新課標(biāo)2024-2025學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)課時(shí)作業(yè)22含解析新人教版選修3-1

PAGE5-課時(shí)作業(yè)(二十二)一、選擇題(1～9為單選，10、11為多選)1．用國(guó)際單位制中基本單位表示的磁通量單位是()A．Wb B．T?m2C.eq\f(N·m,A) D.eq\f(kg·m2,A·s2)解析依據(jù)磁通量Φ＝BS＝eq\f(FS,IL)，F(xiàn)＝ma，a＝eq\f(Δv,Δt)，則Φ的單位用基本單位表示是kg·m2/A·s2，故A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；故選D項(xiàng)．答案D2．下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述中正確的是()A．磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向B．磁感線是磁場(chǎng)中客觀存在的線C．磁感線總是從磁鐵的N極動(dòng)身，到S極終止D．試驗(yàn)中視察到的鐵屑的分布就是磁感線解析磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，但它不是客觀存在的線，可用細(xì)鐵屑模擬．在磁鐵外部磁感線由N極到S極，但內(nèi)部是由S極到N極．故只有A項(xiàng)正確．答案A設(shè)置目的考查對(duì)于磁感線的理解3．依據(jù)安培假說(shuō)的物理思想：磁場(chǎng)來(lái)源于運(yùn)動(dòng)電荷．假如用這種思想說(shuō)明地球磁場(chǎng)的形成，依據(jù)地球上空并無(wú)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷的事實(shí)．那么由此推斷，地球總體上應(yīng)當(dāng)是()A．帶負(fù)電 B．帶正電C．不帶電 D．不能確定解析因在地球的內(nèi)部地磁場(chǎng)從地球北極指向地球的南極，依據(jù)右手螺旋定則可推斷出地球表現(xiàn)環(huán)形電流的方向應(yīng)從東到西，而地球是從西向東自轉(zhuǎn)，所以只有地球表面帶負(fù)電荷才能形成上述電流，故選A項(xiàng)．答案A設(shè)置目的考查對(duì)地磁場(chǎng)分布與安培定則4.(2015·北京四中模擬)如圖所示，A、B、C是等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O是A、B連線的中點(diǎn)，以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線為x軸，O、C連線為y軸，建立坐標(biāo)系．過(guò)A、B、C、O四個(gè)點(diǎn)各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等、方向向里的電流．則過(guò)O點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向?yàn)?)A．沿y軸正方向 B．沿y軸負(fù)方向C．沿x軸正方向 D．沿x軸負(fù)方向解析由安培定則可知A、B、C處三條長(zhǎng)直導(dǎo)線在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，再由左手定則可推斷O點(diǎn)的通電導(dǎo)線受到的安培力沿y軸正方向，故A項(xiàng)正確．答案A設(shè)置目的考查磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成5.如圖，磁場(chǎng)、磁場(chǎng)作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)()A．小磁針N極向里轉(zhuǎn) B．小磁針N極向外轉(zhuǎn)C．小磁針在紙面內(nèi)向左搖擺 D．小磁針在紙面內(nèi)向右搖擺解析由安培定則可知，小磁針處的磁感線方向垂直紙面對(duì)里，所以小磁針N極將指向里，故A項(xiàng)正確．答案A設(shè)置目的考查環(huán)形電流的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)6.如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線a和b，通有等值電流．在紙面上距a、b等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)P，若P點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左，則導(dǎo)線a、b中的電流方向是()A．a(chǎn)中向紙里，b中向紙外B．a(chǎn)中向紙外，b中向紙里C．a(chǎn)、b中均向紙外D．a(chǎn)、b中均向紙里解析因?yàn)橥娭睂?dǎo)線四周磁場(chǎng)的磁感線是一簇以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，所以直導(dǎo)線a中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直于a、P連線，直導(dǎo)線b中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直于b、P連線．又因?yàn)镻點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左，所以由矢量合成法則可知，a中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直aP向下，b中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直bP向上，再依據(jù)安培定則很簡(jiǎn)單推斷a、b中的電流方向，a中向紙里，b中向紙外，故選A項(xiàng)．答案A設(shè)置目的考查安培力方向與電流方向的關(guān)系7．四根相互平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b、c、d電流均為I，如圖所示放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，每根通電直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí)，正方形中心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B，則四根通電直導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?)A．2eq\r(2)B，方向向左 B．2eq\r(2)B，方向向下C．2eq\r(2)B，方向向右 D．