高中物理人教版1第三章磁場第3章3

第三章3基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～5題為單選題，6、7題為多選題)1．(上海市浦東新區(qū)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232613)(C)A．磁感線和磁場都是客觀存在的B．磁鐵的磁感線總是從N極出發(fā)，到S極終止C．磁感線越密的地方磁場越強D．磁感線的切線方向就是小磁針S極在此位置的受力方向解析：磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向，但不是真實存在的，故A錯誤；磁感線在磁鐵的外部是從磁鐵的N極到S極，在磁鐵的內(nèi)部是S極指向N極，磁鐵內(nèi)部的磁感線與外部的磁感線形成閉合曲線，故B錯誤；磁感線的疏密表示磁場的強弱，磁感線越密的地方磁場越強，故C正確；磁感線的切線方向就是磁場的方向，是小磁針N極在此位置的受力方向，故D錯誤，故選C。2．(廣東汕頭市2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期三校聯(lián)考)磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232614)(B)A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba>BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba<BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小D．a(chǎn)處沒有磁感線，所以磁感應(yīng)強度為零解析：由圖可知b處的磁感線較密，a處的磁感線較疏，所以Ba<Bb，故A錯，B對，通電導(dǎo)線在磁場中受力的大小與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有很大關(guān)系，而不是僅僅取決于B與LI的大小，故C錯，磁感線是用來描述磁場的，而又不可能在存在磁場的區(qū)域內(nèi)全部畫磁感線，故D錯。答案為B。3．(山西平遙中學(xué)2023～2023學(xué)年高二檢測)下列關(guān)于小磁針在磁場中靜止時的指向，正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232615)(C)解析：根據(jù)在磁體外部同名磁極相互排斥可知選項A錯；應(yīng)用安培定則可知環(huán)形電流中心線上的磁場方向由右向左，小磁針N極受到的磁場力向左，選項B錯；根據(jù)安培定則可知通電螺線管內(nèi)部磁場向右，內(nèi)部小磁針N極受到的磁場力向右，選項C對；根據(jù)安培定則可知通電直導(dǎo)線右邊磁場向里，小磁針N極應(yīng)向里，選項D錯。4．如圖所示的磁場中與磁場垂直放置兩個面積相同的閉合線圈S1(左)、S2(右)，由圖可知穿過線圈S1、S2的磁通量大小關(guān)系正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232616)(B)A．穿過線圈S1的磁通量比較大B．穿過線圈S2的磁通量比較大C．穿過線圈S1、S2的磁通量一樣大D．不能比較解析：穿過線圈S1的磁感線條數(shù)多，故穿過線圈S1的磁通量較大。選項A正確。5．(廣東梅州2023～2023學(xué)年高三模擬)取兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖乙所示的螺線管，并通以電流強度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232617)(B)A．0 B．C．B D．2B解析：將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如題圖乙所示的螺線管，并通以電流強度也為I的電流時，兩個導(dǎo)線在螺線管內(nèi)中部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相同，方向相反，所以在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強度大小為零。6．下列各圖中，已標出電流I、磁感應(yīng)強度B的方向，其中符合安培定則的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232618)(BC)解析：根據(jù)安培定則可判定B、C選項正確。7．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于北、南方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中在兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232619)(BD)A．帶同種電荷 B．帶異種電荷C．B帶正電 D．A帶正電解析：云層間放電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B對；在云層間放電時，形成的強電場和高溫將空氣電離成正離子和負離子，并在強電場的作用下做定向移動，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場。由題意知，從南往北看，磁場是逆時針的，根據(jù)安培定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負電。所以D選項正確。二、非選擇題8．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4m2，勻強磁場磁感應(yīng)強度B＝，則穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時針轉(zhuǎn)過120°角，則通過線圈磁通量的變化量為多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232620)答案：解析：線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥＝Scos60°＝×eq\f(1,2)m2＝0.2m2穿過線圈的磁通量Φ＝BS⊥＝×＝。線圈以cd為軸順時針方向轉(zhuǎn)過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直，但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量Φ2＝－BS＝－×＝－。故磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ|＝|－－|Wb＝。