《第五章 磁場(chǎng)》試卷及答案-高中物理選擇性必修第二冊(cè)-滬科版-2024-2025學(xué)年

《第五章磁場(chǎng)》試卷(答案在后面)一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一小段電流為I的直導(dǎo)線以垂直于磁感線的方向放置，導(dǎo)線兩端受到的磁場(chǎng)力為F。若將導(dǎo)線的長度增加到原來的兩倍，且電流保持不變，則導(dǎo)線兩端受到的磁場(chǎng)力變?yōu)椋篈.2FB.F/2C.FD.02、一個(gè)電子在垂直于磁場(chǎng)方向的平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)對(duì)電子的洛倫茲力提供了向心力。若電子的質(zhì)量為m，電量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子的速度為v，則電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R可以表示為：A.RB.RC.RD.R3、在磁場(chǎng)中，一小段通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向可以用右手定則來判斷。以下關(guān)于右手定則的說法中，正確的是：A.拇指指向電流方向，食指指向磁場(chǎng)方向，中指指向受力方向B.食指指向電流方向，中指指向磁場(chǎng)方向，拇指指向受力方向C.中指指向電流方向，拇指指向磁場(chǎng)方向，食指指向受力方向D.食指指向磁場(chǎng)方向，中指指向電流方向，拇指指向受力方向4、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)平面線圈，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小最大。以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說法中，正確的是：A.線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C.線圈平面與磁場(chǎng)方向成任意角度時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變D.線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大5、一個(gè)電流元在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)電流元的方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，該電流元的長度為L，電流為I。則該電流元在磁場(chǎng)中受到的安培力大小為：A.2BLIB.BLIC.BID.06、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)半徑為R的圓形回路，回路平面與磁場(chǎng)方向垂直。如果磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則該回路中的磁通量Φ為：A.BπR2B.2πBRC.BπRD.07、一束水平向東的質(zhì)子流垂直進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若磁場(chǎng)方向不變，將質(zhì)子流方向改為水平向北，則質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡將變?yōu)椋篈.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.偏轉(zhuǎn)后做直線運(yùn)動(dòng)D.偏轉(zhuǎn)后做拋物線運(yùn)動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、以下關(guān)于磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，正確的是：A.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用B.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的靜止電荷有力的作用C.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，其方向與小磁針北極受力方向一致D.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向2、以下關(guān)于磁場(chǎng)與電流的關(guān)系，正確的是：A.電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)B.電流的方向與磁場(chǎng)的方向是垂直的C.電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向可以用右手螺旋定則確定D.電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)3、以下關(guān)于磁場(chǎng)性質(zhì)的描述中，正確的是（）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向與磁場(chǎng)中某點(diǎn)處的小磁針北極所指的方向一致。B.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體有力的作用，且磁力方向與磁體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。C.在磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的區(qū)域，一定沒有磁力作用。D.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁力大小與電流大小、導(dǎo)線長度以及磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。E.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，穿過閉合回路的磁通量變化率與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題一、分析題題目：請(qǐng)分析以下四種情況下，電流在磁場(chǎng)中受到的安培力方向：電流方向與磁場(chǎng)方向平行；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直；電流方向與磁場(chǎng)方向成45度角；電流方向與磁場(chǎng)方向成180度角。第二題一、選擇題（每小題3分，共9分）下列關(guān)于磁場(chǎng)的描述中，正確的是：A.磁場(chǎng)只存在于永磁體和電流周圍B.