...2018学年高二物理分项解析汇编选修3-1、选修3-2 含解析

一、单项选择题

1.【湖北省天门市、仙桃市、潜江市2015-2016学年高二下学期期末考试】长为4L的直导线等分成四等份，拆成如图所示的图形，其中的V形导线夹角为60°，整个图形置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该通电导线受到的安培力大小为

A．BIL            B．2BIL            C．3BIL            D．4BIL

【答案】C

考点：安培力

2.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二10月月考】如图所示、abcd为用粗心均匀的同种材料制成的金属线框，其中ab的长度只有bc长度的一半；现将线框放在水平光滑绝缘的桌面上，在外力F的作用下让线框以速度v匀速穿过右边两个磁感应强度大小相等、方向相反的磁场区域．若以图示位置开始计时，规定逆时针电流方向为正，磁感线向下穿过线框时的磁通量为正．则下列关于回路电流i、外力F大小、c b间的电势差Ucb及穿过线框的磁通量φ随时间变化的图象正确的是（　　）

A． B． 

C． D．

【答案】C

【解析】

考点：右手定则；安培力；磁通量

【名师点睛】电磁感应与图象的结合问题，近几年高考中出现的较为频繁，在解题时涉及的内容较多，同时过程也较为复杂；故在解题时要灵活，可以选择合适的解法，如排除法等进行解答。

3.【河北省石家庄市辛集中学2016-2017学年高二上学期期中考试】赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为(       ) 

A．正东        B．正南        C．正西        D．正北

【答案】A

【解析】

试题分析：地磁场的方向在赤道处从南向北，电流的方向竖直向下，根据左手定则，安培力的方向为向东．

故选A。

考点：左手定则

【名师点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断电流方向、磁场方向和安培力方向的关系。

4.【河北省石家庄市辛集中学2016-2017学年高二上学期期中考试】医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如右图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　)

A．1.3 m/s，a正、b负      B．2.7 m/s，a正、b负

C．1.3 m/s，a负、b正      D．2.7 m/s，a负、b正

【答案】A

【解析】

考点：左手定则；洛伦兹力

【名师点睛】解决本题的关键正握左手定则判定洛伦兹力的方向，以及知道最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，前后表面形成稳定的电势差。

5.【河北省石家庄市辛集中学2016-2017学年高二上学期期中考试】如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，(电流方向和转动方向如图所示)。通电直导线所受磁场力的方向是　　　（  ）

A．竖直向上            B．竖直向下      C．水平向里            D．水平向外

【答案】C

【解析】

试题分析：带电圆盘如图转动时，形成逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，在圆盘上方形成的磁场方向竖直向上，根据左手定则，伸开左手，让四指和电流方向一致，磁感线穿过手心，则大拇指指向纸面内侧，因此安培力的方向水平向里，故ABD错误，C正确．故选C。

考点：左手定则

【名师点睛】本题考查了电流的形成、右手螺旋定则、左手定则等基础知识，要掌握两种定则的使用方法、条件，熟练应用其解决问题。

6.【河北省邯郸市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试】如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向（　　）

A．与ab边垂直，指向左边      B．与ab边垂直，指向右边

C． 与ab边平行，竖直向上     D． 与ab边平行，竖直向下

【答案】A

【解析】

考点：安培定则；左手定则

【名师点睛】从题中可得这一规律：通电导线的电流方向相同时，则两导线相互吸引；当通电导线的电流方向相反时，则两导线相互排斥。

7.【河北省定州中学2016-2017学年第一学期高二周练试题】如图所示，一根质量为m的金属棒AC，用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（   ）

A．不改变电流和磁场方向，适当减小电流

B．不改变磁场和电流方向，适当增大磁感强度

C．只改变电流方向，并适当增加电流

D．只改变电流方向，并适当减小电流

【答案】B

【解析】

考点：安培力、共点力平衡的条件及其应用。

【名师点睛】金属棒MN用软线悬挂在匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，金属棒受到向上的安培力作用，安培力大小为，此时悬线张力不为零，说明安培力小于金属棒的重力．欲使悬线张力为零，应增大安培力．根据安培力公式选择合适的方法。

8.【太原五中2016-2017学年高二第一学期阶段性检测】下图中分别标明了通电直导线中电流 I、 匀强磁场的磁感应强度 B 和电流所受安培力 F的方向，其中正确的是（      ）

【答案】A

【解析】

试题分析：伸开左手，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向为安培力方向，故A中的安培力方向竖直向上，B中的安培力为零，C中安培力方向竖直向下，D中安培力方向垂直纸面向外，故A正确；

考点：考查了安培力方向的判断

【名师点睛】左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．根据左手定则的内容判断安培力的方向．

二、多项选择题

9.【河北省邯郸市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试】如图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计; 匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则（　　）

