高考物理--磁感应强度的测量(解析版).doc

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1、2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-1)第三部分磁场专题3.34磁感应强度的测量一.选择题1..(2019辽宁沈阳三模)目前有一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示,电路有一段金属导体,它是长为a、宽为b、高为c的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流。已知该金属导体单位长度中的自由电子数为n,电子电荷量为e,金属导电过程中,自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触,用电压表测出金属导体前后两个侧

2、面间的电势差为U。则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为()A.,M正、N负B.,M负、N正C.,M负、N正D.,M正、N负【参考答案】.C【命题意图】本题以用于测定地磁场的磁感应强度的“磁强计”为情景,考查洛伦兹力、电场力及其相关知识点。【解题思路】沿电流反方向的金属导体中的电子进入磁场受到洛伦兹力,由左手定则,电子所受洛伦兹力方向指向电极M,所以电极M为负极,电极N为正极。金属导体前后两个侧面间的电势差为U,则金属导体前后两个侧面之间的电场强度E=U/b,由平衡条件eE=evB,而金属导体中的电流I=nve

3、cb,联立解得:B=,选项C正确。2.如图所示的天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共N匝,线圈下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I时,方向如图,在天平左、右两边各加质量分别为m1、m2的砝码,天平平衡;当电流反向时(大小不变),右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知(  )A.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为D.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为【参考答案】B【名

4、师解析】当B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以需要在右边加砝码,则有,所以,故B正确,A错误;当B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,所以需要在左边加砝码,故C、D错误。3.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为L,共有n匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方

5、向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知(   )A.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为D.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为【参考答案】B【名师解析】因为当电流方向改为反向时,右边需要加上质量m,天平才能重新平衡,说明当电流反向时,安培力方向由向下改为向上,所以磁场方向是垂直纸面向里的;又因为电流方向未改变时,由受力平衡有m

6、1g=m2g+nBIL+G(G为线圈重力) ①电流反向时有m1g="m2g+mg-nBIL+G "②由式①②可得mg=2nBIL所以B=.故只有B选项正确.4.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长NM相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是( )A.  B.   C.   D. 【参考答案】A【名师解析】由题意知,当处于磁场中的导体,受安培力作用的有效长度越长,根据知受安培力越大越容易失

7、去平衡,由图知选项A中导体的有效长度最大,所以A正确。5.电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡,测量时,在左边托盘中放入质量为m的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质量为、匝数为n、下边长为L的矩形线圈挂在右边托盘的底部,再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中。如图甲所示,线圈的两头连在如图乙所示的电路中,不计连接导线对线圈的作用力,电源电动势为E,内阻为r。开关S闭合后,调节可变电阻至R1时,天平正好平衡,此时电压表读数为U。已知,取重力加速度为g,则()A.矩形线圈中电流的方向为

8、逆时针方向B.矩形线圈的电阻C.匀强磁场的磁感应强度的大小D.若仅将磁场反向,在左盘中再添加质量为的砝码可使天平重新平衡【参考答案】AC【名师解析】对矩形线圈受力分析可知所受安培力向上,再由左手定则可知矩形线圈中电流的方向为逆时针方向,故A正确;根据闭合电路欧姆定律可得,解得矩形线圈的电阻,故B错误;根据平衡条件可得,而,,解得匀强磁场的磁感应强度的大小,故C正确;开始线圈所受安培力的

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