2020高中物理第5章《磁場(chǎng)》單元測(cè)試魯科選修31

2021高中物理第5章?磁場(chǎng)?單元測(cè)試魯科版選修312021高中物理第5章?磁場(chǎng)?單元測(cè)試魯科版選修312021高中物理第5章?磁場(chǎng)?單元測(cè)試魯科版選修31第5章?磁場(chǎng)?單元測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題(本題共12小題，每題5分，共60分，在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1．(2021年福建惠安高二檢測(cè))磁體之間的相互作用是經(jīng)過磁場(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)訂交的狀況B．磁感線老是由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．假定在某地區(qū)內(nèi)通電導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力的作用，那么該地區(qū)的磁感覺強(qiáng)度必然為零分析：選C.依據(jù)磁感線的特色：磁感線在空間不可以訂交；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)中能否受力與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的擱置相關(guān)，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．對(duì)于地磁場(chǎng)以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A．地理地點(diǎn)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)在地表周邊某處有兩個(gè)重量，水平重量指向地理的北極周邊，豎直重量必然豎直向下分析：選C.依據(jù)地磁場(chǎng)的特色可知：地理北極周邊為地磁場(chǎng)南極即S極，在磁體外面磁場(chǎng)由N極指向S極，在南半球地磁場(chǎng)的豎直重量向上，在北半球豎直重量向下，故C正確．3．如圖5－5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)，那么三點(diǎn)中磁感覺強(qiáng)度最大處為( )A．a(chǎn)處B．b處C．c處D．沒法判斷圖5－5分析：選A.螺線管內(nèi)部的磁感線條數(shù)與螺線管外面的磁感線條數(shù)同樣，因?yàn)槁菥€管內(nèi)部橫截面積小，所之內(nèi)部磁感線最密，磁感線密的地方磁感覺強(qiáng)度大，應(yīng)選A.4．把小磁針N極向東置于地磁場(chǎng)中，松手后小磁針將(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．沒法判斷分析：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5－6所示，當(dāng)電流經(jīng)過線圈時(shí)，磁針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下判斷正確的選項(xiàng)是( )圖5－6A．當(dāng)線圈通以沿順時(shí)針方向的電流時(shí)，磁針N極將指向讀者B．當(dāng)線圈通以沿逆時(shí)針方向的電流時(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)針方向D．以上判斷均不正確分析：選C.依據(jù)安培定那么可確立：當(dāng)線圈中通以沿順時(shí)針方向的電流時(shí)，線圈中心處磁場(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)針方向的電流時(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．(2021年濟(jì)南高二檢測(cè))如圖5－7所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，1和2為垂直磁場(chǎng)方向擱置的兩個(gè)圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環(huán)的磁通量，那么有( )圖5－7A．Φ1>Φ2B．Φ1＝Φ2C．Φ1<Φ2D．沒法判斷分析：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，因?yàn)榄h(huán)1和環(huán)2處在磁場(chǎng)中的面積同樣，因此穿過這兩個(gè)圓環(huán)的磁通量是相等的，即Φ1＝Φ2，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5－8所示，因?yàn)殡娮恿鞯倪\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)在a點(diǎn)的方向?yàn)? )圖5－8A．＋x方向B．＋z方向C．－z方向D．－x方向分析：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，由安培定那么可知，a點(diǎn)磁場(chǎng)方向沿－x方向．故D正確．8．如圖5－9所示，有A、B兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，經(jīng)過數(shù)值相等、方向相互相反的電流．關(guān)于兩根導(dǎo)線連線中點(diǎn)處磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度，以下說法中正確的選項(xiàng)是( )圖5－9A．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)線構(gòu)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)線分析：選C.依據(jù)安培定那么判斷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)處磁感覺強(qiáng)度應(yīng)是A、B獨(dú)自形成磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度的矢量和．選項(xiàng)C正確．9．如圖5－10所示，AB為水平面上一個(gè)圓的直徑，過AB的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線CD，CD∥AB，當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，電流磁場(chǎng)穿過圓面積的磁通量將( )圖5－10A．漸漸增加B．漸漸減少C．素來不變D．不為零，但保持不變分析：選C.依據(jù)通電直導(dǎo)線四周磁感線散布的特色，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，穿過圓面的磁通量為零，因此當(dāng)CD豎直向上平移時(shí)，磁通量不變，素來為零，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．