2eq\r(2)B，方向向上解析依據(jù)安培定則，知a、c電流在O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向都沿bd方向，矢量和為2B，同理b、d電流在O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向都沿ca方向，矢量和為2B，則磁感應(yīng)強(qiáng)度疊加后大小為2eq\r(2)B，方向向左，A項(xiàng)正確．答案A設(shè)置目的考查磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成與安培定則8.如圖所示，D為置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂直于紙面對(duì)里．在開關(guān)S接通后，導(dǎo)線D所受磁場(chǎng)力的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析由右手螺旋定則，軟鐵芯在導(dǎo)線處的磁場(chǎng)方向向左，由左手定則，導(dǎo)線D受到的磁場(chǎng)力方向向上，A項(xiàng)正確．答案A設(shè)置目的考場(chǎng)螺線管的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)9.理論探討表明，無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可用公式B＝keq\f(I,r)表示，公式中的k是常數(shù)，I是導(dǎo)線中電流強(qiáng)度，r是該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離．若兩根相距為L(zhǎng)的無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線垂直x軸平行放置，電流強(qiáng)度均為I，如圖甲所示．圖乙中能正確反映兩導(dǎo)線間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與x關(guān)系的是(規(guī)定B的正方向垂直紙面對(duì)里)()解析依據(jù)安培定則可得左邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，右邊通電導(dǎo)線在兩根導(dǎo)線之間的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，在兩根導(dǎo)線中間位置磁場(chǎng)為零，由于規(guī)定B的正方向垂直紙面對(duì)里，可推斷A項(xiàng)正確．答案A10．下圖表示磁場(chǎng)的磁感線，依圖分析磁場(chǎng)中a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大的是()解析磁感線的疏密可表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。鸢窤C設(shè)置目的考查磁感線的理解11．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于南、北方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過(guò)程中在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)覺(jué)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的帶電狀況說(shuō)法中正確的是()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需發(fā)生在異種電荷之間，故B項(xiàng)正確；在云層間放電時(shí)，形成的強(qiáng)電場(chǎng)和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng)，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場(chǎng)．由題意知，從南往北看，磁場(chǎng)是逆時(shí)針的，依據(jù)安培定則可以推斷電流是從A流向B的．故可知A帶正電，B帶負(fù)電．所以D項(xiàng)正確．答案BD設(shè)置目的考查安培定則二、非選擇題12．已知某地面處的地磁場(chǎng)水平重量約為3×10－5T，某校物理愛(ài)好小組做估測(cè)磁體旁邊磁感應(yīng)強(qiáng)度的試驗(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)覺(jué)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)水平重量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5×10－5T設(shè)置目的考查磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成計(jì)算13.如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過(guò)平面的磁通量為________．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過(guò)60°角，則穿過(guò)框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過(guò)90°角，則穿過(guò)框架平面的磁通量為________．解析在題中圖示位置，磁感線與框架平面垂直時(shí)，Φ＝BS.當(dāng)框架繞OO′軸轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS.轉(zhuǎn)過(guò)90°角時(shí)，框架由與磁感線垂直變?yōu)槠叫?，Φ?.答案BSeq\f(1,2)BS0設(shè)置目的考查磁通量大小的計(jì)算14.如圖所示，有一個(gè)100匝的線圈，其橫截面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈橫截面的形態(tài)由正方形變更成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變)，在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量變更了多少？解析線圈橫截面是正方形時(shí)的面積S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿過(guò)線圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.截面形態(tài)為圓形時(shí)，其半徑r＝eq\f(4L,2π)＝eq\f(2