高中物理 第二章 第二节 电流的磁场练习 新人教版选修1-1
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选修1-1 第二章磁场综合考试注意事项:1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写2、提前xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷客观题第Ⅰ卷的注释(共20题;共40分)1.(2分)如图,没有磁场时,显像管内电子束打在荧光屏正中的O点,加磁场后电子束打在荧光屏O点上方的P点,则所加磁场的方向可能是()A.垂直于纸面向内B.垂直于纸面向外C.平行于纸面向上D.平行于纸面向下2.(2分)关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.一小段通电导体放在磁场A处,受到的磁场力比B处的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B.由B=F/IL可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的IL成反比C.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零D.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向3.(2分)物理学上的四种基本相互作用是()A.万有引力、相互作用力、电磁力、强力B.重力、弹力、摩擦力、其它力C.作用力、反作用力、电磁力、强力D.万有引力、电磁力、弱力、强力4.(2分)银行、医院、公交等机构发行的磁卡,都是利用磁性材料记录信息的.关于磁卡的使用和保存,下列做法不合适的是()A.用磁卡拍打桌面B.用软纸轻擦磁卡C.使磁卡远离热源D.使磁卡远离磁体5.(2分)电流的磁效应揭示了电与磁的关系.若直导线通有方向垂直纸面向外的恒定电流,则电流的磁感线分布正确的是()A.B.C.D.6.(2分)一根长2m的直导线,通有1A的电流,把它放在B=0.2T的匀强磁场中,并与磁场方向垂直,导线所受的安培力大小是()A.0B.0.4 N C.0.8 N D.0.2 N7.(2分)电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示。
两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅰ,线圈Ⅰ固定,线圈Ⅰ置于天平托盘上。
当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。
下列说法正确的是()A.当天平示数为负时,两线圈电流方向相反B.当天平示数为正时,两线圈电流方向相同C.线圈Ⅰ对线圈Ⅰ的作用力等于线圈Ⅰ对线圈Ⅰ的作用力D.线圈Ⅰ对线圈Ⅰ的作用力与托盘对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力8.(2分)在图中标出了磁场B的方向、导线中的电流I的方向以及导线所受的磁场力F的方向.其中正确的是()A.B.C.D.9.(2分)磁感线是用来形象地描述磁场的曲线,下图分别描述的是条形磁铁.蹄形磁铁、通电直导线、环形电流的磁感线分布,其中正确的是()A.B.C.D.10.(2分)如图所示,金属圆环放在绝缘水平面上,通有沿逆时针(俯视看)方向的恒定电流I1,带有绝缘外皮的长直导线放在圆环上,圆环的圆心在直导线上,直导线中通有向右的恒定电流I2,圆环圆心的正上方的P点的磁感应强度大小为B,此时直导线电流在P点处产生磁场的磁感应强度大小为√33B;若将直导线中的电流减为零,则P点的磁感应强度大小为()A.13B B.√23B C.√33BD.√63B11.(2分)当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止时垂直纸面向外的是() A.B.C.D.12.(2分)以下说法正确的是()A.磁感线上每一点的切线方向表示该点磁场的方向B.通电导线在磁场中受力的方向就是磁场的方向C.在同一磁场中,磁感线越密的地方,通电导线受的安培力一定越大D.磁感应强度越大的地方,通电导线电流越大,所受的安培力一定越大13.(2分)如图所示,边长为L的正方形线框ABCD,ADC边的电阻与ABC边的电阻不相等,将线框放在与线框平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。
第九章磁场第一节磁场磁感应强度1.下列关于磁感线的叙述中;错误的是A.磁感线是用来形象地描述磁场强弱和方向的一些假想曲线B.磁感线都是从磁体的N极出发;到磁体的S极终止C.磁感线上某点的切线方向跟该点的磁场方向相同D.直线电流磁场的磁感线;是一些以导线上各点为圆心的同心圆;且这些同心圆都在跟导线垂直的平面上2.两条长直导线互相平行;通以大小相等、方向相反的电流;在与两导线距离相等的空间各点的磁感应强度为A.都等于零B.不等于零;方向与导线平行C.不等于零;方向垂直于两导线所决定的平面D.不等于零;方向由一根导线指向另一根导线3.如图9-1所示;一束电子沿y轴正方向运动;则在z轴上P点的磁场方向是图9-1A.沿x轴正方向B.沿x轴负方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向4.如图9-2所示;同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2;通有大小相等、方向相反的电流;a、b两点与两导线共面;a点在两导线的中间与两导线的距离均为r;b点在导线2右侧;与导线2的距离也为r..现测得a点磁感应强度的大小为B;则去掉导线1后;b点的磁感应强度大小为______;方向______..图9-25.如图9-3所示;在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线;abc是等边三角形的三个顶点;电流大小相等;a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B;则O处磁感应强度大小为______..