高中物理人教版1第三章磁場第3章3

第三章3基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～5題為單選題，6、7題為多選題)1．(上海市浦東新區(qū)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232613)(C)A．磁感線和磁場都是客觀存在的B．磁鐵的磁感線總是從N極出發(fā)，到S極終止C．磁感線越密的地方磁場越強(qiáng)D．磁感線的切線方向就是小磁針S極在此位置的受力方向解析：磁感線可以形象地描述磁場的強(qiáng)弱和方向，但不是真實(shí)存在的，故A錯誤；磁感線在磁鐵的外部是從磁鐵的N極到S極，在磁鐵的內(nèi)部是S極指向N極，磁鐵內(nèi)部的磁感線與外部的磁感線形成閉合曲線，故B錯誤；磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場越強(qiáng)，故C正確；磁感線的切線方向就是磁場的方向，是小磁針N極在此位置的受力方向，故D錯誤，故選C。2．(廣東汕頭市2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期三校聯(lián)考)磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232614)(B)A．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba>BbB．a(chǎn)、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba<BbC．同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小D．a(chǎn)處沒有磁感線，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：由圖可知b處的磁感線較密，a處的磁感線較疏，所以Ba<Bb，故A錯，B對，通電導(dǎo)線在磁場中受力的大小與導(dǎo)線在磁場中的放置方向有很大關(guān)系，而不是僅僅取決于B與LI的大小，故C錯，磁感線是用來描述磁場的，而又不可能在存在磁場的區(qū)域內(nèi)全部畫磁感線，故D錯。答案為B。3．(山西平遙中學(xué)2023～2023學(xué)年高二檢測)下列關(guān)于小磁針在磁場中靜止時的指向，正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232615)(C)解析：根據(jù)在磁體外部同名磁極相互排斥可知選項(xiàng)A錯；應(yīng)用安培定則可知環(huán)形電流中心線上的磁場方向由右向左，小磁針N極受到的磁場力向左，選項(xiàng)B錯；根據(jù)安培定則可知通電螺線管內(nèi)部磁場向右，內(nèi)部小磁針N極受到的磁場力向右，選項(xiàng)C對；根據(jù)安培定則可知通電直導(dǎo)線右邊磁場向里，小磁針N極應(yīng)向里，選項(xiàng)D錯。4．如圖所示的磁場中與磁場垂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eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232616)(B)A．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：穿過線圈S1的磁感線條數(shù)多，故穿過線圈S1的磁通量較大。選項(xiàng)A正確。5．(廣東梅州2023～2023學(xué)年高三模擬)取兩個完全相同的長導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時，測得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如圖乙所示的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232617)(B)A．0 B．C．B D．2B解析：將另一根長導(dǎo)線對折后繞成如題圖乙所示的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時，兩個導(dǎo)線在螺線管內(nèi)中部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向相反，所以在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零。6．下列各圖中，已標(biāo)出電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，其中符合安培定則的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232618)(BC)解析：根據(jù)安培定則可判定B、C選項(xiàng)正確。7．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于北、南方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中在兩云的尖端之間形成了一個放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232619)(BD)A．帶同種電荷 B．帶異種電荷C．B帶正電 D．A帶正電解析：云層間放電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B對；在云層間放電時，形成的強(qiáng)電場和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場的作用下做定向移動，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場。由題意知，從南往北看，磁場是逆時針的，根據(jù)安培定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負(fù)電。所以D選項(xiàng)正確。二、非選擇題8．如圖所示，線圈平面與水平方向夾角θ＝60°，磁感線豎直向下，線圈平面面積S＝0.4m2，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，則穿過線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時針轉(zhuǎn)過120°角，則通過線圈磁通量的變化量為多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232620)答案：解析：線圈在垂直磁場方向上的投影面積S⊥＝Scos60°＝×eq\f(1,2)m2＝0.2m2穿過線圈的磁通量Φ＝BS⊥＝×＝。線圈以cd為軸順時針方向轉(zhuǎn)過120°角后變?yōu)榕c磁場垂直，但由于此時磁感線從線圈平面穿入的方向與原來相反，故此時通過線圈的磁通量Φ2＝－BS＝－×＝－。故磁通量的變化量ΔΦ＝|Φ2－Φ|＝|－－|Wb＝。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(鄭州市2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期期中五校聯(lián)考)阿明有一個磁浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232621)(C)A．電路中的電源必須是交流電源B．電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的正極C．