【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 8-1 磁场及其对电流的作用模拟提能训（含解析）.doc

【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习8-1磁场及其对电流的作用模拟提能训（含解析）1.[2010·上海高考]如图所示，水平桌面上放置一条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出()A.弹簧拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B.弹簧拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C.弹簧拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D.弹簧拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大解析：如图所示，画出直导线附近的条形磁铁的磁感线，由左手定则知，直导线受到向下的安培力，由力的作用是相互的，条形磁铁受到向上的作用力．故A正确．答案：A2.[2012·海南高考](多选)图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()A.若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D.若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动解析：若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误．答案：BD3.[2011·课标全国卷](多选)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：磁感应强度B＝kI.对弹体应用动能定理：F安L＝eq\f(1,2)mv2－0，推得v＝eq\r(\f(2F安L,m))＝eq\r(\f(2BId·L,m))＝eq\r(\f(2kI2dL,m))(d为轨道宽度)，欲使v增加至原来的2倍，由上式可知，可以使I增加至原来的2倍，B正确，也可以使m减为原来的一半，L变为原来的2倍，故D正确．答案：BD4.[2013·浙江高考]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＝0.2Ω·m的海水，通道中a×b×c＝0.3m×0.4m×0.3m的空间内，存在着由超导线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝6.4T、方向垂直通道侧面向外．磁场区域上、下方各有a×b＝0.3m×0.4m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＝1.0×103A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≈1.0×103kg/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＝30m/s前进时，海水在出口处相对于推进器的速度v＝34m/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＝1.0×103×6.4×0.3N＝1.92×103N用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右(或与海水出口方向相同)(2)考虑到潜艇下方有左、右2组推进器，可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器，实施转弯．改变电流方向，或者磁场方向，可以改变海水所受到磁场力的方向，根据牛顿第三定律，使潜艇“倒车”．(3)电源提供的电功率中的第一部分：牵引功率P1＝F牵v0根据牛顿第三定律：F牵＝12IBL当v0＝30m/s时，代入数据得：P1＝F牵v0＝12×1.92×103×30W＝6.9×105W第二部分：海水的焦耳热功率对单个直线推进器，根据电阻定律：R＝ρeq\f(l,S)代入数据得：R＝ρeq\f(c,ab)＝0.2×eq\f(0.3,0.3×0.4)Ω＝0.5Ω由热功率公式，P＝I2R代入数据得：P单＝I2R＝5.0×105WP2＝12×5.0×105W＝6.0×106W第三部分：单位时间