20182019学年人教版高中物理选修11 第二章 磁场 单元测试

2019-2019学年人教版高中物理选修1-1 第二章 磁场 单元测试一、单选题1.关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ） A.由 可知，B与F成正比，与IL成反比B.通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C.通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场，即B=0D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关2.有关匀强磁场是指() A.磁感应强度大小处处相同的磁场B.磁感应强度方向相同的磁场C.磁感应强度大小、方向处处相同的磁场D.磁感线为曲线的磁场3.在赤道上某处有一支避雷针。当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场对避雷针的作用力的方向为（） A.正西B.正东C.正南D.正北4.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（ ）A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运动5.有两根平行直导线，通以大小相等、方向相反的电流则两导线所在平面内两线中央的磁感强度（） A.等于零B.不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线C.不等于零，方向平行于导线D.不等于零，方向垂直于两导线的平面6.如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等用磁传感器测量轴线上M，N之间各点的磁感应强度B的大小，并将磁传感器顶端与M点的距离记作x如果实验操作正确，得到的Bx图象应为图中的（ ）A.B.C.D.7.如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）A.a粒子动能最大B.c粒子速率最大C.b粒子在磁场中运动时间最长D.它们做圆周运动的周期TaTbTc二、多选题8.南极考察队队员在地球南极附近用弹簧秤竖直悬挂一还未通电的螺线管，如图所示，下列说法正确的是（ ）A.若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将减小B.若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将增大C.若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将增大D.若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将减小9.如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1 ， 现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2 ， 则以下说法正确的是（） A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短C.N1N2D.N1N210.如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是（ ）A.方向向上B.大小为 C.要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移D.若使b下移，a将不能保持静止三、填空题11.如图所示，和是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒 ab 和cd用导线连成一个闭合回路当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力由此可知是_极，a点电势_（填“大于”或“小于”）b点电势12.光滑绝缘杆与水平面保持角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q，质量为m，可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为_。四、解答题13.如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/s2 若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？五、综合题14.如图所示，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，用两根细线悬挂长l=10cm、质量m=5g的金属导线今在金属导线中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零（1）求金属导线中电流的大小和方向 （2）若将电流反向，每根悬线所受的拉力多大？（g=10m/s2） 15.如图所示，将一根长为 的直导线垂直于磁感线方向放入水平匀强磁场中，当导线通过以 的电流时，导线受到的安培力 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小 （2）若该导线中通以 的电流，试求此时导线所受安培力的大小 ，并判断安培力的方向 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】解：A、由磁感应强度的定义式B= 可知，是属于比值定义的B与F、IL均没有关系，故A错误；B、通电导线放在磁场中的某点，那点就有可能存在安培力，如果将通电导线拿走，那点安培力不存在，但该点的磁感应强度仍存在故B错误；C、同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力不一定相同，受到放置的角度限制公式满足条件是：导线垂直放置在磁场中，若此处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受安培力一定为零故C错误；D、磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线没有关系，当通电导线不放入磁场中，则一定没有磁场力，但该处的磁感应强度仍然存在故D正确；故选：D【分析】在磁场中磁感应强度有强弱，则由磁感应强度来描述强弱将通电导线垂直放入匀强磁场中，即确保电流方向与磁场方向相互垂直，则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比2.【答案】C 【解析】【分析】匀强磁场磁感应强度处处大小、方向均相同，磁感线是一簇平行且间距相等的直线。故选C。【点评】容易题。距离很近的两个异名磁极之间的磁场除边缘部分外可以认为是匀强磁场；相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场也是匀强磁场。3.【答案】A 【解析】【解答】当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，负电电荷从上而下通过避雷针，所以电流的方向为从下而上，磁场的方向从南向北，根据左手定则，安培力的方向向西故A正确，B、C、D错误故选A。