第三章1段 练习题-老师版.docx

一、选择题：1、根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷如果用这种思想解释地球磁场的形成，根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实那么由此推断，地球总体上应该是：（ ）A.带负电; B.带正电; C.不带电; D.不能确定解析:因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，根据右手螺旋定则可判断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A.2、如图所示，正四棱柱abed一abcd的中心轴线00处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（ ）A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B.四条侧棱上的磁感应强度都相同C.在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大解析:因通电直导线的磁场分布规律是B1/r，故A,C正确，D错误四条侧棱上的磁感应强度大小相等，但不同侧棱上的点的磁感应强度方向不同，故B错误3、一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为01N，则该点的磁感强度为（ ） AB2T； BB2T； C、B2T ；D以上三种情况均有可能解析：由BF/IL可知F/IL2（T）当小段直导线垂直于磁场B时，受力最大，因而此时可能导线与B不垂直， 即Bsin2T，因而B2T。Babcd4、如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（AC）A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的B.C点的实际磁感应强度也为0C. d点实际磁感应强度为，方向斜向下，与B夹角为450D.以上均不正确5、如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，B、C分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（ ） A穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外 B穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里 CBC DBC解析：由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在是线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁总线分布在线圈是外，所以B、C两圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面较少，c圆面较多，但都比垂直向外的少，所以 B、C磁通方向应垂直纸面向外，BC，所以A、C正确 答案：AC6、如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置经过位置到位置，且位置和都很靠近位置，在这个过程中，线圈中的磁通量 A是增加的； B是减少的 C先增加，后减少； D先减少，后增加解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况条形磁铁在 N极附近的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加D选项正确7、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（ C ）A磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用解析：导线所在处磁场的方向沿磁感线的切线方向斜向下，对其沿水平竖直方向分解，根据牛顿第三定律：导线对磁铁的力有竖直向下的作用力，因而磁铁对桌面压力增大；导线对磁铁的力有水平向右的作用力因而磁铁有向右的运动趋势，这样磁铁与桌面间便产生了摩擦力，桌面对磁铁的摩擦力沿水平方向向左 8、如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（ ）A. 小磁针N极向里转 B. 小磁针N极向外转C. 小磁针在纸面内向左摆动 D. 小磁针在纸面内向右摆动 答案 A9、如图所示，一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者，那么这束带电粒子可能是（ ）A. 向右飞的正离子 B. 向左飞的负离子C. 向右飞的负离子 D. 向左飞的正离子答案 CD10. 如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则（ ）A. A点的磁感应强度一定大 B. B点的磁感应强度一定大C. 因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D. 条件不足，无法判断11、如右图，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出（ ）A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大12、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，小磁针转动了180后静止不动。由此可知通电直导线的电流方向是（ ）。A. 自东向西 B. 自南向北 C. 自西向东 D. 自北向南13、关于磁通量，下列叙述正确的是（ ）A、在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B、在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通大C、把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大D、同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大14、如图所示，在条形磁铁外面套一圆环，当圆环从磁铁的N极向下平移到S极的过程中，穿过圆环的磁通量如何变化（ ） A、逐渐增加 B、逐渐减少C、先逐渐增加，后逐渐减少 D、先逐渐减少，后逐渐增大15、如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（ ）A、全向里 B、全向外 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里16、如图所示，长为2l的直导线拆成边长相等、夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（ ）A0 B0.5BIl CBIl D2Bil17、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（ D ）18、如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用。