高中物理魯科版1第五章磁場 2023版第5章章末綜合測評5

章末綜合測評(五)(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～6題只有一項符合題目要求，第7～10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．下列關(guān)于磁感線的敘述，正確的是()A．磁感線是磁場中確實存在的一種曲線B．磁感線總是從N極指向S極C．磁感線是由磁場中的鐵屑形成的D．磁感線是根據(jù)磁場的性質(zhì)人為地畫出來的曲線【解析】磁感線是人們?yōu)榱诵蜗蟮孛枋龃艌龆藶楫嫵鰜淼那€，實際是不存在的，故A、C錯誤，D正確．磁感線是閉合的曲線，磁體外部磁感線方向從N極指向S極，而磁體內(nèi)部磁感線方向由S極指向N極，故B錯誤．【答案】D2．19世紀20年代，以塞貝克(數(shù)學家)為代表的科學家已認識到溫度差會引起電流．安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的，則該假設(shè)中的電流方向是(注：磁子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線)()A．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【解析】由于地磁場的N極在地理上的南極附近，如果地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的，據(jù)安培定則，該環(huán)形電流應(yīng)該由東向西，垂直磁子午線，所以正確，選項是B.【答案】B3．在下列圖中，分別給出了導線中的電流方向或磁場中某處小磁針N極的指向或磁感線方向．其對應(yīng)不正確的是()【解析】由安培定則判斷C、D正確；又因小磁針靜止時N極所指的方向與磁場方向相同，A正確B錯誤．【答案】B4．如圖1所示的磁場中豎直放置兩個面積相同的閉合線圈S1(左)、S2(右)，由圖可知穿過線圈S1、S2的磁通量大小關(guān)系正確的是()【導學號：34022152】圖1A．穿過線圈S1的磁通量比較大B．穿過線圈S2的磁通量比較大C．穿過線圈S1、S2的磁通量一樣大D．不能比較【解析】磁通量的大小可以用磁感線的條數(shù)來表示，穿過線圈S1的條數(shù)多，磁通量比較大，A對．【答案】A5．如圖2所示，足夠長的直線ab靠近通電螺線管，與螺線管平行．用磁傳感器測量ab上各點的磁感應(yīng)強度B，在計算機屏幕上顯示的大致圖象是()【導學號：34022153】圖2【解析】通電螺線管外部中間處的磁感應(yīng)強度最小，兩端磁感應(yīng)強度最大，沿兩端往外磁感應(yīng)強度減小，所以用磁傳感器測量ab上各點的磁感應(yīng)強度B，在計算機屏幕上顯示的大致圖象是C.【答案】C6．如圖3所示，環(huán)形金屬軟彈簧，套在條形磁鐵的中心位置．若將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將()圖3A．增大 B．減小C．不變 D．無法確定如何變化【解析】由條形磁鐵磁場的內(nèi)、外分布情況知，彈簧包圍面積增大，穿過包圍面積的磁感線的凈條數(shù)減少，故B正確．【答案】B7．三條在同一平面(紙面)內(nèi)的長直絕緣導線搭成一等邊三角形．在導線中通過的電流均為I，電流方向如圖4所示．a(chǎn)、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到相應(yīng)頂點的距離相等．將a、b和c處的磁感應(yīng)強度大小分別記為B1、B2和B3.下列說法正確的是()【導學號：34022154】圖4A．B1＝B2＜B3B．B1＝B2＝B3C．a(chǎn)和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里D．a(chǎn)處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里【解析】由于通過三條導線的電流大小相等，結(jié)合安培定則，可判斷出三條導線在a、b處產(chǎn)生的合磁感應(yīng)強度垂直紙面向外，在c處垂直紙面向里，且B1＝B2＜B3，故選A、C.【答案】AC8．下列說法正確的是()A．通過某平面的磁感線條數(shù)為零，則此平面處的磁感應(yīng)強度一定為零B．空間某點磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向C．凡是磁感應(yīng)強度大小處處相等的磁場就是勻強磁場D．磁感應(yīng)強度為零，則通過放在該處的某平面的磁感線條數(shù)一定為零【解析】磁感應(yīng)強度反映磁場的強弱和方向，它的方向就是該處磁場的方向，故B項正確；磁感應(yīng)強度為零，放在該處的某平面無磁感線穿過，故D項正確；若某平面無磁感線穿過，可能磁場很強，只是平面平行于磁場放置而導致磁感線穿過該平面的條數(shù)為零，所以A項錯誤；磁感應(yīng)強度是矢量，既有大小又有方向，只有磁感應(yīng)強度大小和方向處處相同的磁場才是勻強磁場，C項錯誤．