2014届高考物理三轮冲刺专题练专题十　磁　场.doc

专题十　磁　场 高考试题 考点一 磁场、磁场对电流的作用　　★★★ 1.(2013年福建理综,18,6分)如图,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO′平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO′下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律(　　) 解析:线框先做自由落体运动,因线框下落高度不同,故线框ab边刚进磁场时,速度不同,产生的感应电动势不同,所受安培力不同,其所受安培力F安与重力mg的大小关系可分以下三种情况: ①当F安=mg时,线框匀速进入磁场,其速度v=,选项D有可能; ②当F安mg时,线框加速进入磁场,又因F安=,因此a=,即a=g-,速度v增大,a减小,线框做加速度逐渐减小的加速运动,选项C有可能; ③当F安mg时,线框减速进入磁场,a=-g,v减小,a减小,线框做加速度逐渐减小的减速运动,当线框未完全进入磁场而a减为零时,即此时F安=mg,线框开始做匀速运动,当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动,选项B有可能.选项A不可能. 答案:A 点评： 分析解答该类问题时要特别注意线框下落时的位置,高度不同时线框进入磁场的速度不同,则线框的运动状态就不同. 2.(2011年新课标全国理综,14,6分)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(　　) 解析:地球的磁场分布与地理的南北极相反但不重合,即地磁场的N极在地理的南极附近,地磁场的S极在地理的北极附近.地磁场外部的磁感线由地磁N极到地磁S极,在地球内部由地磁S极回到地磁N极;由安培定则可知产生地磁场的环形电流方向应如B中所示,所以B正确. 答案:B 3.(2011年新课标全国理综,18,6分)电磁轨道炮工作原理如图所示.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(　　) A.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:设B=kI,轨道间距为d,则弹体所受安培力F=BId=kI2d;由牛顿第二定律得弹体的加速度a==;由运动学公式v2=2aL,得:v==I.综上所述,选项B、D正确,选项A、C错误. 答案:BD 4.(2010年上海卷,13,3分)如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为(　　) A.0 B.0.5BIl C.BIl D.2BIl 解析:V形导线的有效长度为两端点之间的距离l, 则F安=BIl. 答案:C 点评： (1)弯曲、折线形的通电导线在磁场中的有效长度为两端点之间的连线; (2)当B⊥I时,F安=BIl有效. 5.(2013年浙江理综,25,22分)为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁推进器替代螺旋桨.潜艇下方有左、右两组推进器,每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成,其原理示意图如下.在直线通道内充满电阻率ρ=0.2 Ω·m的海水,通道中a×b×c=0.3 m×0.4 m×0.3 m 的空间内,存在由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度B=6.4 T、方向垂直通道侧面向外.磁场区域上、下方各有a×b=0.3 m× 0.4 m的金属板M、N,当其与推进器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从N到M,大小恒为I=1.0×103 A的电流,设该电流只存在于磁场区域.不计电源内阻及导线电阻,海水密度ρm=1.0×103 kg/m3. (1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小,并判断其方向; (2)在不改变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯?如何“倒车”? (3)当潜艇以恒定速度v0=30 m/s前进时,海水在出口处相对于推进器的速度v=34 m/s,思考专用直流电源所提供的电功率如何分配,求出相应功率的大小. 解析:(1)将通电海水看成导线,所受磁场力F=IBL. 代入数据得: F=IBc=1.0×103×6.4×0.3 N=1.92×103 N 用左手定则判断可知,磁场对海水作用力的方向向右(或与海水出口方向相同