8-1高考模拟提能训(磁场及其对电流的作用).doc

一、高考题组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：A 2. [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＝mv2－0，推得v＝＝＝(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：BD 4. [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＝0.2 Ω·m的海水，通道中a×b×c＝0.3 m×0.4 m×0.3 m的空间内，存在着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＝30 m/s时，代入数据得： P1＝F牵v0＝12×1.92×103×30 W＝6.9×105 W 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＝ρ 代入数据得：R＝ρ＝0.2× Ω＝0.5 Ω 由热功率公式，P＝I2R 代入数据得：P单＝I2R＝5.0×105 W P2＝12×5.0×105 W＝6.0×106 W 第三部分：单位时间内海水动能的增加值 设Δt时间内喷出的海水的质量为m P3＝12× 考虑到海水的初动能为零， ΔEk＝Ek＝mv m＝ρmbcv水对地Δt P3＝12×＝12×