2014高中物理第2章電流與磁場(chǎng)章末檢測(cè)3(教科版選修1-1)Word版

1、第2章 電流與磁場(chǎng) 章末檢測(cè)3(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1.關(guān)于通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感線分布，下列示意圖中正確的是()圖26解析：選A.通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是與導(dǎo)線垂直的閉合圓形曲線，圓心在導(dǎo)線上，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則可以判定選項(xiàng)A正確2.關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線，下列說(shuō)法正確的是()A兩磁感線空隙處不存在磁場(chǎng)B磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時(shí)北極

2、所指的方向一致C磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的D磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的解析：選B.磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，所以選項(xiàng)C、D不正確磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，小磁針靜止時(shí)北極受力方向、北極指向均為磁場(chǎng)方向，所以選項(xiàng)B正確磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，故兩磁感線間的空隙處也存在磁場(chǎng)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤3.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說(shuō)法中正確的是()A磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)B磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受的磁場(chǎng)力方向一致C在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)

3、力作用時(shí)，該點(diǎn)的B值大小為零D在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大解析：選D.由于磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況無(wú)關(guān)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受的磁場(chǎng)力方向相互垂直，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí)，該點(diǎn)的B值大小不一定為零(當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)的方向平行時(shí)，安培力為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度可以不為零)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中磁感線的疏密程度可以描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，且在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，故D選項(xiàng)正確4.法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小()A跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量成正比B跟穿

4、過(guò)這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比C跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化量成正比解析：選C.根據(jù)E，與t的比值就是磁通量的變化率所以只有C選項(xiàng)正確5.以下說(shuō)法正確的是()A公式B表明，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F成正比，與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流強(qiáng)度I的乘積成反比B由公式FBIL可知，在磁場(chǎng)中某點(diǎn)通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L和導(dǎo)線中電流強(qiáng)度I的乘積成正比C公式B只能用來(lái)量度磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，不能決定磁感應(yīng)強(qiáng)度D垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小成正比，與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流強(qiáng)度I的乘積成正比解析：選

5、CD.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與該點(diǎn)是否放通電導(dǎo)體，如何放置導(dǎo)體，以及導(dǎo)體中的電流I、長(zhǎng)度L、所受安培力F均無(wú)關(guān)，同時(shí)只有當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直時(shí)，F(xiàn)BIL才成立，故C、D正確6.帶電粒子(不計(jì)重力)所處的狀態(tài)可能是()只在磁場(chǎng)中處于平衡狀態(tài)只在電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)只在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng)只在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng) ABC D 解析：選A.在磁場(chǎng)中當(dāng)速度與磁場(chǎng)平行或速度為零時(shí)不受洛倫茲力，可處于平衡狀態(tài)，正確；帶電粒子可圍繞點(diǎn)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，正確；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中洛倫茲力與速度垂直，如做曲線運(yùn)動(dòng)洛倫茲力必是變力，不可能做平拋運(yùn)動(dòng)，錯(cuò)誤；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中必然受到電場(chǎng)力不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

6、錯(cuò)誤故選A選項(xiàng). 7.在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向和磁場(chǎng)的方向垂直先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣如圖27所示表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受力F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系，a、b各代表一組F、I數(shù)據(jù)其中正確的是()圖27解析：選BC.安培力FBIL，當(dāng)B、L確定時(shí)，F(xiàn)與I成正比，選項(xiàng)B、C正確. 8.(2012·成都十二中高二檢測(cè))如圖28所示為兩個(gè)同心金屬圓環(huán)，當(dāng)一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)A環(huán)面時(shí)，穿過(guò)A環(huán)面的磁通量為1，穿過(guò)B環(huán)面的磁通量為2；若將其間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為一條形磁鐵，垂直穿過(guò)A環(huán)面，此時(shí)穿過(guò)A環(huán)面的磁通量為3，穿過(guò)B環(huán)面的磁通量為4.有關(guān)磁通量的大小，下列判斷正

7、確的是()圖28A1<2 B12C34 D3<4解析：選B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直時(shí)，磁通量的計(jì)算公式為BS.當(dāng)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)時(shí)，對(duì)于A環(huán)、B環(huán)，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S相等，可得12；當(dāng)一條形磁鐵穿過(guò)時(shí)，由于條形磁鐵的磁感線的分布特點(diǎn)，對(duì)于A環(huán)，磁通量方向一致，但對(duì)于B環(huán)，其中心處(即穿過(guò)A環(huán))與A環(huán)的磁通量是相等的，但B環(huán)在A環(huán)外部還有與原來(lái)方向相反的磁通量，故3>4.圖299.如圖29所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至虛線A左側(cè)位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界，若不計(jì)空氣阻力，則()A圓環(huán)向右穿出磁場(chǎng)