磁場(chǎng)的方向總是由磁場(chǎng)中的電流方向決定C.磁場(chǎng)力總是與磁場(chǎng)方向相同D.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力與電流、導(dǎo)線長度和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比請(qǐng)選擇正確答案：一根長直導(dǎo)線通以電流I，在導(dǎo)線附近放置一個(gè)面積為S的平面，該平面與導(dǎo)線垂直。已知導(dǎo)線電流在平面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過該平面的磁通量Φ為：A.Φ=B×SB.Φ=B×S×IC.Φ=B×S/ID.Φ=S/B×I第三題題目：一長直導(dǎo)線通有電流I，在其正下方距離為d處有一小平面矩形線圈，線圈的長邊平行于導(dǎo)線，寬邊與導(dǎo)線垂直。求：（1）若導(dǎo)線中的電流方向向上，當(dāng)電流強(qiáng)度I增加時(shí)，線圈中的磁通量如何變化？（2）若導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I保持不變，將線圈從距離導(dǎo)線d的位置向?qū)Ь€移動(dòng)，分析線圈中磁通量的變化情況。第四題題目：一長直導(dǎo)線通有電流I，在導(dǎo)線附近有一平面鏡，平面鏡與導(dǎo)線垂直。在導(dǎo)線正對(duì)平面鏡的位置放置一個(gè)磁針，磁針靜止時(shí)，其北極指向?qū)Ь€的左側(cè)。求導(dǎo)線中電流的方向。第五題一物體在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知物體通過圓周運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R。求：（1）該物體所受的洛倫茲力F；（2）物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受的向心力F_c?！兜谖逭麓艌?chǎng)》試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一小段電流為I的直導(dǎo)線以垂直于磁感線的方向放置，導(dǎo)線兩端受到的磁場(chǎng)力為F。若將導(dǎo)線的長度增加到原來的兩倍，且電流保持不變，則導(dǎo)線兩端受到的磁場(chǎng)力變?yōu)椋篈.2FB.F/2C.FD.0答案：A解析：根據(jù)安培力公式F=BILsin2、一個(gè)電子在垂直于磁場(chǎng)方向的平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)對(duì)電子的洛倫茲力提供了向心力。若電子的質(zhì)量為m，電量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電子的速度為v，則電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R可以表示為：A.RB.RC.RD.R答案：A解析：洛倫茲力公式F=evB提供了電子的向心力。向心力也可以用牛頓第二定律表示為F=3、在磁場(chǎng)中，一小段通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向可以用右手定則來判斷。以下關(guān)于右手定則的說法中，正確的是：A.拇指指向電流方向，食指指向磁場(chǎng)方向，中指指向受力方向B.食指指向電流方向，中指指向磁場(chǎng)方向，拇指指向受力方向C.中指指向電流方向，拇指指向磁場(chǎng)方向，食指指向受力方向D.食指指向磁場(chǎng)方向，中指指向電流方向，拇指指向受力方向答案：B解析：根據(jù)右手定則，拇指指向電流方向，食指指向磁場(chǎng)方向，中指則指向?qū)Ь€所受的磁場(chǎng)力方向。因此，選項(xiàng)B正確。4、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)平面線圈，當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小最大。以下關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的說法中，正確的是：A.線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C.線圈平面與磁場(chǎng)方向成任意角度時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變D.線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大答案：D解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比。當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過線圈的磁通量變化率最大，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大。選項(xiàng)D正確。5、一個(gè)電流元在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)電流元的方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，該電流元的長度為L，電流為I。則該電流元在磁場(chǎng)中受到的安培力大小為：A.2BLIB.BLIC.BID.0答案：B解析：根據(jù)安培力公式，當(dāng)電流元的方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，安培力的大小為F=BIL，因此正確答案為B。6、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)半徑為R的圓形回路，回路平面與磁場(chǎng)方向垂直。如果磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則該回路中的磁通量Φ為：A.BπR2B.2πBRC.BπRD.0答案：A解析：磁通量的公式為Φ=B*A，其中A是回路的面積。對(duì)于圓形回路，面積A=πR2，所以Φ=B*πR2，因此正確答案為A。7、一束水平向東的質(zhì)子流垂直進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若磁場(chǎng)方向不變，將質(zhì)子流方向改為水平向北，則質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡將變?yōu)椋篈.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.偏轉(zhuǎn)后做直線運(yùn)動(dòng)D.