年高中物理 電子題庫 第三章第三節(jié)時(shí)知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-1

eq\a\vs4\al(1.)(2012·沈陽二中高二檢測)下列關(guān)于磁場和磁感線的描述中正確的是()A．磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場的方向B．磁感線是磁場中客觀存在的線C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D．實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線解析：選A.磁感線可以形象地描述磁場的強(qiáng)弱和方向，但它不是客觀存在的線，可用細(xì)鐵屑模擬．在磁鐵外部磁感線由N極到S極，但內(nèi)部是由S極到N極．故只有A正確．eq\a\vs4\al(2.)(2011·高考新課標(biāo)全國卷)為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()圖3－3－13解析：選B.地磁場是從地球的南極附近出來，進(jìn)入地球的北極附近，除兩極外地表上空的磁場都具有向北的磁場分量，由安培定則，環(huán)形電流外部磁場方向向北，可知，B正確．A圖地表上空磁場方向向南，故A錯(cuò)誤．C、D在地表上空產(chǎn)生的磁場方向是東西方向，故C、D錯(cuò)誤．圖3－3－14eq\a\vs4\al(3.)(2012·北京四中高二檢測)如圖3－3－14所示，三根通電導(dǎo)線Q、P、R互相平行且通過正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三根導(dǎo)線中電流的大小相等，方向垂直紙面向里，則導(dǎo)線R處的磁場方向是()A．指向y軸負(fù)方向B．指向y軸正方向C．指向x軸正方向D．指向x軸負(fù)方向解析：選C.由安培定則可知，P在R處產(chǎn)生的磁場方向斜向右下且與水平方向成30°角；Q在R處產(chǎn)生的磁場方向斜向右上且與水平方向成30°角，由于電流的大小相等，與R的距離相等，因此兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，由平行四邊形定則可知，合磁場的方向水平向右，即指向x軸正方向，選項(xiàng)C正確．圖3－3－15eq\a\vs4\al(4.)如圖3－3－15所示為磁場、磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈，在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針，且與線圈在同一平面內(nèi)，則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)()A．小磁針N極向里轉(zhuǎn)B．小磁針N極向外轉(zhuǎn)C．小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng)D．小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng)解析：選A.由安培定則可知，小磁針處的磁感線方向垂直紙面向里，所以小磁針N極將指向里，故A正確．圖3－3－16eq\a\vs4\al(5.)如圖3－3－16所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為________．若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過框架平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，則穿過框架平面的磁通量為________．解析：在題中圖示位置，磁感線與框架平面垂直時(shí)，Φ＝BS.當(dāng)框架繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°角時(shí)，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS.轉(zhuǎn)過90°角時(shí)，框架由與磁感線垂直變?yōu)槠叫校担?.答案：BSeq\f(1,2)BS0一、單項(xiàng)選擇題圖3－3－17eq\a\vs4\al(1.)如圖3－3－17所示，帶負(fù)電的金屬圓盤繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在盤左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是()A．N極豎直向上B．N極豎直向下C．N極沿軸線向右D．N極沿軸線向左解析：選C.等效電流的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，由安培定則知軸線上的磁場方向向右，所以小磁針N極受力向右，故C正確．圖3－3－18eq\a\vs4\al(2.)(2012·合肥一中高二檢測)如圖3－3－18所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定解析：選B.離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，電流產(chǎn)生的磁場越弱，穿過線圈的磁感線條數(shù)越少，磁通量逐漸減小，故只有B正確．圖3－3－19eq\a\vs4\al(3.)如圖3－3－19所示，兩個(gè)同心放置的平面金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直，則通過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb間的關(guān)系是()A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能確定解析：選A.通過圓環(huán)的磁通量為穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù)，首先明確條形磁鐵的磁感線分布情況，另外要注意磁感線是閉合的曲線．條形磁鐵的磁感線在磁體的內(nèi)部是從S極到N極，在磁體的外部是從N極到S極，內(nèi)部有多少根磁感線，外部的整個(gè)空間就有多少根磁感線同內(nèi)部磁感線構(gòu)成閉合曲線．對(duì)兩個(gè)圓環(huán)，磁體內(nèi)部的磁感線全部穿過圓環(huán)，外部的磁感線穿過多少，磁通量就抵消多少，所以面積越大，磁通量反而越?。甧q\a\vs4\al(4.)(2011·高考大綱全國卷)如圖3－3－20，兩根相互平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是()圖3－3－20A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)C．c點(diǎn) D．d點(diǎn)解析：選C.由安培定則畫出a、b、c、d的磁感線的分布圖，由圖可知a、c兩點(diǎn)的磁場方向相反，當(dāng)B1＝B2時(shí)該點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零，又I1>I2，故該點(diǎn)距I1距離應(yīng)比I2大，故C正確，A、B、D均錯(cuò)誤．