图9-36.如图9-4所示;矩形线圈的面积为0.2m2;放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中;线圈的一边ab与磁感线垂直;线圈平面与磁场方向成30°角..求:图9-41穿过线圈的磁通量是多大2当线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中;穿过线圈的磁通量变化了多少第二节磁场对电流的作用1.如图9-5所示;条形磁铁放在水平桌面上;在其正中央的上方固定一根直导线;导线与磁铁垂直..给导线通以垂直纸面向外的电流;则图9-5A.磁铁对桌面的压力减小;不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小;受到桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大;不受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大;受到桌面的摩擦力作用2.如图9-6所示;等腰三角形的通电闭合线框abc处在匀强磁场中;它受到磁场力的合力图9-6A.竖直向上B.方向垂直于ac斜向上C.方向垂直于bc向下D.为零3.如图9-7所示;在蹄形磁铁的上方;放置一个可自由运动的轻质通电线圈;线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直平面内;则通电线圈在安培力作用下运动的情况是______..图9-74.如图9-8所示;在与水平面夹角为 的光滑斜面上放置一根长为L、质量为m的直导体棒;整个装置处在垂直于斜面向下的匀强磁场中..当导体棒内通有垂直于纸面向外的电流I 时;导体棒恰好静止在斜面上;则磁感应强度的大小B=______..图9-85.如图9-9所示;两根垂直纸面固定放置的直导线a和b;通有同向等值电流I;现将另一根通电直导线c与a、b等距沿纸面放置;则导线c受安培力作用的情况是______..图9-96.如图9-10所示;两根完全相同的弹簧下面悬挂一根质量为m;长为L的通电金属棒;弹簧伸长量为某一值;再加上一垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场;弹簧伸长量减少为原来的一半;则金属棒中电流的大小为______;若保持电流大小方向不变;改加一竖直向下的匀强磁场;弹簧偏离竖直方向37°角;这时磁感应强度B2=______;此时每根弹簧弹力为______..图9-107.如图9-11所示;两根相距l=0.25m平行放置的导电轨道;倾角 =30°;B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上..今在导轨上放一重为2N;电阻不计的金属杆ab;其最大静摩擦力为金属棒对导轨压力的3倍;电源电动势E=12V;不计电源内阻;则能使金属棒静止在斜面上的电阻R的取值范围是什么图9-11第三节粒子在磁场中的运动1.图9-12是电子射线管示意图..接通电源后;电子射线由阴极沿x轴正方向射出;在荧光屏上会看到一条亮线..要使荧光屏上的亮线向下z轴负方向偏转;在下列措施中可采用的是图9-12A.加一磁场;磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场;磁场方向沿y轴正方向C.加一电场;电场方向沿z轴负方向D.加一电场;电场方向沿y轴正方向2.如图9-13所示;在一个半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场;磁场方向垂直于圆面向里..一个带电粒子从磁场边界的A点以指向圆心O的方向进入磁场区域内;粒子将做圆周运动到达磁场边界的C点;但在粒子经过D点时;恰好与一个原来静止在该点的不带电的粒子碰撞后结合在一起形成新粒子;关于这个新粒子的运动情况;以下判断正确的是图9-13A.新粒子的运动半径将减小;可能到达F点B.新粒子的运动半径将增大;可能到达E点C.新粒子的运动半径将不变;仍然到达C点D.新粒子在磁场中的运动时间将变长3.如图9-14所示;在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场..一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场;粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角;若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a;则该粒子的比荷和所带电荷的正负是图9-14A .aBv 23;正电荷 B .aB v 2;正电荷 C .aB v 23;负电荷 D .aB v 2;负电荷 4.如图9-15所示;在虚线所围的圆形区域内有方向垂直圆面向里的匀强磁场;从边缘A 点处有一束速率各不相同的质子沿半径方向射入磁场区域;这些质子在磁场中运动的过程中;下面的说法中正确的是图9-15A .运动时间越长的;其轨迹也越长B .运动时间越长的;其轨迹所对的圆心角也越大C .运动时间越长的;射出磁场时的速率也越大D .运动时间越长的;射出磁场时速度方向偏转也越大5.一同学家中电视机画面的幅度偏小即“场缩”现象;维修店的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障;显像管及偏转线圈L 如图9-16所示..引起故障的原因可能是图9-16A .电子枪发射的电子数减少B .加速电场的电压偏低;电子速率减小C .偏转线圈间短路;线圈匝数减少D .偏转线圈的电流过小;偏转磁场减弱6.如图9-17所示;虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场;磁感应强度为B ..