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2019-2020年高中物理第5章磁场章末综合检测试题鲁科版选修3-1
一、选择题本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分1.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是 A.磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极,并在S极终止B.磁场的磁感线有可能相交C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D.磁感线就是磁场中碎铁屑排列成的曲线解析选C.磁感线是闭合的,在磁场外部,磁感线从N极到S极,但在磁场内部,磁感线从S极到N极;我们可以用磁感线来表示磁感应强度的强弱和方向,所以任意两条磁感线都不相交,而且磁感线是我们用来描述磁场的工具,并不真实存在.选C.2.在如图中,已标出电流I、磁感应强度B的方向,其中不符合安培定则的是 解析选ABD.根据安培定则可知A项中磁感线应为逆时针,A错;B项中磁感线左边应向外右边应向里,B错;D项中通电螺线管中内部磁感线应向右,D错;C项符合安培定则,故选ABD.3.如图所示,两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段距离.当同时给两个线圈同方向的电流时,两导线将 A.吸引 B.排斥C.保持静止D.边吸引边转动解析选A.由安培定则知环形电流相当的小磁铁都是左端N极,右端S极,由异名磁极相吸可知,A正确,B、C错误.由于是同轴放置,不可能转动,选项D错误.4.如图所示,一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动,则此正电子的运动 A.不产生磁场B.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向里C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直纸面向外D.只在圆周内侧产生磁场解析选C.正电子逆时针做匀速圆周运动其等效电流为逆时针方向,由安培定则可判,选项ABD均错误,C正确.5.如图所示,在A点的东、西、南、北方向相同距离处,各有一无限长直线电流,电流大小相同,方向如图,则A点的磁场方向为 A.正北方B.东南方C.正东方D.正南方解析选D.由安培定则可以判断,东、西、南、北的电流在A处的磁场方向如图,则A点磁场方向向正南方,选D.6.如图所示,弹簧秤下挂一条形磁铁,其中条形磁铁的一半位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是 A.若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤示数减小B.若将a接电源正极,b接负极,弹簧秤示数增大C.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤示数不变D.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤示数增大解析选AD.若a接电源正极,b接负极,由安培定则可知,螺线管内磁场方向向上,条形磁铁N极受向上的磁场力,故弹簧秤读数变小,A对,B错.若a接电源负极,b接正极,螺线管内磁场方向向下,条形磁铁N极受向下的磁场力,弹簧秤读数将变大,C错,D对.7.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置1经过位置2到位置3,位置
1、3都很靠近2,在这个过程中,下列对穿过线圈磁通量的说法不正确的是 A.穿过线圈的磁通量越来越大B.穿过线圈的磁通量越来越小C.在位置2穿过线圈的磁通量最小D.在位置2穿过线圈的磁通量最大解析选ABD.因为在位置2线圈与磁感线平行,没有磁感线穿过,故穿过线圈的磁通量最小,等于零,C对,D错;由于位置
1、3都很靠近2,故从位置1到位置3穿过线圈的磁通量先变小再变大,A、B错.故选ABD.8.如图所示为电视机显像管偏转的示意图,当环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,圆环的圆心O处的磁场方向为 A.向上B.向下C.向左D.向右解析选A.对左边线圈研究,依据电流流向,根据右手螺旋定则可判定该线圈下面为N极,上面为S极,所以磁感线从N极到S极,向上经过O点.同理右边线圈也在O处形成向上的磁场.所以O点磁场矢量和的方向向上,故A对,B、C、D都错.9.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量.如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面,第一次将线框由1平移到2,第二次将线框绕cd边翻转到2,设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则 A.ΔΦ1ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1ΔΦ2D.无法确定解析选C.设线框在位置1时的磁通量为Φ1,在位置2时的磁通量为Φ2,直线电流产生的磁场在1处比在2处要强.若平移线框,则ΔΦ1=Φ1-Φ2,若转动线框,磁感线是从线框的正反两面穿过的,一正一负,因此ΔΦ2=Φ1+Φ
2.根据分析知ΔΦ1ΔΦ
2.选项C正确.10.19世纪20年代,以塞贝克数学家为代表的科学家已认识到温度差会引起电流,安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差,从而提出如下假设地球磁场是由绕地球的环形电流引起的.则该假设中的电流方向是 A.由西向东垂直磁子午线B.由东向西垂直磁子午线C.由南向北沿磁子午线D.由赤道向两极沿磁子午线注磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线解析选B.如图所示,考虑地球的自转方向,利用安培定则可以判定磁场是由东向西的环形电流产生的,故B正确.11.如图所示,AB为水平面上一个圆的直径,过AB的竖直平面内有一根通电导线CD,已知CD∥AB,当CD竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将 A.逐渐增多B.逐渐减少C.始终不变D.不为零,但保持不变解析选C.根据通电直导线周围磁感线分布的特点,有多少磁感线从AB一侧穿出,就有多少磁感线从AB的另一侧穿入,穿过圆面的磁通量为零,所以当CD竖直向上平移时,磁通量不变,始终为零,故C正确,A、B、D错误.12.如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以导线为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点.已知a点的实际磁感应强度为零,则下列叙述中正确的是 A.直导线中电流方向垂直纸面向里B.c点的实际磁感应强度也为零C.b点实际磁感应强度为T,方向斜向下,与B夹角为45°D.以上均不正确解析选A.由a点磁感应强度为零可知,直线电流的磁场在a点的方向向左,大小为1T,由安培定则可知,电流方向垂直纸面向里,A对.由磁感强度的叠加可知,c处场强为2T,方向向右,B错.b点磁感应强度大小为T,方向斜向右上方,与B成45°角,C、D错.
