洋县中学高二年级第 13 周物理测试题 组题： 2021-11-29 1．（基础题）如图所示，厚度均匀的木板放在水平地面上，木板上放置有两个相同的条形磁铁，磁铁的 N 极 正对，在两磁铁竖直对称轴上的 C 点处固定垂直于纸面的长直导线，并通以垂直于纸面向里的恒定电流，木板 和磁铁始终静止：下列说法正确的是（　　） A．导线受到的安培力竖直向上，木板对地面的压力大小大于磁铁和木板的重力之和的大 小 B．导线受到的安培力竖直向下，木板对地面的压力大小小于磁铁和木板的重力之和的大小 C．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向右 D．导线受到的安培力水平向右，木板受到地面的摩擦力水平向左 2．（基础题）如图所示，在光滑水平桌面上，将长为 L 的柔软导线弯成六分之一圆弧，导线固定在 A、C 两 端.整个装置处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中，导线通以由 C 到 A 、 大小为 I 的恒定电流，则导线中点处受到的张力大小是（　　） A． BIL B． 3BIL π C． 3BIL 2π D． 3 3BIL 2π 3．（基础题）1876 年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”，罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上， 然后在圆盘附近悬挂了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现 小磁针发生偏转。忽略地磁场对小磁针的影响。则（　　） A．偏转原因是圆盘周围存在电场 B．偏转原因是圆盘周围存在磁场 C．仅改变圆盘的转动方向，偏转方向不变 D．仅改变圆盘所带电荷的电性，偏转方向不变 4．（基础题）如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流（从右 侧观察）．在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线 PQ．原 PQ 中无电流，现通以水平向左的电流， 在短时间内（ ）A．从上往下观察导线框向右平移 C．细绳受力会变得比导线框重力大 B．从上往下观察导线框顺时针转动 D．导线框中心的磁感应强度变小 5．（提升题）超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪声新型船，如图所示是电磁船的简化 原理图，AB 和 CD 是与电源相连的导体板，AB 与 CD 之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向里的匀强磁 场（磁场由固定在船上的超导线圈产生，其独立电路部分未画出），下列说法正确的是（　　） A．使船前进的力，是磁场对海水的安培力 B．要使船前进，海水中的电流方向从 CD 板流向 AB 板 C．同时改变磁场的方向和电源正负极，推进力方向将与原方向相反 D．船所获得的推力，与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁感应强度有关 6．（提升题）（多选）如图所示，间距为 L=0.3m 的平行光滑金属导轨上端接有电 动势 E=3.0V，内阻 r=1.0Ω 的直流电源，导轨平面与水平面成 θ=37°角，匀强磁 场方向沿竖直方向，现把一质量为 m=0.1kg，电阻为 R=2.0Ω 的金属棒 ab 垂直放在金属导轨上，使金属棒 与导轨保持良好接触，金属棒恰好静止。已知 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A．金属棒 ab 的发热功率为 3.0W B．磁感应强度大小为 2.5T C．磁场方向竖直向上 D．若改变磁场方向，仍使金属棒静止在导轨上，磁感应强度的最小值为 2.0T 7．（提升题）如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒 a、b、c，其中 b 最短，c 为直径与 b 等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计。现将装置置 于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们受到的安培力 的大小关系为（ ） A．Fa>Fb＝Fc B．Fa＝Fb>Fc C．Fa＝Fb＝Fc D．Fb>Fa>Fc 8．（挑战题）质量为 m 的一段导线用细线悬挂在竖直向下的匀强磁场中。当导线中通有垂直 纸面向里的恒定电流时，细线偏离竖直方向 θ 角而静止（如图所示是截面图）。若只改变磁感 应强度的方向，使导线平衡时细线与竖直方向的偏角为最大，此时磁感应强度与竖直方向的夹角 β应 满足（　　） A．sinβ=cotθ B．sinβ=tanθ C．cosβ=tanθ D．cosβ=cotθ 9．（挑战题）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所 受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中 D 为位于纸 面内的 U 形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E 为直流电源；R 为电阻 箱；A 为电流表；S 为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线． 完成下列主要实验步骤中的填空： (1)① 按图接线． ② 保持开关 S 断开，在托盘内加入适量细沙，使 D 处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量 m1． ③ 闭合开关 S，调节 R 的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使 D________；然后读出________， 并用天平称出此时细沙的质量 m2． ④ 用米尺测量 D 的底边长度 L． (2)用测量的物理量和重力加速度 g 表示磁感应强度的大小，可以得出 B＝________． (3)判定磁感应强度方向的方法是：若___，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向 里． 10．（提升题）如图所示，水平导轨间距为 L  1m ，导轨电阻忽略不计；导体棒 ab 与导轨接触良好且质量 m  2kg 、电阻 R1  0.8Ω ；电源电动势 E  10V ，内阻 r  0.2Ω ， 定值电阻 R2  4Ω ；外加匀强磁场的磁感应强度 B  6T ，方向竖直向上； ab 与导轨间动摩擦因数   0.5 ，设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，用一水平向右的拉力 F 通过绝缘线拉 ab ，使得 ab 始终处于静止状态，重力加 速度 g  10m/s 2 ，求： （1）通过导体棒 ab 的电流大小；（2）导体棒 ab 受到的安培力大小； （3）水平拉力 F 的取值范围。 参考答案： 1．C 2．B 3．B 4．C 5．D 6．BCD 7．B 8．B m2  m1 g 9．重新处于平衡状态 IL 电流表的示数 I m2  m1 (1)[1][2]金属框平衡时测量才有意义，读出电流表的示数 I； (2)[3]根据平衡条件，有：|m2-m1|g=BIL，解得： B m2 g  m1 g IL ； (3)[4]若 m2＞m1．则安培力的方向向下，根据左手定则可得，磁场的方向向外；反之，磁感应强度方向垂直 纸面向里． 10．（1）2A；（2）12N；（3） 2N �F �22N （1）由闭合电路欧姆定律可得 （2）导体棒所受的安培力为 I E R1  R2  r F安  BIL 解得 解得 I  2A F安  12N （3）当摩擦力向右达到最大时，拉力 F 最小，有 又 Fmin  f max  F安 f max   N N  mg 解得 Fmin  2N 当摩擦力向左达到最大时，拉力 F 最大，有 解得 Fmax  22N Fmax  f max  F安 故水平拉力 F 的取值范围为 2N �F �22N