一束电子流沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场;电子束经过磁场区后;其运动方向与原方向成 角..设电子质量为m ;电荷量为e ;不计电子之间的相互作用及所受的重力;求:1电子在磁场中运动轨迹半径R 的大小;2带电粒子在磁场中运动的时间t ;3磁场区域圆半径r 的大小..图9-17*7.放射源P 放出质量是m ;电荷量是q 的正粒子..粒子的初速度大小为v ;方向在xOy 平面内;匀强磁场垂直纸面向里;磁感应强度为B ;若将放射源置于x 、y 坐标系的原点;如图9-18所示..图9-181试画出粒子所能达到的区域;2若在Bqmv x =处放置一档板MN ;则挡板上多大范围内有粒子到达; 3若磁场限制在x >0区域;则上述挡板上多大范围内有粒子到达..第四节 带电质点在电场、磁场中的运动1.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具..如图9-19所示为质谱仪的原理示意图..现利用这种质谱议对氢元素进行测量..氢元素的各种同位素从容器A 下方的小孔S ;无初速度飘入电势差为U 的加速电场..加速后垂直进入磁感强度为B 的匀强磁场中..氢的三种同位素最后打在照相底片D 上;形成a 、b 、c 三条”质谱线”..关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序;和a 、b 、c 三条“质谱线”的排列顺序;下列判断正确的是图9-19A .进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕B .进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕C.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕D.a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕2.空间存在一匀强磁场B;其方向垂直纸面向里;还有一点电荷+Q的电场;如图9-20所示;一带电粒子-q以初速度v0从某处垂直于电场、磁场入射;初位置到点电荷距离为r;不计带电粒子受到的重力;则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能为图9-20A.以点电荷+Q为圆心;以r为半径;在纸平面内的圆周B.初阶段在纸面内向右偏的曲线C.初阶段在纸面内向左偏的曲线D.沿初速度v0方向的直线3.如图9-21所示;a、b是一对平行金属板;板间存在着方向竖直向下的匀强电场及方向垂直纸面向里的匀强磁场..一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向射入场区..若撤去磁场..电场保持不变;则带电粒子进入场区后将向上偏转;并恰好从a板的右边边缘处飞出;若撤去电场;磁场保持不变;则带电粒子进入场区后将向下偏转;并恰好从b板的右边边缘处飞出..现电场和磁场同时存在;下面的判断中哪个正确图9-21A.带电粒子将做匀速直线运动B.带电粒子将偏向a板一方做曲线运动C.带电粒子将偏向b板一方做曲线运动D.无法确定带电粒子做哪种运动4.地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场;且磁场方向垂直纸面向里电场未画出..一个带电油滴沿着一条与竖直方向成 角的直线MN运动;如图9-22所示;由此可以判断图9-22A.如果油滴带负电;则它是从M点运动N点B.如果油滴带负电;则它是从N点运动到M点C.如果水平电场方向向左;则油滴是从M点运动到N点D.如果水平电场方向向右;则油滴是从M点运动到N点5.如图9-23所示;在场强为E方向水平向左的匀强电场和磁感强度为B垂直纸面向里的匀强磁场区域内;固定着一根足够长的粗糙绝缘杆;杆上套着一个质量为m;带有电荷量-q 的小球..小球由静止开始沿杆下滑;则下列说法正确的是图9-23A.小球的加速度不断减小;直至为零B.小球的加速度先增加后减小;最终为零C.小球的速度得先增大后减小;最终为零D.小球的动能不断增大;直至某一最大值6.如图9-24所示;水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对..极板长度为l;板间距为d;板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场..假设电场、磁场只存在于两板间..一质量为m、电荷量为q的粒子;以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射极板间;恰好做匀速直线运动..不计粒子的重力及空气阻力..图9-241求匀强磁场磁感应强度B的大小;2若撤去磁场;粒子能从极板间射出;求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离;3若撤去磁场;并使电场强度变为原来的2倍;粒子将打在下极板上;求粒子到达下极板时动能的大小..7.如图9-25所示;一块铜块;左、右两面接入电路中;有电流I自左向右流过铜块;当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块;从后表面垂直穿出时;在铜块上、下两面之间产生电势差;若铜块前、后两面间距为d;上、下两面间距为l..铜块单位体积内的自由电子数为n;电子电荷量为e;求铜板上、下两面之间的电势差U为多少并说明哪个面的电势高..图9-25*8.在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场;电场与磁场的方向相同;已知电场强度E=40.0V/m;磁感应强度B=0.30T..如图9-26所示;在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系;其中z轴竖直向上..质量m=1.0×10-4kg、带负电的质点以速度v0=100m/s沿+x方向做匀速直线运动;速度方向与电场、磁场垂直;取g=10m/s2..