二、计算题本题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位13.8分一般来说通电螺线管内部的磁场是匀强磁场.某螺线管的横截面积是5×10-4m2,当通过它的磁通量为
2.5×10-6Wb时,则1该螺线管内部的磁场方向与螺线管的轴线有什么关系?2该螺线管内部的磁感应强度为多大?解析1根据安培定则知,通电螺线管内部的磁感线与螺线管的轴线方向平行,故内部的磁场方向与轴线平行.4分2由公式Φ=BS得B==T=5×10-3T4分即螺线管内的磁感应强度为5×10-3T.答案1平行 25×10-3T14.10分已知北半球某地面处的地磁场水平分量约为3×10-5T.某学校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验.他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的通电螺线管的轴线上,如图所示.没接通电源时,小磁针静止时N极指向y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角.请在图上标明螺线管导线的绕向,并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小.解析小磁针静止时N极指向合磁感应强度方向,知通电螺线管在中心轴线上磁感应强度方向指向x轴正方向,螺线管右端为N极,3分据安培定则可判导线绕向如图所示.3分螺线管磁感应强度大小为B=B地tan60°=3×10-5×T=
5.2×10-5T.4分答案见解析图
5.2×10-5T15.10分如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=
0.8T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为
1.0cm,现于纸面内先后放上圆线圈,圆心均在O处,A线圈半径为
1.0cm10匝;B线圈半径为
2.0cm1匝;C线圈半径为
0.5cm1匝.问在B减为
0.4T的过程中,A和B中磁通量各改变多少?解析设圆形磁场区域的半径为R,对A线圈,Φ1=B1πR2Φ2=B2πR2磁通量的改变量对A线圈,ΔΦ=|Φ2-Φ1|=
0.8-
0.4×
3.14×10-22Wb=
1.256×10-4Wb.5分对B线圈,ΔΦ=|Φ2-Φ1|=
0.8-
0.4×
3.14×10-22Wb=
1.256×10-4Wb.5分答案
1.256×10-4Wb
1.256×10-4Wb16.12分如图所示为发电机的原理图.发电机转子为一边长为
0.3m的正方形线圈,处于B=
0.5T的匀强磁场中.1当线圈平面与磁场方向夹角为45°时,穿过线圈的磁通量是多少?2当线圈以ab边为轴沿顺时针方向转过90°的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量是多少?3当线圈以ab边为轴沿逆时针方向转过90°的过程中,穿过线圈的磁通量的变化量是多少?解析1由Φ=BS⊥得Φ=BSsin45°=BL2sin45°=×
0.5×
0.32Wb=
3.2×10-2Wb.3分2初状态时,Φ1=BL2sin45°=
0.5×
0.32×Wb=
3.2×10-2Wb2分末状态磁感线由反面穿入,正面穿出,如图,则Φ2=-BL2sin45°=-
3.2×10-2Wb则ΔΦ1=Φ2-Φ1=-
3.2×10-2-
3.2×10-2Wb=-
6.4×10-2Wb只考虑其大小,ΔΦ1=
6.4×10-2Wb.3分3初态与末态时,穿出线圈的磁通量相同,都是从同一面穿入和穿出,如图,则ΔΦ2=
0.4分答案
13.2×10-2Wb
26.4×10-2Wb 30。