二、雙項(xiàng)選擇題eq\a\vs4\al(5.)下列關(guān)于磁感線的敘述正確的是()A．磁感線是真實(shí)存在的，細(xì)鐵粉撒在磁鐵附近，我們看到的就是磁感線B．磁感線始于N極，終于S極C．磁感線和電場線一樣，不能相交D．磁感線密的地方磁場強(qiáng)解析：選CD.磁感線是為了形象地描繪磁場而假設(shè)的一組有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向表示磁場方向，曲線疏密表示磁場強(qiáng)弱，在磁鐵外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，磁感線不相交，故選C、D.圖3－3－21eq\a\vs4\al(6.)如圖3－3－21所示，a、b、c三枚小磁針分別在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)，當(dāng)這些小磁針靜止時(shí)，小磁針N極的指向是()A．a(chǎn)向左B．a(chǎn)向右C．b向左D．c向右答案：ADeq\a\vs4\al(7.)關(guān)于安培分子電流假說，下列說法正確的是()A．假說揭示了電流產(chǎn)生磁場的原因B．假說揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)C．磁體的磁場是由于電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D．一根鐵棒被磁化是因?yàn)榉肿与娏魅∠蚋s亂解析：選BC.安培分子電流假說，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，說明了磁體的磁場也是由于電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，鐵棒不顯磁性是因?yàn)榉肿与娏魅∠螂s亂無章，被磁化后分子電流的取向大致相同．故A、D錯(cuò)，B、C正確．圖3－3－22eq\a\vs4\al(8.)六根互相絕緣的導(dǎo)線，在同一平面內(nèi)組成四個(gè)相等的正方形，導(dǎo)線中通以大小相同的電流，方向如圖3－3－22所示，在這四個(gè)正方形區(qū)域中，指向紙面內(nèi)，磁通量為零的區(qū)域是()A．Ⅰ B．ⅡC．Ⅲ D．Ⅳ解析：選BD.先分析Ⅰ區(qū)域：導(dǎo)線2、3和5、6分別在此區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向相反，磁通量互相抵消，故只剩下導(dǎo)線1和4在此區(qū)域產(chǎn)生磁通量，由安培定則可判斷出方向均垂直紙面向里．同理可分析出Ⅱ、Ⅳ區(qū)域的合磁通量為零，Ⅲ區(qū)域的合磁通量垂直紙面向外．圖3－3－23eq\a\vs4\al(9.)(2012·華南師大附中高二期末)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一根長通電直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里．如圖3－3－23所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中()A．b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等C．c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D．a(chǎn)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大解析：選CD.如圖所示，由矢量疊加原理可求出各點(diǎn)的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可見b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，故A項(xiàng)錯(cuò)．a(chǎn)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，故B錯(cuò)，C、D項(xiàng)正確．三、非選擇題eq\a\vs4\al(10.)地球上某地磁感應(yīng)強(qiáng)度B的水平分量Bx＝0.18×10－4T，豎直分量By＝0.54×10－4T.求：(1)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及它與水平方向的夾角．(2)在水平面2.0m2的面積內(nèi)地磁場的磁通量Φ.解析：(1)根據(jù)平行四邊形定則，可知B＝eq\r(Beq\o\al(2,x)＋Beq\o\al(2,y))＝eq\r(0.182＋0.542)×10－4T＝0.57×10－4TB的方向和水平方向的夾角α＝arctaneq\f(By,Bx)＝arctaneq\f(0.54×10－4,0.18×10－4)＝arctan3＝71°56′(2)題中地磁場豎直分量與水平面垂直，故磁通量Φ＝By·S＝0.54×10－4×2.0Wb＝1.08×10－4Wb.答案：(1)0.57×10－4Tarctan3或71°56′(2)1.08×10－4Wb圖3－3－24eq\a\vs4\al(11.)邊長為10cm的正方形線圈，固定在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線圈平面夾角θ＝30°，如圖3－3－24所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為：B＝2＋3t(T)，則在第1s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量為多少？解析：t＝0時(shí)，B0＝2Tt＝1s時(shí)，B1＝(2＋3×1)T＝5T由Φ＝BS⊥得：ΔΦ＝ΔBSsin30°＝(B1－B0)L2sin30°＝(5－2)×0.12×eq\f(1,2)Wb＝1.5×10－2Wb.答案：1.5×10－2Wb圖3－3－25eq\a\vs4\al(12.)如圖3－3－25所示，有一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界．圓心為O，半徑為10cm，現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上a、b兩個(gè)圓形單匝線圈，圓心均在O處，a線圈半徑為10cm，b線圈半徑為15cm，問：(1)在B減為0.4T的過程中，a和b中磁通量分別改變多少？(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小不變，方向繞直徑轉(zhuǎn)過30°過程中，a線圈中磁通量改變多少？(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小、方向均不變，線圈a繞直徑轉(zhuǎn)過180°過程中，a線圈中磁通量改變多少？解析：(1)a線圈面積正好與圓形磁場區(qū)域重合，Φ1＝B1πr2，Φ2＝B2πr2ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(B2－B1)πr2＝1.256×10－2Wbb線圈面積大于圓形磁場