2024-2025年新教材高中物理第5章初識電磁場與電磁波1磁場及其描述課時檢測含解析魯科版必修第三冊

PAGE7-磁場及其描述(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分)1.關于電場和磁場的概念，以下說法正確的是 ()A.電荷放入電場中某區(qū)域內(nèi)的隨意位置，電荷受到的電場力相同，則該區(qū)域內(nèi)的電場不肯定是勻強電場B.放入電場中某位置的電荷受到的電場力不為零，則該位置的電場強度肯定不為零C.電荷在磁場中某位置受到的磁場力為零，則該位置的磁感應強度肯定為零D.一小段通電導體在磁場中某位置受到的磁場力為零，則該位置的磁感應強度肯定為零【解析】選B。電荷放入電場中某區(qū)域內(nèi)的隨意位置，電荷受到的電場力相同，則該區(qū)域內(nèi)的電場肯定是勻強電場，故A錯誤；由電場的基本性質(zhì)可知，對放入電場中某位置的電荷受到的電場力不為零，則該位置的電場強度肯定不為零，故B正確；電荷在磁場中某位置受到的磁場力為零，則該位置的磁感應強度不肯定為零，還與是否運動有關，故C錯誤；一小段通電導體在磁場中某位置受到的磁場力為零，則該位置的磁感應強度不肯定為零，還與放置的位置有關，故D錯誤。2.關于電場線和磁感線，下列說法錯誤的是 ()A.我們雖然不能用手觸摸到電場和磁場的存在，卻可以用電場線和磁感線的疏密去探測電場和磁場的強弱B.電場線和磁感線是可以形象描述場的強弱和方向的假想曲線C.磁感線和電場線都是閉合的曲線D.磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場都是客觀存在的物質(zhì)【解析】選C。電場線和磁感線的疏密可以推斷電場和磁場的強弱，A正確；電場線和磁感線是可以形象描述場強弱和方向的假想的曲線，故B正確；磁體外部磁感線是從N極到S極，而內(nèi)部則是從S極到N極，所以磁感線是閉合的曲線，而靜電場的電場線不是閉合曲線，故C錯誤；磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，都是客觀存在的物質(zhì)，故D正確；本題選擇錯誤的，故選C。3.關于通電直導線四周磁場的磁感線分布，下列示意圖中正確的是 ()【解析】選A。伸開右手，大拇指方向為電流方向，則四指環(huán)繞方向為逆時針，故A正確、B錯誤；直導線四周的磁感線應當是一系列的同心圓，故C、D錯誤。4.如圖所示，兩根靠近但彼此絕緣的直導線相互垂直，通以大小相同的電流，在哪一個區(qū)域兩根導線的磁場方向一樣且向里 ()A.Ⅰ區(qū)B.Ⅱ區(qū)C.Ⅲ區(qū)D.Ⅳ區(qū)【解析】選D。由右手螺旋定則可判定通電導線磁場的方向。如圖所示，“·”表示磁感線垂直紙面對外，“×”表示磁感線垂直紙面對里；所以第四象限磁場方向一樣且向里；故選D?！狙a償訓練】在下面的圖中，小磁針指向正確的是 ()【解析】選A。由右手定則推斷出順著電流方向看磁場為順時針，小磁針處切線方向豎直向上，故N極向上，A正確；磁鐵外部磁場由N極指向S極，故小磁針N極應向下指，B錯誤；由右手定則推斷螺線管左邊為N極，同名磁極相互排斥，則小磁針N極在右側(cè)，故C錯誤；U形磁鐵外部磁場由N極指向S極，小磁針N極應指向磁鐵S極，D錯誤。故選A。5.下列圖中，能正確表示直線電流的方向與其產(chǎn)生的磁場方向間關系的是 ()【解析】選B。依據(jù)安培定則，從上向下看，磁場方向為順時針方向，故A錯誤；依據(jù)安培定則，從上向下看，磁場方向為逆時針方向，故B正確；依據(jù)安培定則，從前向后看，磁場方向為逆時針方向，故C、D錯誤。6.如圖所示，一根通電導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中，以導線為中心，半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個點，已知c點的實際磁感應強度為0，則下列說法中正確的是 ()A.直導線中電流方向垂直紙面對里B.d點的磁感應強度為0C.a點的磁感應強度為2T，方向向右D.b點的磁感應強度為T，方向斜向下，與B成135°角【解題指南】解答本題應留意以下兩點：(1)c點的磁感應強度為0，說明通電導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度與勻強磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，由安培定則推斷出通電導線中電流方向。(2)通電導線在a、b、c、d四點處產(chǎn)生的磁感應強度大小相等，依據(jù)平行四邊形定則進行合成分析b、a、d三點的磁感應強度大小和方向。【解析】選C。由題意可知，c點的磁感應強度為0，說明通電導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度與勻強磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，即得到通電導線在c點產(chǎn)生的磁感應強度方向水平向左，依據(jù)安培定則推斷可知，直導線中的電流方向垂直紙面對外，故A錯誤；依據(jù)矢量合成規(guī)律可知，通電導線在d處的磁感應強度方向豎直向上，則d點磁感應強度為T，方向與B的方向成45°斜向上，故B錯誤；通電導線在a處的磁感應強度方向水平向右，則a點磁感應強度為2T，方向與B的方向相同，故C正確；由上可知，通電導線在b點產(chǎn)生的磁感應強度大小為1T，由安培定則可知，通電導線在b處的磁感應強度方向豎直向下，依據(jù)平行四邊形與勻強磁場進行合成得知，b點磁感應強度為T，方向與B的方向成45°斜向下，故D錯誤。二、非選擇題(本題共2小題，共30分)7.(14分)在赤道旁邊的地磁場可看作沿南北方向的勻強磁場，磁感應強度大小為4.5×10-4T，赤道上有一東西向30m長的直導線，導線中通有自東向西的電流30A，求地磁場對通電導線的作用力大小?！窘馕觥坑纱鸥袘獜姸鹊亩x式B=可得：導體受到的磁場力為F=BIL=4.5×10-4×30×30N=0.405N。