高考物理复习 高效学习方略 81 磁场练习.doc

选修3-1 第八章 第1讲 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题6分，共54分)1图甲所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以o点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度b大小的变化最有可能为图乙所示图象中的()解析c磁感线的疏密程度表示磁感应强度b的大小，因沿z轴方向b先减小后增大，故最有可能的为c图2长10 cm的通电直导线，通过1 a的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 n，则该磁场的磁感应强度为()a等于4 t b大于或等于4 tc小于或等于4 t d上述说法都错误解析b由安培力fbilsin ，则磁场的磁感应强度b，由于sin 1，则bt4 t，选项b正确3.如图所示，一弓形线圈通以逆时针电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将()aa端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线ba端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线cb端向纸内，a端向纸外转动，且靠近导线db端向纸内，a端向纸外转动，且远离导线解析a弓形通电线圈圆弧部分的电流方向和通电导线的磁力线重合，不受安培力作用，直线部分的上半段受安培力指向纸内，下半段受安培力指向纸外，导致线圈a端向纸内，b端向纸外转动，当转到弓形线圈直线部分与直导线趋于平行时，直线部分与直导线相吸，弧线部分与直导线相斥，但斥力小于引力，故线圈将靠近导线，选项a正确4.如图所示，有两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，比较通过两环的磁通量a、b，则()aabbabcabd不能确定解析a由于磁感线是闭合曲线，在磁体内部是由s极指向n极，在磁体外部是由n极指向s极，且在磁体外部的磁感线分布在磁体的周围较大的空间又由于穿过圆环a、b的磁通量均为内外，因此线圈面积越大，磁感线抵消得越多，合磁通量越小，故b环的磁通量较小a项正确5.(2011白城模拟)如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度b11 t位于纸面内的细直导线，长l1 m，通有i1 a的恒定电流当导线与b1成60夹角时，发现其受到的安培力为零则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度b2的大小可能为()a. t b. t c1 t d. t解析bcd导线所受安培力为零，可判断出合磁感应强度为零或沿导线方向，这就决定了另一个磁场必须平行于纸面，则可知磁感应强度b2有最小值由平行四边形定则得b2minb1sin 60 t，则b2的值可能为大于等于 t的所有值，故选项b、c、d都正确6(2011江苏单科)如图所示，固定的水平长直导线中通有电流i，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中()a穿过线框的磁通量保持不变b线框中感应电流方向保持不变c线框所受安培力的合力为零d线框的机械能不断增大解析b由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故a错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故b正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故c错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，d错7.通有电流的导线l1、l2处在同一平面(纸面)内，l1是固定的，l2可绕垂直纸面固定转轴o转动(o为l2的中心)，各自的电流方向如图所示下列哪种情况将会发生()a因l2不受磁场力的作用，故l2不动b因l2上、下两部分所受的磁场力平衡，故l2不动cl2绕轴o按顺时针方向转动dl2绕轴o按逆时针方向转动解析d由右手螺旋定则可知导线l1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线l1的距离越远的地方，磁场越弱，导线l2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于o点的下方磁场较强，则安培力较大，因此l2绕固定转轴o按逆时针方向转动8.如图所示，一根长为l的铝棒用两个劲度系数均为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当铝棒中通过的电流i的方向从左到右时，弹簧缩短x，而当电流反向且大小不变时，弹簧伸长x，则该磁场的磁感应强度为()a. b. c. d.解析a不通电时mg2kl，电流自左向右时mgbil2k(lx)，电流自右向左时mgbil2k(lx)，由以上三式可得b，选项a正确9质量为m的通电细杆放在倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的a、b、c、d四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是()解析cd选项a中通电细杆所受的安培力水平向右，选项b中通电细杆所受安培力竖直向上，这两种情况下，如果没有摩擦力，通电细杆都可以静止在导轨上；选项c中通电细杆所受安培力方向竖直向下，选项d中通电细杆所受安培力方向水平向左，这两种情况下，如果没有摩擦力，通电细杆均不能静止，故选项c、d正确二、非选择题(共46分)10.(12分)如图所示，框架面积为s，框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕oo转过60，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90，则此时穿过线框平面的磁通量为多少？解析磁通量的大小直接利用公式bscos 即可求解，应特别注意角的大小框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直时0，此时磁通量1bs，框架绕oo转过60，磁通量2bscos 60bs，框架转过90磁通量3bscos 900.【答案】bsbs011(16分)三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示现使每条通电导线在斜边中点o所产生的磁感应强度的大小均为b，则该处的磁感应强度的大小和方向如何？解析根据安培定则，i1与i3在o点处产生的磁感应强度相同，i2在o点处产生的磁感应强度的方向与b1(b3)相垂直，又知b1、b2、b3的大小相等均为b，根据矢量的运算法则可知o处的实际磁感应强度大小为b0b.方向在三角形平面内与斜边夹角为，则有tan 2，即arctan 2，如图所示【答案】b方向在三角形平面内与斜边夹角为arctan 212.(18分)粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如图所示)已知ab的质量为m10.0 g，长度l60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度b0.4 t.(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 a的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x1 mm，求该弹簧的劲度系数(3)当导线中由b到a方向通过0.2 a的电流时两根弹簧被拉长多少？(取g9.6 m/s29.6 n/kg)解析(1)只有当ab受到的磁场力方向竖直向上且大小等于ab的重力时，两根弹簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab中的电流应由a到b，电流的大小由mgbil求得i a0.4 a.(2)当导线中通过由a到b的电流时，受到竖直向上的磁场力作用，被拉长的两根弹簧对ab有竖直向上的拉力，同