【分析】伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向4.【答案】B 【解析】【解答】解：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近故B正确，A、C、D错误故选B【分析】根据电流与电流的作用力关系进行判断，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥5.【答案】D 【解析】【分析】根据右手定则，可以判断在两根导线之间部分的磁场都是同一个方向，所以不会抵消。另外根据直导线的磁场分布为一族同心圆，所以选择D【点评】此类题型考察了对于磁场叠加、直导线磁场分布特点的理解6.【答案】C 【解析】【解答】解：从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，由图示可知，图象C正确；故选：C【分析】从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，分析各图示，找出符合螺线管实际的图象通电螺线管的磁场是由电流产生的，知道螺线管的磁场分布是正确解题的关键7.【答案】B 【解析】【分析】三个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大而运动周期相同，运动时间由圆弧对应的圆心角决定。粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动则有的由于带电粒子的B、q、m均相同，所以R与v成正比，因此运动圆弧半径越大，则运动速率越大，由图知c粒子速率最大；B正确，A错误，粒子运动周期为，由于带电粒子的B、q、m均相同，所以周期相同，则运动圆弧对应的圆心角越大，则运动时间越长，由图知a粒子在磁场中运动的时间最长；，CD错误。故选B。【点评】带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短。二、多选题8.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、B、若将a 端接电源正极，b端接电源负极，则根据安培定则可知，螺线管的下端是磁场的N极，磁场的方向向下；又南极附近的磁场的方向向上，所以螺旋管将受到排斥力，弹簧测力计示数将减小故A正确，B错误；C、若将b端接电源正极，a端接电源负极，则根据安培定则可知，螺线管的上端是磁场的N极，磁场的方向向上；又南极附近的磁场的方向向上，所以螺旋管将受到吸引力，弹簧测力计示数将增大故C正确；D、由上分析可知，故D错误故选：AC【分析】根据安培定则，结合电流的方向判断出通电螺线管的磁场的方向，然后根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引即可判定9.【答案】BC 【解析】【解答】解：开始时磁体受重力和支持力，二力平衡，故弹簧处于原长，磁体对地压力等于磁体的重力； 通电后，根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向如图所示，由左手定则可判断出通电导线所受安培力方向如图所示；由牛顿第三定律可知，条形磁铁受到的电流对磁体的作用力斜向左上方，如图所示，故磁体对地面的压力减小，同时弹簧缩短；故选BC【分析】先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断10.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、通电导体a处于通电导体b的磁场中，由右手螺旋定则可得通电导体a 处于竖直向上的磁场中，故A正确B、当导体a处于匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，因夹角为45，则大小B= ，故B错误，C、由题意可知，重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小b在a处的磁感应强度，则磁场力减小，要使仍平衡，根据受力平衡条件，则可使b上移，即b对a的磁场力斜向上，故C正确；D、当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受力的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，故D正确；故选：ACD【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向，并根据受力平衡来确定b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小与方向三、填空题11.【答案】S极；大于 【解析】【解答】解：cd棒受向下的磁场力，由左手定则可知，cd棒中电流方向是：由d指向c，则说明ab棒中电流由b到a；由右手定则可知，ab棒所处位置磁场方向：竖直向上，则是S极，是N极；ab棒中电流由b指向a，由于ab棒视为电源，故则a点电势高，b点电势低，故答案为：S极，大于【分析】根据导体棒ab磁场力的方向由左手定则判断出导线中电流的方向，然后由右手定则判断出ab棒所处位置磁场方向，进一步判断出磁极名称；棒ab相当于电源，根据电流方向判断电势的高低12.【答案】【解析】【解答】以带电小环为研究对象，受力如图。fmgcos，fqvB解得v 【分析】在垂直于杆方向合力为零，洛伦兹力与重力垂直于杆方向分力等大反向即可。四、解答题13.【答案】解：导体棒的最大静摩擦力大小为fm=0.5mg=0.1N，M的重力为G=Mg=0.3N，则fmG，要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b若BIlMg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向右，设此时电流为I1 ， 则由平衡条件有 BI1lMgfm ， 解得，I12A若BIlMg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向左，设此时电流为I2 ， 则由平衡条件有 MgBI2lfm ， 解得，I21A即ab棒中电流为1AI2A答：若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入的电流为1AI2A，电流的方向为由a到b 【解析】【分析】若要保持物体c静止不动，受力必须平衡由于M所受的最大静摩擦力为0.5mg=0.1N，而M的重力为Mg=0.3N，要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断电流的方向分两种情况研究：安培力大于Mg和安培力小于Mg进行讨论，根据平衡条件和安培力公式求出导体棒中电流的范围五、综合题14.【答案】（1）解：因为悬线受的拉力为零，所以向上的安培力F安=BIl=mg解得：I=0.5A，方向从左到右答：金属导线中电流的大小为0.5A，方向从左到右（2）解：金属导线在重力mg、悬线拉力2F和安培力BIl的作用下平衡，所以有：mg+BIl=2FF=0.