图9-261求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比;2求带电质点的电荷量;3若在质点通过O点时撤去磁场;求经过时间t=0.20s带电质点的位置坐标..磁场单元练习一、选择题1.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线在同一平面内;电流方向如图9-27所示;ab 边与直导线平行..关于直线电流的磁场对线框的作用;下列叙述正确的是图9-27A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受安培力大小相同C.线框所受安培力的合力朝左D.cd边所受安培力对ab边的力矩不为零2.处于同一平面内的两根平行长直导线中通有方向相反、大小不同的电流;这两根导线把它们所在平面分成a、b、c三个区域;如图9-28所示..则磁感强度为零的区域图9-28A.可能出现在b区B.可能同时出现在a、c区C.可能出现在a区D.可能出现在c区3.如图9-29中;一根重力不可忽略的金属棒AC..用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中..电流由A至C;此时悬线张力不为零;欲使悬线张力为零必须图9-29A.改变电流方向;并适当增加电流强度B.不改变电流方向;适当增加电流强度C.改变磁场方向;并适当增强磁感强度D.不改变磁场方向;适当减小磁感强度4.如图9-30所示;通电螺线管旁边有一个通电矩形线圈;当线圈中通有图中所示方向的电流时;线圈的运动情况是图9-30A.ad边向里;bc边向外;并远离螺线管B.ad边向外;bc边向里;并远离螺线管C.ad边向里;bc边向外;并靠近螺线管D.ad边向外;bc边向里;并靠近螺线管5.如图9-31所示;在威尔逊云雾室中;有垂直纸面向里的匀强磁场..图中曲线ab;是一个垂直于磁场方向射入的带电粒子的径迹..由于它在行进中使周围气体电离;其能量越来越小;由此可知图9-31A.粒子带正电;由b向a运动B.粒子带正电;由a向b运动C.粒子带负电;由b向a运动D.粒子带负电;由a向b运动6.在M、N两条长直导线所在的平面内;一带电粒子的运动轨迹如图9-32所示..已知两条导线M、N只有一条导线中通有恒定电流;另一条导线中无电流;关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动情况;可能的是图9-32A.M中通有自下而上的恒定电流;带负电的粒子从a点向b点运动B.M中通有自下而上的恒定电流;带正电的粒子从b点向a点运动C.N中通有自下而上的恒定电流;带负电的粒子从b点向a点运动D.N中通有自下而上的恒定电流;带正电的粒子从a点向b点运动7.在图9-33中虚线所围的区域内..存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场..已知从左方水平射入的电子;穿过该区域时未发生偏转..设重力可忽略不计;则在这区域中的E和B的方向可能是图9-33A.E和B都沿水平方向;并与电子运动的方向相同B.E和B都沿水平方向;并与电子运动的方向相反C.E竖直向上;B垂直纸面向外D.E竖直向上;B垂直纸面向里8.一带电粒子以速度v射入某一空间;下列说法正确的是A.若空间只有电场;粒子动能、动量必变化B.若空间只有电场;粒子动能可能不变C.若空间只有磁场;粒子动能、动量必变化D.若空间只有磁场;粒子动能必不变9.如图9-34所示;氕、氘、氚核以相同的动能射入速度选择器;结果氘核沿直线运动;则图9-34A.偏向正极板的是氕核B.偏向正极板的是氚核C.射出时动能最大的是氕核D.射出时动能最大的是氚核10.如图9-35所示;空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场;电场和磁场相互垂直..在电磁场区域中;有一个竖直放置的光滑绝缘圆环;环上套有一个带正电的小球..O点为圆环的圆心;a、b、c为圆环上的三个点;a点为最高点;c点为最低点;Ob沿水平方向..已知小球所受电场力与重力大小相等..现将小球从环的顶端a点由静止释放..下列判断正确的是图9-35A.当小球运动的弧长为圆周长的1/4时;洛仑兹力最大B.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时;洛仑兹力最大C.小球从a点到b点;重力势能减小;电势能增大D.小球从b点运动到c点;电势能增大;动能先增大后减小二、填空题11.在赤道上;地球磁场在地球表面的磁感应强度大小是0.5×10-4T;则沿东西方向长为20m;通有由西向东30A电流的水平导线;受地磁场作用力的大小为______N;方向为______..12.如图9-36所示;在正方形空腔内有匀强磁场;一束电子以不同速率从a孔垂直于磁场方向平行于ab边射入;其中从c孔和从d孔射出的电子的速率之比v c∶v d=______;在磁场中运动的时间之比t c∶t d=______..图9-3613.如图9-37所示;质量为m、电荷量为q的粒子不计重力以速度v垂直于磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中;磁场区域的宽度为d;则粒子要穿过磁场区域;其速度大小应满足的条件是______..图9-37三、论述、计算题14.如图9-38所示;两平行光滑金属导轨宽10cm;与电源连通;导轨平面与水平面成30°角;导轨上放置一质量为0.2kg的金属棒MN..当导体棒上通过10A的电流时;为使其能静止在轨道上;需在金属棒所在空间加一匀强磁场;若要磁场的磁感强度最小;所加磁场方向如何磁感强度多大图9-3815.如图9-39所示;在x轴的上方y>0的空间内存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场;一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场;粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角;若粒子的质量为m;电量为q;求:图9-391该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;2粒子在磁场中运动的时间..16.