【答案】BD9．在三維直角坐標系中，電子沿y軸正方向運動，如圖5所示，則()【導學號：34022155】圖5A．利用安培定則判定電子運動產(chǎn)生的磁場方向時，大拇指應(yīng)沿電子的運動方向B．利用安培定則判定電子運動產(chǎn)生的磁場方向時，大拇指應(yīng)沿形成的電流方向C．由電子運動產(chǎn)生的磁場在圖示a處方向沿＋x方向D．由電子運動產(chǎn)生的磁場在圖示a處方向沿－x方向【解析】由安培定則知，伸直的拇指所指的方向與電流的方向一致．A錯，B對．彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向．在a點的切線方向沿－x方向，所以C錯，D對．【答案】BD10．如圖6所示，處于同一平面內(nèi)的兩根平行長直導線中通有方向相反、大小不同的電流，這兩根導線把它們所在的平面分成a、b、c三個區(qū)域，則磁感應(yīng)強度為零的區(qū)域()圖6A．可能出現(xiàn)在b區(qū)B．可能出現(xiàn)在a區(qū)C．可能同時出現(xiàn)在a、c區(qū)D．可能出現(xiàn)在c區(qū)【解析】根據(jù)安培定則判斷得知：電流I1在a區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，在b、c區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里；電流I2在a、b區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，在c區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，所以在a、c兩區(qū)域磁場方向相反，又I1、I2大小不同，則產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小可能相等．【答案】BD二、計算題(本題共3小題，共40分．按題目要求作答．)11．(12分)已知山東地面處的地磁場水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測磁體附近磁感應(yīng)強度的實驗．他們將一小羅盤磁針放在一個水平放置的螺線管的軸線上，如圖7所示．小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向．請在圖上標明螺線管導線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大?。?保留一位有效數(shù)字)圖7【解析】根據(jù)小磁針的指向可知該處磁場的方向如圖所示：接通電源后，小磁針N極指向的是地磁場和螺線管的磁場的疊加磁場的方向，由此可判定螺線管的磁場在小磁針處方向水平向右，由安培定則判定螺線管導線繞向如圖所示．由題意知地磁場水平分量By＝3×10－5T，設(shè)通電螺線管產(chǎn)生的磁場為Bx.由圖知eq\f(Bx,By)＝tan60°，解得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T.【答案】見解析圖5×10－5T12．(12分)如圖8所示，一個矩形線圈abcd的面積為S，放在直角坐標系內(nèi)，線圈平面垂直于Oxy平面，與x、y軸的夾角分別為α＝30°、β＝60°，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B.則當磁場方向分別沿x、y、z軸方向時，穿過線圈的磁通量各是多少？圖8【解析】當磁場方向沿x軸方向時，穿過線圈的磁通量Φ1＝BSsinα＝eq\f(1,2)BS；當磁場方向沿y軸方向時，穿過線圈的磁通量Φ2＝BSsinβ＝eq\f(\r(3),2)BS；當磁場方向沿z軸方向時，穿過線圈的磁通量Φ3＝BSsin0°＝0.【答案】eq\f(1,2)BSeq\f(\r(3),2)BS0圖913．(16分)如圖9所示為發(fā)電機的原理圖．發(fā)電機轉(zhuǎn)子為一邊長為0.3m的正方形線圈，處于B＝T的勻強磁場中．(1)當線圈平面與磁場方向夾角為45°時，穿過線圈的磁通量是多少？(2)當線圈以ab邊為軸沿順時針方向轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量是多少？(3)當線圈以ab邊為軸沿逆時針方向轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量是多少？【導學號：34022156】【解析】(1)由Φ＝BS⊥得：Φ＝BSsin45°＝BL2sin45°＝eq\f(\r(2),2)××Wb＝×10－2Wb.(2)初狀態(tài)時，Φ1＝BL2sin45°＝××eq\f(\r(2),2)Wb＝×10－2Wb.末狀態(tài)磁感