【課堂設(shè)計】2014高中物理人教版必修1-第三章-磁場-本章綜合檢測1(人教版選修3-1)

第三章磁場本章綜合檢測1（人教版選修3-1）一、選擇題(本題共10小題．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，至少有一個選項(xiàng)符合題目要求，全選對的得8分，選對但不全的得4分，有選錯的得0分)1．關(guān)于地磁場，下列敘述正確的是 ()A．地球的地磁兩極和地理的兩極重合B．我們用指南針確定方向，指南的一極是指南針的南極C．地磁的北極與地理南極重合D．地磁的北極在地理南極四周解析：地球是一個大磁體，其磁北極(N極)在地理南極四周，磁南極(S極)在地理北極四周，并不重合．指南針指南的一端應(yīng)當(dāng)是磁針的南極(S極)．選項(xiàng)BD正確．答案：BD2．關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力F的方向、磁場B的方向和電流I的方向之間的關(guān)系，下列說法正確的是 ()A．F、B、I三者必需保持相互垂直B．F必需垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必需垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D．I必需垂直F、B，但F、B可以不相互垂直解析：安培力F總是與磁場B和電流I打算的平面垂直，但B與I(即導(dǎo)線)可以垂直，也可以不垂直，通電導(dǎo)線受安培力時，力F與磁場及力F與導(dǎo)線都是垂直的，故A、C、D均錯．B正確．答案：B3．(2011·臨川高二檢測)如圖1所示四種狀況中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，載流導(dǎo)體長度相同，通過的電流也相同，導(dǎo)體受到的磁場力最大，且方向沿著紙面的狀況是 ()圖1A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丁 D．乙、丙解析：由左手定則可知甲中導(dǎo)體受力向里，乙向下，丙不受力，丁垂直導(dǎo)體斜向上，且乙和丁所受力大小相等．答案：C圖24．如圖2所示，一根有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點(diǎn)，棒的中部處于方向垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場中，棒中通有電流，方向由M流向N，此時懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以 ()圖2A．適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．使磁場反向C．適當(dāng)增大電流 D．使電流反向解析：為使懸線拉力為零，安培力的方向必需向上且增大，由左手定則可知，B、D錯誤，A也不正確，故選C.答案：C5．如圖3所示，螺線管中通有電流，假如在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內(nèi)部，則 ()圖3A．放在a處的小磁針的N極向左圖3B．放在b處的小磁針的N極向右C．放在c處的小磁針的S極向右D．放在a處的小磁針的N極向右解析：由安培定則，通電螺線管的磁場如右圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點(diǎn)磁場方向向右，則小磁針在a點(diǎn)時，N極向右，則A項(xiàng)錯，D項(xiàng)對；在b點(diǎn)磁場方向向右，則磁針在b點(diǎn)時，N極向右，則B項(xiàng)正確；在c點(diǎn)，磁場方向向右，則磁針在c點(diǎn)時，N極向右，S極向左，則C項(xiàng)錯．答案：BD6．如圖4所示的三維空間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場方向沿＋x方向，在平面xOz內(nèi)有一通電直導(dǎo)線，若它所受的安培力方向沿＋y方向，則 ()A．該通電導(dǎo)線肯定不會沿平行Ox方向放置圖4B．該通電導(dǎo)線肯定平行Oz方向放置圖4C．無論通電導(dǎo)線怎樣放置，它總受到＋y方向的安培力D．沿＋x方向觀看導(dǎo)線中的電流方向，應(yīng)當(dāng)為向右方向解析：當(dāng)通電導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場平行時，它不受安培力作用，而題意說導(dǎo)線受到安培力作用，說明導(dǎo)線肯定不會沿平行Ox方向放置，因此選項(xiàng)A正確；依據(jù)左手定則確定的關(guān)系可知：安培力肯定垂直于磁場方向和電流方向打算的平面，但電流方向不肯定與磁場方向垂直，因此選項(xiàng)B錯誤；依據(jù)左手定則判知：通電導(dǎo)線假如任意放置在xOz平面內(nèi)，它受到的安培力，方向有沿＋y方向和－y方向兩種可能，沿Ox方向觀看，當(dāng)電流向右時，安培力沿＋y方向；當(dāng)電流向左時，安培力沿－y方向．因此選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確．答案：AD圖57．如圖5所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面對里)垂直．線段ab、bc和cd的長度均為L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示．導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力 ()圖5A．