如图9-40甲所示;质量和电荷量均相同的带正电的粒子连续从小孔O1进入电压U0=50V的加速电场区初速度可忽略不计;加速后由小孔O2沿竖直放置的平行金属板ab中心线射入金属板间的匀强电场区;然后再进入平行金属板a、b下面的匀强磁场区;最后打到感光片上..已知平行金属板a、b间的距离d=0.15m;两板间的电压U随时间t变化的随时间变化的U-t图线如图乙所示;且a板电势高于b板电势..磁场的上边界MN与金属板ab下端相平;且与O1、O2连线垂直;交点为O;磁场沿水平方向;且与a、b板间的电场方向垂直;磁感应强度B=1.0×10-2T..带电粒子在匀强磁场区运动;最后打在沿MN水平放置的感光片上;打在感光片上形成一条亮线P1P2;P1到O点的距离x1=0.15m;P2到O点的距离x2=0.20m..电场区可认为只存在于金属板间;带电粒子通过电场区的时间极短;可以认为粒子在这一运动过程中平行金属板a、b间的电压不变;不计粒子受到的重力和粒子间的相互作用力..图9-401已知t=0时刻进入平行金属板a、b间的带电粒子打在感光片上的P2点;求带电粒子的比荷q/m;保留两位有效数字2对任何时刻射入平行金属板a、b间的带电粒子;证明其射入磁场时的入射点和打到感光片上的位置之间的距离 x为定值;3设打到P1点的带电粒子在磁场中运动的时间为t1;打到P2点的带电粒子在磁场中运动的时间为t2;则两时间之差 t=t1-t2为多大保留两位有效数字参考答案第九章 磁 场第一节 磁场磁感应强度1.B 2.C 3.B 4.B /2;垂直两导线所在平面向外 5.2B 6.10.01Wb ;20.02Wb 或0.01Wb第二节 磁场对电流的作用1.A 2.D 3.ab 边向纸里、cd 边向纸外旋转 4.ILmg θsin 5.在ab 连线上面的半部分导线受垂直纸面向外的安培力;下面的半部分导线受垂直纸面向里的安培力6.85,5.1,211mg B L B mg ; 7.R ≥0.6 第三节 带电粒子在磁场中的运动1.B 2.CD 3.C 4.BD 5.D 6.1eB mv ;2eB m θ;32tan θeB mv *7.1见答图9-1;2Bq mv )31(+;3Bqmv 2 第四节 带电质点在电场和磁场中的运动1.D 2.ABC 3.CD 4.BC 5.BD 6.10v E ;22022mv qEl ;3qEd mv +2021 7.nedIB ;下表面电势高 *8.14∶3;22.0×105C ;320cm ;9.6cm ;-7.2cm 磁场 单元练习1.BC 2.CD 3.B 4.C 5.D 6.CD 7.ABC 8.BD 9.AD 10.D 11.3×10-2;向上 12.2∶1;1∶2 13.mqBd v > 14.垂直斜面斜向右下方;B =1T 15.1 qBmv R =;2qB m T t 2π343== 16.1C/kg 100.18⨯=m q ;2证明略;3 t =1.0×10-6s。
一、选择题1.法拉第发明了世界上第一台发电机―法拉第圆盘发电机,原理如图所示。
铜质圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴,边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴,用导线将电刷与电阻R 连接起来形成回路,其他电阻均不计。
转动摇柄,使圆盘如图示方向匀速转动。
已知匀强磁场的磁感应强度为B ,圆盘半径为r ,电阻的功率为P 。
则( )A PR R 的电流方向为从c 到dB .圆盘转动的角速度为2PR Br ,流过电阻R 的电流方向为从d 到c C 2PR R 的电流方向为从c 到d D PR R 的电流方向为从d 到c B 解析:B 将圆盘看成无数幅条组成,它们都切割磁感线,从而产生感应电动势,出现感应电流,根据右手定则圆盘上感应电流从边缘流向圆心,则流过电阻R 的电流方向为从d 到c , 根据法拉第电磁感应定律得圆盘产生的感应电动势为201·22r E Brv Br Br ωω+=== 则感应电流为E I R=又电阻R 的功率为 2P I R =则联立解得22PR Br ω=故选B 。
2.近日,第二架国产大飞机919C 在上海浦东国际机场首飞成功,919C 在上海上空水平匀速飞行,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,下列说法正确的是( )A .机翼左端的电势比右端电势低B .机翼左端的电势比右端电势高C .飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D .飞机飞行过程中洛伦兹力做负功B解析:BAB .上海位于北半球,地磁场在北半球地表上空方向是斜向下,由右手定则判断飞机机翼切割磁感线的感应电动势方向为从右往左,所以机翼左端的电势比右端电势高,故B 正确,A 错误;CD .洛伦兹力的方向始终垂直于速度,因此洛伦兹力不做功,故CD 错误。
故选B 。
3.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为L ,磁场方向垂直纸面向里。
abcd 是位于纸面内的直角梯形线圈,ab 与dc 间的距离也为L 。
