2011高中物理 磁場(chǎng)單元測(cè)試 魯科版選修31

1、第5章磁場(chǎng)單元測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1(2011年福建惠安高二檢測(cè))磁體之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的對(duì)磁場(chǎng)認(rèn)識(shí)正確的是()A磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況B磁感線總是由N極出發(fā)指向S極C某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向與放在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極所指方向一致D若在某區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力的作用，則該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零解析：選C.根據(jù)磁感線的特點(diǎn)：磁感線在空間不能相交；磁感線是閉合曲線；磁感線的切線方向表示磁場(chǎng)的方向(小磁針靜止時(shí)N極所指的方向)可判斷選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中是否受力與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的放置有關(guān)，故選項(xiàng)D

2、錯(cuò)誤2關(guān)于地磁場(chǎng)下列說(shuō)法中正確的是()A地理位置的南、北極即為地磁場(chǎng)的南、北極B在赤道上的小磁針的N極在靜止時(shí)指向地理南極C在赤道上的小磁針的N極在靜止時(shí)指向地理北極D地磁場(chǎng)在地表附近某處有兩個(gè)分量，水平分量指向地理的北極附近，豎直分量一定豎直向下解析：選C.根據(jù)地磁場(chǎng)的特點(diǎn)可知：地理北極附近為地磁場(chǎng)南極即S極，在磁體外部磁場(chǎng)由N極指向S極，在南半球地磁場(chǎng)的豎直分量向上，在北半球豎直分量向下，故C正確3如圖55所示為一通電螺線管，a、b、c是通電螺線管內(nèi)、外的三點(diǎn)，則三點(diǎn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度最大處為()Aa處Bb處Cc處 D無(wú)法判斷圖55解析：選A.螺線管內(nèi)部的磁感線條數(shù)與螺線管外部的磁感線條數(shù)相同，

3、由于螺線管內(nèi)部橫截面積小，所以內(nèi)部磁感線最密，磁感線密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，故選A.4把小磁針N極向東置于地磁場(chǎng)中，放手后小磁針將(從上向下看)()A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C不動(dòng) D無(wú)法判定解析：選B.從上往下看，在地磁場(chǎng)作用下小磁針N極由指向東轉(zhuǎn)為指向北，故為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)答案為B.5如圖56所示，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下判斷正確的是()圖56A當(dāng)線圈通以沿順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，磁針N極將指向讀者B當(dāng)線圈通以沿逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，磁針S極將指向讀者C當(dāng)磁針N極指向讀者時(shí)，線圈中的電流沿逆時(shí)針?lè)较駾以上判斷均不正確解析：選C.根據(jù)安培定則可確定：當(dāng)線圈中通以沿順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，線圈中

4、心處磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故磁針N極垂直紙面向里；當(dāng)線圈中通以沿逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，線圈中心處磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故磁針N極垂直紙面向外6(2011年濟(jì)南高二檢測(cè))如圖57所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，1和2為垂直磁場(chǎng)方向放置的兩個(gè)圓環(huán)，分別用1和2表示穿過(guò)兩環(huán)的磁通量，則有()圖57A1>2 B12C1<2 D無(wú)法判斷解析：選B.磁通量定義式中的S應(yīng)理解為處于磁場(chǎng)中的有效面積，由于環(huán)1和環(huán)2處在磁場(chǎng)中的面積相同，所以穿過(guò)這兩個(gè)圓環(huán)的磁通量是相等的，即12，故B選項(xiàng)正確7. 在三維直角坐標(biāo)系中，電子流沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，如圖58所示，由于電子流的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在a點(diǎn)的方向?yàn)?)圖58A

5、x方向 Bz方向Cz方向 Dx方向解析：選D.沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)的電子流，形成沿y軸方向的直線電流，由安培定則可知，a點(diǎn)磁場(chǎng)方向沿x方向故D正確8如圖59所示，有A、B兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，通過(guò)數(shù)值相等、方向互相相反的電流關(guān)于兩根導(dǎo)線連線中點(diǎn)處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()圖59A等于零B不等于零，方向平行于導(dǎo)線C不等于零，方向垂直于兩導(dǎo)線組成的平面D不等于零，方向是從一根導(dǎo)線垂直指向另一根導(dǎo)線解析：選C.根據(jù)安培定則判斷A、B兩根導(dǎo)線在中點(diǎn)處形成的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故連線中點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是A、B單獨(dú)形成磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和選項(xiàng)C正確9如圖510所示，AB為水平面上一個(gè)圓的直徑，