方向沿紙面對上，大小為(eq\r(2)＋1)ILBB．方向沿紙面對上，大小為(eq\r(2)－1)ILBC．方向沿紙面對下，大小為(eq\r(2)＋1)ILBD．方向沿紙面對下，大小為(eq\r(2)－1)ILB解析：將導(dǎo)線分為三段直導(dǎo)線，依據(jù)左手定則分別推斷出安培力的大小，依據(jù)F＝BIL計算出安培力的大小，再求合力．導(dǎo)線所受合力F＝BIL＋2BILsin45°＝(eq\r(2)＋1)·ILB.答案：A8．如圖6所示，用細(xì)繩懸于O點(diǎn)的可自由轉(zhuǎn)動的通電導(dǎo)線AB放在蹄形磁鐵的上方，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向電流時，從上向下看，AB的轉(zhuǎn)動方向及細(xì)繩中張力變化狀況為 ()A．AB順時針轉(zhuǎn)動，張力變大圖6B．AB逆時針轉(zhuǎn)動，張力變小圖6C．AB順時針轉(zhuǎn)動，張力變小D．AB逆時針轉(zhuǎn)動，張力變大解析：在導(dǎo)線上靠近A、B兩端各取一個電流元，A處的電流元所在磁場向上穿過導(dǎo)線，依據(jù)左手定則，該處導(dǎo)線受力向外，同理B處電流元受安培力向里，所以從上向下看，導(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動，同時，由于導(dǎo)線轉(zhuǎn)動，所以電流在垂直紙面方向有了投影，對于此有效長度來說，磁感線是向右穿過導(dǎo)線，再依據(jù)左手定則可判定導(dǎo)線有向下運(yùn)動的趨勢，故選D.答案：D9．如圖7所示，A為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖．當(dāng)圓盤高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動時，通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向是 ()圖7A．豎直向上B．豎直向下圖7C．水平向里 D．水平向外解析：由于帶負(fù)電的圓環(huán)順時針方向旋轉(zhuǎn)，形成的等效電流為逆時針方向，所產(chǎn)生的磁場方向豎直向上．由左手定則可判定通電導(dǎo)線所受安培力的方向水平向里．答案：C圖810．南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進(jìn)行科學(xué)測量．“雪龍?zhí)枴笨疾礻爢T一次試驗(yàn)如下：在地球南極四周用彈簧測力計豎直懸掛一未通電螺線管，如圖8所示．下列說法正確的是()圖8A．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．不論螺線管通電狀況如何，彈簧測力計示數(shù)均不變解析：在地球南極四周即為地磁N極，螺線管相當(dāng)于一條形磁鐵，依據(jù)右手螺旋定則推斷出“條形磁鐵”的極性．答案：AC二、非選擇題(本題共2小題，共20分)圖911．(8分)如圖9所示，有一水平放置的圓環(huán)線圈，半徑為r，單位長度的質(zhì)量m0＝16g．有一錐形的磁場，線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T，錐形的頂角為60°，為了使線圈懸浮，應(yīng)通以多大的電流？(g取10m/s2)圖9解析：將圓環(huán)線圈分成很多小段，每一小段可以看做一段直線電流，取右邊一小段分析，受力如圖所示，對于圓環(huán)整體而言，水平方向上安培力相互抵消了，整個圓環(huán)所受合安培力大小為F⊥＝2πrBIsin30°＝πrBI.而要使線圈懸浮，有F⊥＝mg＝2πrm0g，得I＝eq\f(2m0g,B)＝0.4A.答案：0.4A圖1012．(12分)在傾角θ＝30°的斜面上，固定一金屬框，寬L＝0.25m，接入電動勢E＝12V、內(nèi)阻不計的電池，垂直框面放有一根質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒ab，它與框架間的動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),6)，整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T、垂直框面對上的勻強(qiáng)磁場中，如圖10所示．當(dāng)調(diào)整滑動變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時，可使金屬棒靜止在框架上？(框架與棒的電阻不計，g取10m/s2，認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等)．圖10解析：金屬棒受到四個力的作用：重力mg，垂直框面對上的支持力FN，沿框面對上的安培力F，沿框面的摩擦力f.金屬棒靜止在框架上時，摩擦力F靜的方向可能沿框面對上，也可能向下，需分兩種狀況考慮．當(dāng)滑動變阻器R取值較大時，I較小，安培力F較小，在金屬棒重力的分力mgsinθ作用下棒有沿框架下滑的趨勢，框架對棒的摩擦力沿框面對上，如圖甲所示．金屬棒剛好不下滑時滿足平衡條件Beq\f(E,R)L＋μmgcosθ－mgsinθ＝0.得R＝eq\f(BEL,mgsinθ－μcosθ)＝eq\f(0.8×12×0.25,0.2×10×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.5－\f(\r(3),2)×\f(\r(3),6))))Ω＝4.8Ω當(dāng)滑動變阻器R取值較小時，I較大，安培力F較大，會使金屬棒產(chǎn)生沿框面上滑的趨勢．因此，框架對棒的摩擦力沿框面對下．如圖乙所示．金屬棒剛好不上滑時滿足平衡條件．Beq