法拉第电磁感应定律 基础练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.将多匝线圈置于磁感应强度大小随时间变化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势,下列说法正确的是( )A .感应电动势与线圈的匝数无关B .通过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C .通过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D .通过线圈的磁通量为0,感应电动势一定也为02.下列关于电磁感应说法正确的是( )A .只要磁通量发生变化,就会产生感应电流B .穿过闭合回路磁通量最大时,感应电流也一定最大C .穿过闭合回路磁通量为零时,感应电流也为零D .感应电流激发的磁场总是阻碍线圈中磁通量的变化3.如图所示,导体直导轨OM 和PN 平行且OM 与x 轴重合,两导轨间距为d ,两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y 轴方向的宽度按sin 2y d x d π=的规律分布,两金属圆环固定在同一绝缘平面内,外圆环与两导轨接触良好,与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x 轴正方向以速度v 做匀速运动,规定内圆环a 端电势高于b 端时,a 、b 间的电压u ab 为正,下列u ab -x 图像可能正确的是( )A .B.C.D.4.如图所示,导体棒ab沿水平面内的光滑导线框向右做匀速运动,速度v=6.0m/s.线框宽度L=0.3m,处于垂直纸面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.1T.则感应电动势E的大小为A.0.18V B.0.20 V C.0.30V D.0.40V5.如图所示,xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,第二、四象限内没有磁场.一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab,其圆心在原点O,开始时导体环在第四象限,从t=0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动.若以逆时针方向的电流为正,下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中,正确的是()A.B.C.D.6.关于电场和磁场的有关问题,下列说法中正确的是()A.电场是电荷周围空间实际存在的物质B.由FEq=可知,电场中某点的场强E与q成反比,与F成正比C.导体切割磁感线产生的电动势为E=BLvD.根据公式FBIL=可知,通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零7.如图所示的情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是()A.丙和丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙、丁D.只有乙二、多选题8.如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则20t-时间内()A.流过电阻R的电流方向始终没变B.电容器C的a板一直带正电C.1t时刻电容器C的带电量为零D.MN所受安培力的方向始终没变9.半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内,一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面,BA的延长线通过导轨的圆心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.在N、Q之间接有一阻值为R的电阻.导体棒AB在水平外力作用下,以角速度ω绕O顺时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,重力加速度为g,则下列说正确的是( )A.导体棒AB两端的电压为34Brω2B.电阻R中的电流方向从Q到N,大小为2 2 Br RωC.外力的功率大小为24234B rRω+32μmgrωD.若导棒不动要产生同方向的感应电流,可使竖直向下的磁感应强度增加,且变化得越来越慢10.下列关于物理学家的贡献,说法正确的是()A.法拉第最早发现了电流的磁效应,并提出电磁感应定律B.库仑通过实验提出库仑定律,并在实验室测出静电常量kC.美国物理学家密立根发明的回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子D.牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性11.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框ABCD,被限制在沿AB方向的水平直轨道自由滑动.BC边右侧有一直角三角形匀强磁场区域Efg,直角边Ef等于l,边gE小于l,Ef边平行AB边,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区,若图示位置为t =0时刻,设逆时针方向为电流的正方向,水平向右的拉力为正.则感应电流i-t和F-t图象正确的是(时间单位为l/v,A、B、C图象为线段,D为抛物线)A.B.C.D.12.闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法,可能的是()A.穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零B.穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大C.穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变D.穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零三、解答题13.如图(俯视图),虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场,边长为L=0.4m,质量为m=0.5kg的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上.从t=0时刻起,用水平恒力F向右拉线框从图示位置开始运动,此后线框运动的v-t图像如右图所示.求:(1)恒力F的大小;(2)线框进入磁场过程中感应电流的大小;(3)线框进入磁场过程中线框产生的热量.14.如图所示,光滑平行导轨置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面。