6、過(guò)AB的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線CD，已知CDAB，當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，電流磁場(chǎng)穿過(guò)圓面積的磁通量將()圖510A逐漸增多 B逐漸減少C始終不變 D不為零，但保持不變解析：選C.根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍磁感線分布的特點(diǎn)，有多少磁感線從AB一側(cè)穿出，就有多少磁感線從AB的另一側(cè)穿入，穿過(guò)圓面的磁通量為零，所以當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，磁通量不變，始終為零，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤10(2011年福建清流模擬) 19世紀(jì)20年代，以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到：溫度差會(huì)引起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流引起的則該假設(shè)中的

7、電流方向是()圖511A由西向東垂直磁子午線B由東向西垂直磁子午線C由南向北沿磁子午線D由赤道向兩極沿磁子午線(注：磁子午線是地球磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的連線)解析：選B.如圖所示，考慮地球的自轉(zhuǎn)方向，利用安培定則可以判定的磁場(chǎng)是由東向西的環(huán)形電流產(chǎn)生的，故B正確11假設(shè)能將指南針移到地球球心處，則關(guān)于指南針的指向，下列說(shuō)法正確的是()A由于地球球心處無(wú)磁場(chǎng)，故指南針自由靜止時(shí)方向不確定B根據(jù)“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”可知，指南針N極指向地球北極附近C根據(jù)“小磁針N極受力方向?yàn)樵撎幋艌?chǎng)方向”可知，指南針N極指向地球南極附近D地球通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)指南針產(chǎn)生力的作用，但指南針對(duì)地球不產(chǎn)生力

8、的作用解析：選C.地磁場(chǎng)的分布類似于條形磁鐵，在其內(nèi)部磁感線從S極指向N極，也就是從地理的北極指向地理的南極小磁針?lè)旁诘匦?，相?dāng)于處在條形磁鐵的內(nèi)部12. 兩個(gè)小磁針因受到某種磁場(chǎng)的作用后相互平行，如圖512所示，產(chǎn)生這種效果的磁場(chǎng)不可能是()圖512A某條通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)B某通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其中一個(gè)小磁針在管內(nèi)，一個(gè)小磁針在管外C某個(gè)單匝通電圓形線圈的磁場(chǎng)，一個(gè)小磁針在環(huán)內(nèi)，一個(gè)小磁針在環(huán)外D相距很近的異名磁極間的磁場(chǎng)解析：選D.A中以通電直導(dǎo)線為圓心的某圓上關(guān)于圓心對(duì)稱的兩點(diǎn)磁場(chǎng)方向相反；B中通電螺線管中垂線上管內(nèi)某點(diǎn)與管外某點(diǎn)磁場(chǎng)方向相反；C中單匝線圈沿直徑方向線圈內(nèi)某點(diǎn)與線圈

9、外某點(diǎn)磁場(chǎng)方向相反；D中相距很近的異名磁極間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此空間不存在磁場(chǎng)方向相反的兩點(diǎn)故D選項(xiàng)不正確二、計(jì)算題(本題共4小題，共40分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(8分) 邊長(zhǎng)為10 cm的正方形線圈，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面夾角30°，如圖513所示磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為：B(23t)T，則在第1 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化量是多少？圖513解析：設(shè)t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1t1 s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，由公式BSsin可知：1B1Ssin2×0.1×0

10、.1×sin30° Wb0.01 Wb(3分)2B2Ssin(23×1)×0.1×0.1×sin30° Wb0.025 Wb(3分)所以210.025 Wb0.01 Wb0.015 Wb.(2分)答案：0.015 Wb14(10分)(2011年濟(jì)南高二質(zhì)檢)已知山東地面處的地磁場(chǎng)水平分量約為3×105 T，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514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

11、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)度大小(保留一位有效數(shù)字)圖514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(5分)由題意知地磁場(chǎng)水平分量By3×105 T，設(shè)通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)為Bx.由圖知tan 60°(3分)即Bx3×105× T5×105 T(2分)答案：繞向見(jiàn)解析5×105 T15. (10分)磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為，式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)

12、度，是磁導(dǎo)率，在空氣中為一已知常數(shù)為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離l，并測(cè)出拉力F，如圖515所示因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，試推導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系式圖515解析：拉力F做的功WF·l，(3分)磁鐵與鐵片P間隙中磁場(chǎng)能量E×A·l(3分)因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，所以WE，(2分)解得B.(2分)答案：B16(12分)如圖516所示為發(fā)電機(jī)的原理圖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為一邊長(zhǎng)為0.3 m的正方形線圈，處于B0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圖516(1)當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向夾角為45°時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量是多少？(2)當(dāng)線圈以ab邊為軸沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量的變化量是多少？(3)當(dāng)線圈以ab邊為軸沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量的變化量是多少？解析：(1)由BS得：BSsin45°BL2sin45°×0.5×0.32 Wb3.2×102 Wb.(3分)(2)初狀態(tài)時(shí)，1BL2sin45°0.5×0.32× Wb3.2×102 Wb(2分)末狀態(tài)磁感線由反面穿入