8、時(shí)，磁通量發(fā)生變化B在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流產(chǎn)生C圓環(huán)由圖中左位置向右運(yùn)動(dòng)到圖中右位置過(guò)程，圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生D因圓環(huán)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中圓環(huán)沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生解析：選ABC.如題圖所示，當(dāng)圓環(huán)從虛線A左側(cè)位置開始下落，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增大，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A、B正確圓環(huán)由圖中左位置向右運(yùn)動(dòng)到圖中右位置過(guò)程，由于磁場(chǎng)區(qū)域中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓環(huán)面積不變，磁場(chǎng)與圓環(huán)面積的夾角不變，所以穿過(guò)圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，但圓環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，圓環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生選項(xiàng)C正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤故選A、B、C選項(xiàng)圖21010. 在

9、圖210中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知從左方P點(diǎn)處以速度v水平射入的電子，穿過(guò)此區(qū)域未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力可忽略不計(jì)，則在這區(qū)域中的E和B的方向可能是()AE和B都沿水平方向，并與v方向垂直 BE和B都沿水平方向，并與v方向相同 CE豎直向上，B垂直紙面向外 DE豎直向上，B垂直紙面向里 解析：選BC.選項(xiàng)A中洛倫茲力方向在豎直方向，電場(chǎng)力方向垂直紙面，所以二者相互垂直，其合力與初速方向成一角度，電子要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中洛倫茲力為零，電子僅在電場(chǎng)力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B選項(xiàng)正確；選項(xiàng)C電場(chǎng)力豎直向下，洛倫茲力豎直向上，二力平衡時(shí)也可做直

10、線運(yùn)動(dòng)，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，所以應(yīng)選B、C選項(xiàng). 二、填空題(本題共2小題，每小題6分，共12分把答案填在題中橫線上)圖21111.如圖211所示，質(zhì)量為1 kg的金屬桿靜止于相距1 m的兩水平軌道上，金屬桿中通有方向如圖所示的、大小為50 A的恒定電流，兩軌道間存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)金屬與軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，欲使桿向右勻速運(yùn)動(dòng)，兩軌道間磁場(chǎng)方向應(yīng)為_，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為_T(g10 m/s2)解析：因?yàn)閯驈?qiáng)磁場(chǎng)是豎直方向，根據(jù)左手定則知，金屬桿受力只能在水平方向；根據(jù)桿水平向右勻速運(yùn)動(dòng)知，安培力一定是水平向右，再根據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨Q直向上因?yàn)闂U勻速運(yùn)動(dòng)，所以桿受

11、到的安培力和滑動(dòng)摩擦力平衡，由BILmg解得：B0.12 T.答案：豎直向上0.12圖21212.三個(gè)粒子a、b、c(不計(jì)重力)以相同的速度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖212所示，其中b粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則a粒子帶_電，c粒子帶_電解析：做曲線運(yùn)動(dòng)的粒子受力總是指向圓弧內(nèi)側(cè)，由左手定則和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，可以判斷a帶負(fù)電，c帶正電答案：負(fù)正三、計(jì)算題(本題共4小題，共38分解答時(shí)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)圖21313.(9分)質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)軌棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過(guò)MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁

12、感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成角斜向下，如圖213所示，求棒MN受到的摩擦力和支持力的大小. 解析：注意棒與磁場(chǎng)方向是垂直的關(guān)系，安培力方向既垂直于棒，也垂直于磁場(chǎng)，棒MN受力分析如圖所示，由平衡條件得 水平方向fFsin豎直方向：NFcosmg且FBIL，從而得fBILsin，NFcosmg.答案：BILsinBILcosmg圖21414.(9分)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖214所示，從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，畫出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖像解析：線框穿過(guò)磁場(chǎng)的

13、過(guò)程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段(只有ab邊在磁場(chǎng)中)、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中)、離開磁場(chǎng)階段(只有cd邊在磁場(chǎng)中)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0，線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正比，Slvt，最后為BSBl2.線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為，線框磁通量為Bl2，保持不變線框離開磁場(chǎng)階段：t為，線框磁通量線性減小，最后為零答案：見解析圖21515.(10分)如圖215所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m，質(zhì)量為6×102 kg的通電直導(dǎo)線，電流I1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向

14、豎直向上的磁場(chǎng)中設(shè)t0時(shí)，B0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間，斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2)解析：斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示由平衡條件Tcos 37°FTsin 37°mg由解得：F，代入數(shù)值得：F0.8 N由FBIL得：BT2 T.B與t的變化關(guān)系為B0.4 t所以t5 s.答案：5 s圖21616.(10分)粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置(如圖216所示)已知ab的質(zhì)量為m10 g，長(zhǎng)度L60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T.(1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長(zhǎng)，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過(guò)多大的電流？(2)當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過(guò)時(shí)，兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了x1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)(3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過(guò)0.2 A的電流時(shí)兩根彈簧被拉長(zhǎng)多少？(取g9.6 m/s29.6 N/kg)解析：(1)只有當(dāng)ab受到的磁場(chǎng)力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí)，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應(yīng)由a到b，電流的大小由mgBIL求得I A0.4 A.(2)當(dāng)