答案：0.405N8.(16分)在磁場中放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長為1cm，電流為0.5A，所受的磁場力為5×10-4N，求：(1)該位置的磁感應強度多大？(2)若將該電流撤去，該位置的磁感應強度又是多大？(3)若將通電導線跟磁場平行放置，該導體所受到的磁場力多大？【解析】(1)依據(jù)題意，B與I垂直時：由公式B==T=0.1T(2)由于磁感應強度由本身確定，與通電導線無關，所以該處的磁感應強度不變，B=0.1T；(3)通電導線與磁場平行放置時，所受磁場力為零。答案：(1)0.1T(2)0.1T(3)0【補償訓練】長為0.2m的導線垂直于某勻強磁場方向放置，當導線中通有1A的電流時，導線受到的安培力大小為0.08N。求：(1)該區(qū)域的磁場的磁感應強度為多少T？(2)當該導線中的電流增大為1.5A時，導線受到的磁場力的大小為多少？【解析】(1)磁場的磁感應強度為：B==T=0.4T(2)由磁感應強度的定義式B=可得導體受到的磁場力為F′=BI′L=0.4×1.5×0.2N=0.12N答案：(1)0.4T(2)0.12N(15分鐘40分)9.(6分)(多選)如圖所示，處在豎直平面的環(huán)形導線圈的正中心有一個磁針a，在圓環(huán)外側(cè)有一小磁針b，a、b與圓環(huán)都處于同一豎直面內(nèi)，當導線中通以圖示方向的恒定電流時(不考慮地磁場影響和兩小磁針間的作用)則 ()A.小磁針a的N極向紙里轉(zhuǎn)動B.小磁針a的N極向紙外轉(zhuǎn)動C.小磁針b的N極向紙里轉(zhuǎn)動D.小磁針b的N極向紙外轉(zhuǎn)動【解析】選A、D。依據(jù)右手螺旋定則知，環(huán)形電流內(nèi)部的磁場方向向里，外部的磁場方向向外，則小磁針a的N極向紙里偏轉(zhuǎn)，小磁針b的N極向紙外轉(zhuǎn)動。故A、D正確，B、C錯誤。10.(6分)已知通電長直導線四周某點的磁感應強度大小B=k，即某點的磁感應強度大小B與導線中的電流I成正比、與該點到導線的距離r成反比。如圖所示，兩根平行長直導線相距為r，通以大小相等、方向相同的電流，規(guī)定磁感應強度方向垂直紙面對里為正，則磁感應強度大小B隨x改變的圖線可能是()【解題指南】解答此題應留意以下兩點：(1)通電導線四周有磁場存在，依據(jù)右手螺旋定則推斷磁場方向，再結(jié)合矢量疊加來分析磁感應強度B隨x改變的圖線。(2)由于電流大小相等，方向相同，所以兩根導線連線的中點磁場剛好為零，從中點向兩邊移動磁場越來越強，中點左邊的磁場垂直紙面對里，中點右邊的磁場垂直紙面對外，同時也應會分析電流方向相反時的狀況。【解析】選D。依據(jù)右手螺旋定則可得左邊通電導線在兩根導線之間的磁場方向垂直紙面對里，右邊通電導線在兩根導線之間的磁場方向垂直紙面對外，離導線越遠磁場越弱，在兩根導線中間位置磁場為零?？拷髠?cè)導線的位置磁場向里；靠近右側(cè)的位置的磁場方向向外；由于規(guī)定B的正方向為垂直紙面對里，所以在0～r區(qū)間內(nèi)磁感應強度B隨x改變的圖線應為D圖，選項D正確，A、B、C錯誤；故選D。11.(6分)(多選)如圖所示，兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導線中通有大小相等、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。關于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是 ()A.O點處的磁感應強度為零B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同D.a、c兩點處磁感應強度的方向相同【解析】選C、D。依據(jù)右手螺旋定則，M處導線在O點產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，N處導線在O點產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，合成后磁感應強度不等于0，故A錯誤；M在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，在b處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，N在a處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，b處產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，依據(jù)場強的疊加知，a、b兩點處磁感應強度大小相等，方向相同。故B錯誤；M在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直于cM偏下，在d處產(chǎn)生的磁場方向垂直dM偏下，N在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直于cN偏下，在d處產(chǎn)生的磁場方向垂直于dN偏下，依據(jù)平行四邊形定則，知c處的磁場方向豎直向下，d處的磁場方向豎直向下，且合場強大小相等，故C正確；a、c兩點的磁場方向都是豎直向下，故D正確?！狙a償訓練】如圖，甲、乙兩根長直導線垂直紙面放置，A點為紙面上與甲、乙等距的點。圖中虛線為在紙面內(nèi)過A點分別與甲、乙兩導線垂直的線，且這兩條虛線相互垂直。當甲、乙兩根導線中通有圖示方向的電流時，兩電流在A點處所產(chǎn)生的磁場方向肯定 ()A.指向區(qū)域①B.指向區(qū)域②C.指向區(qū)域③D.指向區(qū)域④【解析】選C。由題意可知，依據(jù)右手螺旋定則，甲通電長直導線在A處的磁場方向，沿乙、A的連線由乙指向A；同理，乙通電導線在A處的磁場方向，沿甲、A的連線由甲指向A，再依據(jù)矢量疊加原則，可知，兩電流在