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(鄭州市2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期期中五校聯(lián)考)阿明有一個磁浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232621)(C)A．電路中的電源必須是交流電源B．電路中的a端點須連接直流電源的正極C．若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D．若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可增加玩偶飄浮的最大高度解析：由題意可知，玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，且下端為S極，則線圈的上端為S極，根據(jù)右手螺旋定則可得，電源通的是直流電，且a端為電源的負極，故A、B錯誤，若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，從而增加線圈的磁場，導(dǎo)致玩偶飄浮的最大高度增加，故C正確；若將可變電阻的電阻值調(diào)大，則線圈中的電流減小，導(dǎo)致玩偶飄浮的最大高度減小，故D錯誤。2．如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時細線與豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232622)(C)A．回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小為mgtanθB．回形針靜止時受到的細線的拉力大小為mgcosθC．現(xiàn)用點燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無序了D．現(xiàn)用點燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了解析：回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯誤；對回形針加熱，回形針磁性消失是因為分子電流排列無序了，所以選項C正確，D錯誤。3．(江西吉安一中2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的變化量的大小是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232623)(C)A．eq\f(\r(3)－1,2)BS B．eq\f(\r(3)＋1,2)NBS\f(\r(3)＋1,2)BS D．eq\f(\r(3)－1,2)NBS解析：平面水平放置時通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsin30°＝eq\f(1,2)BS，規(guī)定此時穿過線圈為正面，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過90°角時，穿過線圈反面，則其磁通量Φ2＝－BScos30°＝－eq\f(\r(3),2)BS，因此穿過線圈平面的磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－eq\f(\r(3),2)BS－eq\f(1,2)BS＝－eq\f(\r(3)＋1,2)BS，故選C。4．(寧夏銀川一中2023～2023學(xué)年高二檢測)南極考察隊隊員在地球南極附近用彈簧測力計豎直懸掛一未通電的螺線管，如圖所示，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232624)(AC)A．若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將減小B．若將a端接電源正極，b端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大C．若將b端接電源正極，a端接電源負極，則彈簧測力計示數(shù)將增大D．不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計示數(shù)均不變解析：分析彈簧測力計示數(shù)是否變化或怎樣變化，關(guān)鍵在于確定螺線管與地球磁場之間的作用情況。一方面，可以將地球等效處理為一個大磁鐵，地理南極相當(dāng)于磁鐵的N極，因而在南極附近地磁場方向近似豎直向上，如圖所示。另一方面，可利用右手螺旋定則確定通電螺線管在周圍產(chǎn)生的磁場方向，再根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”原理判定螺線管與地球之間的作用情況。5．(內(nèi)蒙古包頭市北重三中2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232625)(CD)A．O點處的磁感應(yīng)強度為零B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反C．c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向相同解析：根據(jù)安培定則可知M、N導(dǎo)線中的電流在O點產(chǎn)生的磁場方向均垂直MN連線，由o→d，故O處的磁感應(yīng)強度不為零，選項A錯誤；由于M、N兩導(dǎo)線中電流大小相等，根據(jù)對稱性知Ba＝Bb，磁感應(yīng)強度方向均垂直于M、N連線，方向相同，選項B錯誤；c、d關(guān)于O點對稱，M、N兩導(dǎo)線中的電流在c、d兩點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的矢量和相等且方向均為c→d，選項C正確；由于a、b、c、d四點磁感應(yīng)強度方向均相同，選項D正確。二、非選擇題6．(福州一中2023～2023學(xué)年高二月考)接通電源后，小磁針A按下圖所示方向運動，則電源的__左__(填“左”或“右”)側(cè)為電源正極，小磁針B的N極指向__垂直紙面向外__方向。eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232626)解析：小磁針A的N極向右，則所在處磁感線向右，因電磁鐵的外部磁感線由N極指向S極，故說明螺線管左側(cè)為S極，右側(cè)為N極，電流從左側(cè)流入，則電源的左側(cè)為電源的正極；由安培定則判斷出下方小磁針B處的磁場方向向外，小磁針B的N極指向為垂直紙面向外。7．已知北京地面處的地磁場水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測磁體附近磁感應(yīng)強度的實驗。他們將一小羅盤磁針放在一個水平放置的螺線管的軸線上，如下圖所示。小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電