偏轉(zhuǎn)后做拋物線運(yùn)動(dòng)答案：B解析：根據(jù)洛倫茲力公式F=二、多項(xiàng)選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、以下關(guān)于磁場(chǎng)的基本性質(zhì)，正確的是：A.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用B.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的靜止電荷有力的作用C.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，其方向與小磁針北極受力方向一致D.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向答案：C、D解析：選項(xiàng)A錯(cuò)誤，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，但對(duì)靜止電荷沒有力的作用。選項(xiàng)B錯(cuò)誤，與選項(xiàng)A同理。選項(xiàng)C正確，磁感應(yīng)強(qiáng)度確實(shí)是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，且其方向與小磁針北極受力方向一致。選項(xiàng)D正確，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由小磁針北極所指的方向確定。因此，正確答案是C、D。2、以下關(guān)于磁場(chǎng)與電流的關(guān)系，正確的是：A.電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)B.電流的方向與磁場(chǎng)的方向是垂直的C.電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向可以用右手螺旋定則確定D.電流越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)答案：A、C、D解析：選項(xiàng)A正確，根據(jù)安培定律，電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。選項(xiàng)B錯(cuò)誤，電流的方向與磁場(chǎng)的方向并不是垂直的，而是根據(jù)右手螺旋定則確定的。選項(xiàng)C正確，右手螺旋定則可以用來確定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向。選項(xiàng)D正確，電流越大，根據(jù)比奧-薩伐爾定律，產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)。因此，正確答案是A、C、D。3、以下關(guān)于磁場(chǎng)性質(zhì)的描述中，正確的是（）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向與磁場(chǎng)中某點(diǎn)處的小磁針北極所指的方向一致。B.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體有力的作用，且磁力方向與磁體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。C.在磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的區(qū)域，一定沒有磁力作用。D.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁力大小與電流大小、導(dǎo)線長度以及磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。E.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，穿過閉合回路的磁通量變化率與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比。答案：A、C、E解析：A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，其方向與磁場(chǎng)中某點(diǎn)處的小磁針北極所指的方向一致，這是磁場(chǎng)方向的基本定義，故A正確。B.磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體有力的作用，但磁力方向與磁體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)，而是與磁體的磁矩和磁場(chǎng)方向有關(guān)，故B錯(cuò)誤。C.磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的區(qū)域，確實(shí)沒有磁力作用，因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度為零意味著磁場(chǎng)不存在，故C正確。D.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的磁力大小與電流大小、導(dǎo)線長度以及磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，這是安培力的定義，但題目中未提及角度，所以D選項(xiàng)描述不完整，故D錯(cuò)誤。E.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，穿過閉合回路的磁通量變化率與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正比，這是電磁感應(yīng)的基本規(guī)律，故E正確。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題一、分析題題目：請(qǐng)分析以下四種情況下，電流在磁場(chǎng)中受到的安培力方向：電流方向與磁場(chǎng)方向平行；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直；電流方向與磁場(chǎng)方向成45度角；電流方向與磁場(chǎng)方向成180度角。答案：電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，根據(jù)左手定則，安培力的方向與磁場(chǎng)方向垂直，且安培力的大小為0。電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，根據(jù)左手定則，安培力的方向垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向所構(gòu)成的平面，且安培力的大小為F=BIL，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為電流長度。