2018-2019高中新課標(biāo)高中物理人教版選修3-1練習(xí)第三章磁場(chǎng)3.3

3．幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中分冊(cè)裝訂！)1.如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線，則穿過(guò)線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定解析：離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)越弱，穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)越少，磁通量逐漸減小，故只有B正確．答案：B2．下列關(guān)于電場(chǎng)線和磁感線的說(shuō)法正確的是()A．二者均為假想的線，實(shí)際上并不存在B．實(shí)驗(yàn)中常用鐵屑來(lái)模擬磁感線形狀，因此磁感線是真實(shí)存在的C．任意兩條磁感線不相交，電場(chǎng)線也是D．磁感線是閉合曲線，電場(chǎng)線是不閉合的解析：兩種場(chǎng)線均是為形象描繪場(chǎng)而引入的，實(shí)際上并不存在，故A對(duì)；任意兩條磁感線或電場(chǎng)線不能相交，否則空間一點(diǎn)會(huì)有兩個(gè)磁場(chǎng)或電場(chǎng)方向，故C對(duì)；磁體外部磁感線由N極指向S極，內(nèi)部由S極指向N極，故磁感線是閉合的曲線．而電場(chǎng)線始于正電荷，終于負(fù)電荷，故不閉合，D對(duì)．故正確答案為ACD.答案：ACD3.右圖為某磁場(chǎng)的一條磁感線，其上有A、B兩點(diǎn)，則()A．A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B．B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大C．因?yàn)榇鸥芯€是直線，A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一樣大D．條件不足，無(wú)法判斷解析：由磁場(chǎng)中一根磁感線無(wú)法判斷磁場(chǎng)強(qiáng)弱．答案：D4．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，就是通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向B．磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方，通電導(dǎo)線所受的力也一定大C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位可以用Wb/m2表示D．通電導(dǎo)線在某處所受磁場(chǎng)力為零，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與導(dǎo)線受力方向垂直，故A錯(cuò)．由于安培力F安＝BILsinθ，即安培力與B、I、L、θ四者都有關(guān)，故B、D錯(cuò)．由磁通量的定義式Φ＝BSsinθ可知B＝eq\f(Φ,Ssinθ)，故C正確．答案：C5.右圖是等腰直角三棱柱，其中面ABCD為正方形，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說(shuō)法中正確的是()A．通過(guò)ABCD平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)L2·BB．通過(guò)BCFE平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)L2·BC．通過(guò)ADFE平面的磁通量大小為L(zhǎng)2BD．通過(guò)ABE平面的磁通量為eq\f(1,2)L2B解析：面BCFE的面積為eq\f(\r(2),2)L2，選項(xiàng)B正確；eq\f(\r(2),2)L2為面ABCD的有效面積，通過(guò)ABCD平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)L2·B，選項(xiàng)A正確；ADFE平面和ABE平面分別與磁感線平行，通過(guò)平面的磁通量均為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：AB6．取兩根完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管，當(dāng)在該螺線管中通以大小為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖乙所示的螺線管，并通以大小也為I的電流，則在該螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A．0 B．0.5BC．B D．2B解析：長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后繞成的螺線管相當(dāng)于兩個(gè)反向流動(dòng)的電流繞成的螺線管，根據(jù)右手定則判定管內(nèi)中部?jī)蓚€(gè)反向電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反、大小相等，矢量和為零．所以A正確．答案：A7．有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b互相平行放置，下圖為垂直于導(dǎo)線的截面圖，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩導(dǎo)線附近的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線連線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零D．線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：根據(jù)安培定則和磁場(chǎng)的疊加原理，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故A錯(cuò)誤，B正確；在線段MN上只有在O點(diǎn)處，a、b兩電流形成的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，即只有O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，C錯(cuò)誤、D正確．答案：BD8.如圖所示，兩同心圓環(huán)A和B處在同一平面內(nèi)，B的半徑小于A的半徑，一條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直，則穿過(guò)兩圓環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與ΦB的大小關(guān)系是()A．ΦA(chǔ)>ΦB B．ΦA(chǔ)＝ΦBC．ΦA(chǔ)<ΦB D．無(wú)法比較解析：在磁體的外部磁感線從N極到S極，且A環(huán)面積大于B環(huán)面積(SA>SB)，所以向下穿過(guò)A環(huán)的磁感線條數(shù)比穿過(guò)B環(huán)的多，所以穿過(guò)A環(huán)的合磁通量小，即ΦA(chǔ)<ΦB，選項(xiàng)C正確．答案：C9.如圖所示，條形磁鐵放在水平地面上，兩個(gè)完全相同的線圈a和b在等高處水平放置，a線圈在N極的正上方，b線圈位于磁鐵的正中央．關(guān)于穿過(guò)a、b線圈的磁通量Φa和Φb，下列判斷正確的是()A．Φa>Φb B．Φa＝ΦbC．Φa<Φb D．無(wú)法判定解析：根據(jù)條形磁鐵周圍磁場(chǎng)的分布情況可知，穿過(guò)a線圈的磁通量不為零，且磁感線是從下向上穿過(guò)線圈平面，而穿過(guò)b線圈的磁通量恰好為零，故選項(xiàng)A正確．答案：A10.南極考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近用彈簧測(cè)力計(jì)豎直懸掛一未通電螺線管，如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將減小B．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將增大C．若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將增大D．不論螺線管通電情況如何，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)均不變解析：分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否變化或怎樣變化，關(guān)鍵在于確定螺線管與地磁場(chǎng)之間的作用情況．一方面，可以將地球等效處理為一個(gè)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(chǎng)方向近似豎直向上，如圖所示．另一方面，可利用安培定則判定通電螺線管在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，再根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”原理可判定螺線管與地磁場(chǎng)之間的作用情況，故正確選項(xiàng)為A、C.答案：AC11．已知山東某地地面處的地磁場(chǎng)水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測(cè)磁體附近磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)．他們將一小羅盤磁針?lè)旁谝粋€(gè)水平放置的螺線管的軸線上，如圖所示．小磁針靜止時(shí)N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向．請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明螺線管導(dǎo)線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?保留一位有效數(shù)字)解析：接通電源后，小磁針N極指向是地磁場(chǎng)和螺線管的磁場(chǎng)的疊加磁場(chǎng)的方向，由此可判定螺線管的磁場(chǎng)在小磁針處方向水平向右，由安培定則判定螺線管導(dǎo)線繞向如圖所示．由題意知地磁場(chǎng)水平分量By＝3×10－5T，設(shè)通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)為Bx.由圖知eq\f(Bx,By)＝tan60°得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T.答案：5×10－5T12.如圖所示，ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以5A的電流時(shí)，質(zhì)量為3.6kg的金屬棒MN沿導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)棒中電流增大到8A時(shí)，棒能獲得2m/s2的加速度．已知金屬棒受到的磁場(chǎng)力方向水平，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．解析：設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，金屬棒的質(zhì)量為m，金屬棒在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度L＝2m．當(dāng)棒中的電流I1＝5A時(shí)，金屬棒所受到的