一、选择题1.(0分)[ID:128589]如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿竖直方向2.(0分)[ID:128588]水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程()A.产生的总内能相等B.通过ab棒的电量相等C.电流所做的功相等D.安培力对ab棒所做的功相等3.(0分)[ID:128585]如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导体棒MN在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B,则()A.若导体棒向左匀速运动时,B被A排斥B.若导体棒向左加速运动时,B被A排斥C.若导体棒向右加速运动时,B被A吸引D.因导体棒运动方向未知,故不能确定B被A吸引或排斥4.(0分)[ID:128584]如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为零。
A 和B是两个完全相同的小灯泡。
下列说法正确的是()A.闭合开关S后,A灯亮,B灯不亮B.闭合开关S后,A灯亮,B灯慢慢变亮C.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A、B灯都闪亮一下D.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭5.(0分)[ID:128562]如图所示的电路中,A,B,C是三个完全相同的灯泡,L是自感系数很大的电感,其直流电阻与定值电阻R阻值相等,D是理想二极管.下列判断中正确的是()A.闭合开关S的瞬间,灯泡A和C同时亮B.闭合开关S的瞬间,只有灯泡C亮C.闭合开关S后,灯泡A,B,C一样亮D.断开开关S的瞬间,灯泡B,C均要闪亮一下再熄灭C在上海浦东国际机场首飞成功,6.(0分)[ID:128560]近日,第二架国产大飞机919C在上海上空水平匀速飞行,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,下列说法919正确的是()A.机翼左端的电势比右端电势低B.机翼左端的电势比右端电势高C.飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D.飞机飞行过程中洛伦兹力做负功7.(0分)[ID:128548]如图所示,在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆外无磁场。
一、选择题1.如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中()A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿竖直方向2.如图甲所示,半径为r带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内,在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接,两板间距为d且足够大。
有一变化的磁场垂直于圆环平面,规定向里为正,其变化规律如图乙所示。
在平行金属板A、B正中间有一电荷量为q的带电液滴,液滴在0~14T内处于静止状态。
重力加速度为g。
下列说法正确的是()A.液滴的质量为24B q r gdTπB.液滴带负电C.34t T=时液滴的运动方向改变D .t =0.5T 时液滴与初始位置相距212gT 3.如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外绕有线圈,将金属材料置于冶炼炉中,则( )A .如果线圈中通以恒定电流,冶炼炉就能冶炼金属B .通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C .真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D .如果真空冶炼炉中金属的电阻率大,则涡流很强,产生的热量很多4.如图所示,通电直导线L 和平行直导线放置的闭合导体框abcd ,直导线与导体框在同一平面内,以下说法正确的是( )A .导线固定,当导体框向上平移时,导体框中感应电流的方向为abcdaB .导体框固定,当导线L 向左平移时,导体框中感应电流的方向为adcbaC .导线固定,当导体框向右平移时,导体框中感应电流的方向为abcdaD .导体框固定,当导线L 向右平移时,导体框中感应电流的方向为abcda5.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L 1和L 2为电感线圈。
实验时,断开开关S 1瞬间,灯A 1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S 2,灯A 2逐渐变亮,而另一个相同的灯A 3立即变亮,最终A 2与A 3的亮度相同。
1
高中物理 第二章 第二节 电流的磁场练习 新人教版选修1-1
►基础巩固
1.(多选)如图所示,能自由转动的小磁针水平放置在桌面上.当有一束带电粒子在小
磁针上方水平飞过时,所能观察到的现象是( )
A.小磁针不动
B.若是正电荷飞过,小磁针会发生偏转
C.若是负电荷飞过,小磁针会发生偏转
D.若是一根通电导线,小磁针会发生偏转
解析:本题考查电流磁场与运动电荷磁场的关系,电流是由运动电荷产生的,当电荷在
小磁针上方运动时也会形成电流,从而也会形成磁场,这两种磁场是等效的,均会使小磁针
发生转动,故B、C、D三项正确.
