǎo)線受到的安培力方向相互垂直

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三、綜合題

13. (2023高三上·房山期末) 如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.4m，一端連接R=4Ω的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度v=5m/s。求：
1. （1）感應(yīng)電動(dòng)勢E的大??；
2. （2）拉力F大小；
3. （3）若將MN換為電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓U。
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14. (2023高三上·東城期末) 電磁剎車技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。某電磁剎車裝置可簡化為如圖甲所示的模型，車廂下端固定有電磁鐵系統(tǒng)，能在長為L₁、寬為L₂的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整，但最大不超過2T。長為L₁、寬為L₂的單匝矩形線圈鋪設(shè)在水平絕緣軌道正中央，相鄰兩線圈的間隔也為L₂。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，每個(gè)線圈的電阻 $\text{[math]}$ 。在某次試驗(yàn)中，當(dāng)車的速度 $\text{[math]}$ 時(shí)啟動(dòng)該制動(dòng)系統(tǒng)，車立即以大小為2m/s²的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T。之后磁感應(yīng)強(qiáng)度保持2T不變，車?yán)^續(xù)前行直到停止運(yùn)動(dòng)。已知車的總質(zhì)量為30kg，不計(jì)摩擦阻力及空氣阻力的影響，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)，不考慮磁場邊緣效應(yīng)的影響。
1. （1）在圖乙中定性畫出車在制動(dòng)過程中，其速度隨時(shí)間變化的圖像；
2. （2）求從磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T至車停止運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱；
3. （3）求制動(dòng)過程中，車行駛的總距離。
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