若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D．若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可增加玩偶飄浮的最大高度解析：由題意可知，玩偶穩(wěn)定地飄浮起來，且下端為S極，則線圈的上端為S極，根據(jù)右手螺旋定則可得，電源通的是直流電，且a端為電源的負(fù)極，故A、B錯誤，若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，從而增加線圈的磁場，導(dǎo)致玩偶飄浮的最大高度增加，故C正確；若將可變電阻的電阻值調(diào)大，則線圈中的電流減小，導(dǎo)致玩偶飄浮的最大高度減小，故D錯誤。2．如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232622)(C)A．回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小為mgtanθB．回形針靜止時受到的細(xì)線的拉力大小為mgcosθC．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無序了D．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對回形針加熱，過一會發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了解析：回形針靜止時受到的磁鐵對它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯誤；對回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯誤。3．(江西吉安一中2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，一水平放置的N匝矩形線框面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向斜向上，與水平面成30°角，現(xiàn)若使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置，則此過程中磁通量的變化量的大小是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232623)(C)A．eq\f(\r(3)－1,2)BS B．eq\f(\r(3)＋1,2)NBS\f(\r(3)＋1,2)BS D．eq\f(\r(3)－1,2)NBS解析：平面水平放置時通過線圈的磁通量為Φ1＝BSsin30°＝eq\f(1,2)BS，規(guī)定此時穿過線圈為正面，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過90°角時，穿過線圈反面，則其磁通量Φ2＝－BScos30°＝－eq\f(\r(3),2)BS，因此穿過線圈平面的磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－eq\f(\r(3),2)BS－eq\f(1,2)BS＝－eq\f(\r(3)＋1,2)BS，故選C。4．(寧夏銀川一中2023～2023學(xué)年高二檢測)南極考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近用彈簧測力計豎直懸掛一未通電的螺線管，如圖所示，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232624)(AC)A．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測力計示數(shù)將減小B．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測力計示數(shù)將增大C．若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧測力計示數(shù)將增大D．不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計示數(shù)均不變解析：分析彈簧測力計示數(shù)是否變化或怎樣變化，關(guān)鍵在于確定螺線管與地球磁場之間的作用情況。一方面，可以將地球等效處理為一個大磁鐵，地理南極相當(dāng)于磁鐵的N極，因而在南極附近地磁場方向近似豎直向上，如圖所示。另一方面，可利用右手螺旋定則確定通電螺線管在周圍產(chǎn)生的磁場方向，再根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”原理判定螺線管與地球之間的作用情況。5．(內(nèi)蒙古包頭市北重三中2023～2023學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)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(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場，下列說法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232625)(CD)A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同解析：根據(jù)安培定則可知M、N導(dǎo)線中的電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向均垂直MN連線，由o→d，故O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)A錯誤；由于M、N兩導(dǎo)線中電流大小相等，根據(jù)對稱性知Ba＝Bb，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直于M、N連線，方向相同，選項(xiàng)B錯誤；c、d關(guān)于O點(diǎn)對稱，M、N兩導(dǎo)線中的電流在c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和相等且方向均為c→d，選項(xiàng)C正確；由于a、b、c、d四點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均相同，選項(xiàng)D正確。二、非選擇題6．(福州一中2023～2023學(xué)年高二月考)接通電源后，小磁針A按下圖所示方向運(yùn)動，則電源的__左__(填“左”或“右”)側(cè)為電源正極，小磁針B的N極指向__垂直紙面向外__方向。eq\x(導(dǎo)學(xué)號50232626)解析：小磁針A的N極向右，則所在處磁感線向右，因電磁鐵的外部磁感線由N極指向S極，故說明螺線管左側(cè)為S極，右側(cè)為N極，電流從左側(cè)流入，則電源的左側(cè)為電源的正極；由安培定則判斷出下方小磁針B處的磁場方向向外，小磁針B的N極指向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲狻?．已知北京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(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)。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，如下圖所示。小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電