A．导体棒向左运动

B．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

C．开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为

D．开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为

【答案】BD

【解析】

考点：左手定则；安培力；牛顿第二定律

【名师点睛】考查左手定则、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、安培力的大小公式及力的分解，注意左手定则与右手定则的区别．同时注意安培力的方向与导轨的夹角。

10.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二10月月考】位于同一水平面上的两根平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成600角且足够大的匀强磁场中，现给出这一装置的侧视图，一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针缓慢转过30°的过程中，金属棒始终保持匀速运动，则磁感强度B的大小变化可能是（　　）

A．始终变大      B．始终变小    C．先变大后变小     D．先变小后变大

【答案】AD

【解析】

考点：物体的平衡；安培力

【名师点睛】对导体棒正确受力分析、应用平衡条件即可正确解题；解题时注意数学知识的应用。

11.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二10月月考】如图所示，一块长度为a，宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U．已知自由电子的电量为e．下列说法中正确的是（　　）

A．M板比N板电势高 

B．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大 

C．导体中自由电子定向移动的速度为 

 D．导体单位体积内的自由电子数为 

【答案】CD

【解析】

试题分析：如图，电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向：向上，则M积累了电子，MN之间产生向上的电场，所以M板比N板电势低．电子定向移动相当长度为d的导体切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数U等于感应电动势E，则有U=E=Bdv，可见，电压表的示数与导体单位体积内自由电子数无关．故B错误．由U=E=Bdv，得自由电子定向移动的速度为．故C正确．电流的微观表达式是I=nevS，则导体单位体积内的自由电子数，S=db，，代入得．故D正确．故选CD。

考点：左手定则；电压及电势

【名师点睛】本题现象称为霍耳效应，也可以从洛伦兹力与电场力平衡分析电压表的示数．中等难度。

12.【江苏省泰州中学2016-2017学年高二上学期第一次质量检测】静电场和磁场对比如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体摆动的幅度增大，以下操作中不可行的是

A．增加磁铁的数量

B．增大导体棒中的电流强度

C．改变导体棒中的电流方向

D．将磁铁更换成磁性较强的

【答案】C

【解析】

考点：考查了“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验

【名师点睛】要使导体摆动的幅度增大，只要增大安培力即可，根据安培力的公式F=BIL，知安培力大小与哪些因素有关．

13.【辽宁省沈阳市东北育才学校2016-2017学年高二上学期第一次阶段性考试】如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向里运动，可以(　　)

A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极

B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极

C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极

D．无论怎么连接，直杆MN都不可能向里运动

【答案】C

【解析】

考点：安培力、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

【名师点睛】运用安培定则判断电流产生的磁场方向，根据左手定则判断安培力方向．将选项逐一代入检验，选择符合题意的；本题考查了右手螺旋定则和左手定则的应用，要判断准电流方向和磁场方向。

三、非选择题

14.【安徽师范大学附属中学2015-2016学年高二下学期期中考试】如图所示，一个质量为m，电阻为R的金属小圆环（半径很小），用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为的垂直纸面向里的匀强磁场区域，现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放，下摆中金属环所在平面始终垂直磁场，则金属环在整个过程中产生多少焦耳热? 

【答案】

【解析】当环在磁场下方摆动，不再进入磁场时，摆动稳定，金属环中产的焦耳热等于环减少的机械能，由能量守恒定律得： 

考点：能量守恒定律

【名师点睛】金属环穿过磁场的过程中，产生感应电流，金属环中产生焦耳热，环的机械能减少，当金属环在磁场下方，不再进入磁场时，环的机械能不变，环稳定摆动，由能量守恒定律可以求出产生的焦耳热.

15.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二10月月考】如图所示，水平放置的两导轨PQ间的距离L=0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场B=2T, 垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻r=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？（g取10m/s2）

【答案】1.9Ω≤R≤9.9Ω

【解析】

根据闭合电路欧姆定律可得：

E=I1（R1+r）

E=I2（R2+r）

代入数据得：R1=9.9Ω，R2=1.9Ω；

所以R的取值范围为：1.9Ω≤R≤9.9Ω

考点：闭合电路欧姆定律；物体的平衡

【名师点睛】此题是通电导体在磁场中平衡问题，要抓住静摩擦力会外力的变化而变化，挖掘临界条件进行求解。

16.【河北省邯郸市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试】如图所示，在磁感应强度B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab，已知接在滑轨中的电源电动势E=12V，内阻不计，ab杆长L=0.5m，质量m=0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计，g取10m/s2，sin37°=0.6求：接在滑轨上的滑动变阻器R的阻值在什么范围内变化时，可使ab杆在滑轨上保持静止？（结果保留一位有效数字）

【答案】3Ω～5Ω

【解析】

2、当摩擦力沿斜面向下，电流强度最大，电阻最小由共点力平衡得：

mgsin37°+f-Fcos37°=0

mgcos37°+Fsin37°-FN=0

f=μFN

联立解得：Rmin=3Ω

故可变电阻在3Ω～5Ω范围内。

考点：安培力；物体的平衡

【名师点睛】解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力