答案:BCD
2.(多选)如下图所示,处在竖直平面的环形导线圈的正中心有一个磁针a,在圆环外
侧有一小磁针b,a、b与圆环都处于同一竖直面内,当导线中通以图示方向的恒定电流时(不
考虑地磁场影响和两小磁针间的作用),则( )
A.小磁针a的N极向纸里转动
B.小磁针a的N极向纸外转动
C.小磁针b的N极向纸里转动
D.小磁针b的N极向纸外转动
2
解析:根据安培定则,环形电流在中心处产生的磁场方向垂直于纸面向里,在外侧的磁
场方向垂直于纸面向外,所以小磁针a的N极向纸里转动,小磁针b的N极向纸外转动.
答案:AD
3.(单选)铁芯上有两个线圈,把它们和一节干电池连接起来,已知线圈的电阻比电池
的内阻大得多.如下列所示的图中,哪一种接法铁芯的磁性最强( )
解析:两个线圈产生的磁场方向相同时,铁芯的磁性最强,由安培定则判断可知,D选
项正确.
答案:D
4.(单选)19世纪20年代,以数学家赛贝克为代表的科学家已认识到温度差会引起电
流,安培考虑到地球自转造成了被太阳照射后正面与背面的温度差,从而提出如下假设:地
球磁场是绕地球的环形电流引起的,该假设中电流的方向是( )
A.与地球自转方向相反
B.与地球自转方向相同
C.由南向北沿子午线方向
D.由赤道向两极沿子午线方向
解析:本题考查电流产生地磁场的问题;地磁场的南北极与地理南北极相反,由安培定
则知电流方向自东向西与自转方向相反.
答案:A
3
5.(单选)如右图所示,弹簧下挂一条形磁铁,给螺线管通电后,下列说法中正确的是
( )
A.若将a接电源正极,b接电源负极时,弹簧测力计的示数减小
B.若将a接电源正极,b接电源负极时,弹簧测力计的示数增大
C.若将b接电源正极,a接电源负极时,弹簧测力计的示数增大
D.若将b接电源正极,a接电源负极时,弹簧测力计的示数减小
解析:若a接电源正极b接电源负极则螺线管中的电流沿逆时针方向,由安培定则知拇
指指向上方即螺线管内部磁感线的方向向上,可等效为上端为N极的条形磁铁,故弹簧测
力计示数减小;若b接电源正极,a接电源负极则正好相反.
答案:AC
6.(单选)通电螺线管附近放置四个小磁针,如图所示,当小磁针静止时,图中小磁针
的指向正确的是(涂黑的一端为N极)( )
A.a B.b C.c D.d
解析:由安培定则一可判断答案为B.
答案:B
7.(单选)如图所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针.现给直导
线通以向左的恒定电流,不计其他磁场的影响,则下列说法正确的是( )
4
A.小磁针保持不动
B.小磁针的N极向下转动
C.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
D.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
解析:根据右手螺旋定则,水平通电直导线下方的磁场垂直纸面向外,磁场方向与小
磁针N极的受力方向相同,因此小磁针的N极将垂直于纸面向外转动,C选项正确.
答案:C
8.(单选)某同学做奥斯特实验时,把小磁针放在水平的通电直导线的下方,当通电后
发现小磁针不动,稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,由此可知,通
电直导线产生的磁场方向是( )
A.自东向西 B.自南向北
C.自西向东 D.自北向南
解析:通电前小磁针指南北,通电后小磁针不动,说明通电直导线产生的磁场还在南
北方向.稍微用手拨动一下小磁针,小磁针转动180°后静止不动,说明通电直导线产生的
磁场与地磁场方向相反.故D正确.
答案:D
►能力提升
9.(单选)如右图所示,有一束电子流沿X轴正方向高速运动,电子流在Z轴上的P点
处所产生的磁场沿( )
A.Y轴正方向
B.Y轴负方向
C.Z轴正方向
5
D.Z轴负方向
解析:本题考查直线电流的磁场方向.因是电子沿X轴正向运动,故电流向X轴的负方
向,由安培定则拇指指向X负方向,弯曲四指所指方向为磁场方向,所以磁场指向Y轴正方
向.
答案:A
10.(单选)下图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图.其工作原理类似
打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动,以下选项中正确的
是( )
A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极
B.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极
C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极
D.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极
解析:当电流从a端流向电磁铁时,据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,此时能
吸引小磁铁向下运动,故说明小磁铁的下端为S极.
答案:C