10．(2021年福建清流模擬)19世紀(jì)20年月，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)惹起電流，安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照耀后正面與反面的溫度差，從而提出以下假定：地球磁場(chǎng)是由繞地球的環(huán)形電流惹起的．那么該假定中的電流方向是( )圖5－11A．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)分析：選B.以以下列圖，考慮地球的自轉(zhuǎn)方向，利用安培定那么可以判斷的磁場(chǎng)是由東向西的環(huán)形電流產(chǎn)生的，故B正確．11．假定能將指南針移到地球球心處，那么對(duì)于指南針的指向，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．因?yàn)榈厍蚯蛐奶師o磁場(chǎng)，故指南針自由靜止時(shí)方向不確立B．依據(jù)“同名磁極相互排擠，異名磁極相互吸引〞可知，指南針N極指向地球北極附近C．依據(jù)“小磁針N極受力方向?yàn)樵撎幋艌?chǎng)方向〞可知，指南針N極指向地球南極周邊D．地球經(jīng)過磁場(chǎng)對(duì)指南針產(chǎn)生力的作用，但指南針對(duì)地球不產(chǎn)生力的作用分析：選C.地磁場(chǎng)的散布近似于條形磁鐵，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．小磁針放在地心，相當(dāng)于處在條形磁鐵的內(nèi)部．12.兩個(gè)小磁針因遇到某種磁場(chǎng)的作用后相互平行，如圖5－12所示，產(chǎn)生這類見效的磁場(chǎng)不．可能是( )圖5－12A．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)，此中一個(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)分析：選D.A中以通電直導(dǎo)線為圓心的某圓上對(duì)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．解贊同寫出必需的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不可以得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必然明確寫出數(shù)值和單位)13．(8分)邊長(zhǎng)為10cm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θ＝30°，如圖5－13所示．磁感覺強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為：B＝(2＋3t)T，那么在第1s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化量ΔΦ是多少？圖5－13分析：設(shè)t＝0時(shí)磁感覺強(qiáng)度為B1t＝1s時(shí)磁感覺強(qiáng)度為B2，由公式Φ＝BSsinθ可知：Φ1＝B1Ssinθ＝2×0.1×0.1×sin30°Wb＝0.01Wb(3分)Φ2＝B2Ssinθ＝(2＋3×1)×0.1×0.1×sin30°Wb＝0.025Wb(3分)因此ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.025Wb－0.01Wb＝0.015Wb.(2分)答案：0.015Wb14．(10分)(2021年濟(jì)南高二質(zhì)檢)山東地面處的地磁場(chǎng)水平重量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測(cè)磁體周邊磁感覺強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)．他們將一小羅盤磁針放在一個(gè)水平放置的螺線管的軸線上，如圖5－14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上注明螺線管導(dǎo)線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感覺強(qiáng)度大?。?保留一位有效數(shù)字)圖5－14分析：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，由此可判斷螺線管的磁場(chǎng)在小磁針處方向水平向右，由安培定那么判斷螺線管導(dǎo)線繞向以以下列圖．(5分)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.x.由圖知Bx＝tan60°(3分)By即Bx＝3×10－5×3T≈5×10－5T．(2分)答案：繞向看法析5×10－5T15.(10分)磁場(chǎng)擁有能量，磁場(chǎng)中單位體積所擁有的能量叫做能量密度，其值為2B，2μ式中B是磁感覺強(qiáng)度，μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為一常數(shù)．為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面周邊的磁感覺強(qiáng)度B，一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一同樣面積的鐵片P，再使勁將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離Δl，并測(cè)出拉力F，如圖5－15所示．因?yàn)镕所做的功等于空隙中磁場(chǎng)的能量，試推導(dǎo)磁感覺強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系式．圖5－15分析：拉力F做的功W＝F·Δl，(3分)磁鐵與鐵片P空隙中磁場(chǎng)能量E＝2B×A·Δl(3分)2μ因?yàn)镕所做的功等于空隙中磁場(chǎng)的能量，因此W＝E，(2分)解得B＝2μF.(2分)A答案：B＝2μFA16．(12分)如圖5－16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0.3m的正方形線圈，處于B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．圖5－16(1)當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向夾角為45°時(shí)，穿過線圈的磁通量是多少？(2)當(dāng)線圈以ab邊為軸沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過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)針方向轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量是多少？分析：(1)由Φ＝BS⊥得：2sin45°Φ＝BSsin45°＝BL＝2×0.5×22Wb＝3.2×10－2Wb.(3分)(2)初狀態(tài)時(shí)，Φ1＝BL2sin45°＝0.5×2×22Wb＝3.2×10