電流方向與磁場(chǎng)方向成45度角時(shí)，根據(jù)左手定則，安培力的方向垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向所構(gòu)成的平面，且安培力的大小為F=BILsinθ，其中θ為電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角。電流方向與磁場(chǎng)方向成180度角時(shí)，根據(jù)左手定則，安培力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向所構(gòu)成的平面垂直，且安培力的大小為F=BIL，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為電流長度。解析：本題主要考查了安培力的計(jì)算和左手定則的應(yīng)用。通過分析四種不同情況下電流在磁場(chǎng)中的安培力方向，可以加深對(duì)安培力計(jì)算方法的理解。解題時(shí)，需要注意電流方向、磁場(chǎng)方向和安培力方向之間的關(guān)系，以及安培力大小的計(jì)算公式。第二題一、選擇題（每小題3分，共9分）下列關(guān)于磁場(chǎng)的描述中，正確的是：A.磁場(chǎng)只存在于永磁體和電流周圍B.磁場(chǎng)的方向總是由磁場(chǎng)中的電流方向決定C.磁場(chǎng)力總是與磁場(chǎng)方向相同D.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力與電流、導(dǎo)線長度和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比請(qǐng)選擇正確答案：一根長直導(dǎo)線通以電流I，在導(dǎo)線附近放置一個(gè)面積為S的平面，該平面與導(dǎo)線垂直。已知導(dǎo)線電流在平面上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過該平面的磁通量Φ為：A.Φ=B×SB.Φ=B×S×IC.Φ=B×S/ID.Φ=S/B×I答案：A.Φ=B×S解析：磁通量Φ是表示磁場(chǎng)通過某一面積的總量，其計(jì)算公式為Φ=B×S，其中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是面積。在這個(gè)問題中，平面與導(dǎo)線垂直，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以直接通過導(dǎo)線產(chǎn)生，而不受電流I的影響。因此，通過該平面的磁通量Φ只與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和平面面積S有關(guān)，與電流I無關(guān)。所以正確答案是A.Φ=B×S。第三題題目：一長直導(dǎo)線通有電流I，在其正下方距離為d處有一小平面矩形線圈，線圈的長邊平行于導(dǎo)線，寬邊與導(dǎo)線垂直。求：（1）若導(dǎo)線中的電流方向向上，當(dāng)電流強(qiáng)度I增加時(shí)，線圈中的磁通量如何變化？（2）若導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I保持不變，將線圈從距離導(dǎo)線d的位置向?qū)Ь€移動(dòng)，分析線圈中磁通量的變化情況。答案：（1）當(dāng)導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I增加時(shí)，根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加。由于線圈的長邊平行于導(dǎo)線，磁場(chǎng)的方向垂直于長邊。因此，磁通量（即磁場(chǎng)通過線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈面積的乘積）會(huì)增加。（2）當(dāng)導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I保持不變，將線圈從距離導(dǎo)線d的位置向?qū)Ь€移動(dòng)時(shí)，線圈中磁通量的變化情況如下：當(dāng)線圈從距離d處向?qū)Ь€移動(dòng)，接近導(dǎo)線時(shí)，線圈長邊所受的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，導(dǎo)致磁通量增加。當(dāng)線圈繼續(xù)移動(dòng)，逐漸遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，長邊所受的磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，磁通量減少。當(dāng)線圈離開導(dǎo)線足夠遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離導(dǎo)線到一定程度后，長邊所受的磁場(chǎng)強(qiáng)度趨于恒定，此時(shí)磁通量也趨于恒定。解析：（1）磁通量Φ可以通過公式Φ=B*S*cos(θ)計(jì)算，其中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是線圈的面積，θ是磁場(chǎng)方向與線圈平面的夾角。在本題中，θ為0度，因此cos(θ)=1。當(dāng)I增加時(shí)，根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B增加，所以Φ增加。（2）隨著線圈向?qū)Ь€移動(dòng)，線圈長邊所受的磁場(chǎng)強(qiáng)度隨距離變化，導(dǎo)致磁通量隨之變化。當(dāng)線圈接近導(dǎo)線時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，磁通量增加；當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度減小，磁通量減少；當(dāng)遠(yuǎn)離到一定距離后，磁場(chǎng)強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，磁通量也趨于穩(wěn)定。第四題題目：一長直導(dǎo)線通有電流I，在導(dǎo)線附近有一平面鏡，平面鏡與導(dǎo)線垂直。在導(dǎo)線正對(duì)平面鏡的位置放置一個(gè)磁針，磁針靜止時(shí)，其北極指向?qū)Ь€的左側(cè)。求導(dǎo)線中電流的方向。答案：導(dǎo)線中電流的方向?yàn)閺膶?dǎo)線的右側(cè)流向左側(cè)。解析：根據(jù)題目描述，磁針靜止時(shí)北極指向?qū)Ь€的左側(cè)，這意味著在導(dǎo)線左側(cè)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)橹赶驅(qū)Ь€的左側(cè)。根據(jù)安培定則，右手握住導(dǎo)線，大拇指指向電流的方向，四指的彎曲方