关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是 ( )（A）导线a所受安培力的合力方向向右 （B）导线c所受安培力的合力方向向右（C）导线c所受安培力的合力方向向左 （D）导线b所受安培力的合力方向向左19、一根又大又松弛的导体线圈管竖立放置,通电后线圈将会是（） A.上下压缩,左右膨胀 B.上下压缩,左右压缩C.上下膨胀,左右膨胀 D.上下膨胀,左右压缩20、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力欲使悬线中拉力为零，可采用的方法有A适当增大电流，方向不变B适当减小电流，并使它反向C电流大小、方向不变，适当增强磁场D使原电流反向，并适当减弱磁场 21如图所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中张力变化的情况为()AAB顺时针转动，张力变大 BAB逆时针转动，张力变小CAB顺时针转动，张力变小 DAB逆时针转动，张力变大解析：在导线上靠近A、B两端各取一个电流元，A处的电流元所在磁场向上穿过导线，根据左手定则，该处导线受力向外，同理B处电流元受安培力向里，所以从上向下看，导线逆时针转动，同时，由于导线转动，所以电流在垂直纸面方向有了投影，对于此有效长度来说，磁感线是向右穿过导线，再根据左手定则可判定导线有向下运动的趋势，故选D.22、把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它们组成如图所示的电路。当开关S接通后，将看到的现象是 ( )A弹簧向上收缩后重新静止 B弹簧向下拉长后重新静止C弹簧不断上下跳动 D弹簧仍静止不动 23. 如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则 ( )A放在a处的小磁针的N极向左B放在b处的小磁针的N极向右C放在c处的小磁针的S极向右D放在a处的小磁针的N极向右24. 如图所示，弹性线圈AB，当它通电时，下列判断正确的是( )A当电流从AB时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小B当电流从BA时，线圈长度增加，当电流反向后线圈长度减小C不管电流方向如何，线圈长度都增加D不管电流方向如何，线圈长度都减小二、填空题：1、如图所示，一面积为S的长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为 Wb，当线圈以ab为轴从图中位置转过60的瞬间，穿过线圈的磁通量为 。ZnCu1、BS/2 BS/22、如图所示，用弯曲的导线环把一铜片和锌片相连装在一绝缘的浮标上，然后把浮标浸在盛有稀硫酸的容器中，设开始设置时，环平面处于东西方向上放手后，环平面将最终静止在 东西 方向上解析:在地表附近地磁场的方向是大致由南向北的，此题中由化学原理可推知在环中有环形电流由等效法可假定其为一个垂直于纸面的条形磁体，而条形磁体所受地磁场的力的方向是南北方向的3、大致画出图中各电流的磁场磁感线的分布情况4、在图中，已知磁场的方向，试画出产生相应的磁场的电流方向5、如下图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力FA_FB_FC_FD_FE_解析：本题考查对安培力计算公式的正确理解，FBILsin BIL，B为磁场在垂直导线电流方向的分量即为有效磁场或者FBIL，其中L为垂直于磁场方向的有效长度A图中FABILcos ，此时不能死记公式，而写成sin .要理解公式本质是有效长度或有效磁场，要正确分解B图中，不论导线怎么放，也会在纸平面内，因此BI，故FBBIL.C图中两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac(即从ac的电流)故FCBIL.D图是从ab的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab，FD2BIR.在E图中，用导线将abc接通形成闭合线圈，各导线受力的矢量和为零，故合力为零所以，闭合的通电线圈受安培力为零E图中，FE0.答案：BILcos BILBIL2BIR0三、解答题：1、如图所示，匀强磁场的磁感强度B20T，指向x轴的正方向，且ab=40cm，bc=30cm，ae=50cm，求通过面积Sl（abcd）、S2（befc）和S3（aefd）的磁通量1、2、3分别是多少？解析：根据=BS垂，且式中S垂就是各面积在垂直于B的yx平面上投影的大小，所以各面积的磁通量分别为1=BS1204030104024 Wb；2=031=BS1204030104024 Wb 答案：1 0 24 Wb， 20， 3 024 Wb2、如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L ，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？B解：画出金属杆的截面图。由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小。根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足：BI1L=mgsin， B=mgsin/I1L。Bhs当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcos=mgsin，I2=I1/cos。（在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系）。3、如图所示，质量为m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框宽均为L，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h后落在水平面上，水平位移为s。求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q。解：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量Ft=mv0而被平抛出去，其中F=BIL，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q=It，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度，最终可得。4、 质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。解：对金属棒平衡时受力分析：金属棒受到重力、安培力以及绳子拉力。分析知安培力水平向左，依据左手定则，磁感应强度竖直向上。依据受力平衡知识得：由，解得：，方向：水平向左5、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如右图所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？. 解：（1）对金属棒进行受力分析：竖直方向：水平方向：而 将此式代入上式得，（2）要使ab棒受到的支持力为零，令得到，所以当时，B最小值 此时，方向竖直向上，依据左手定则，判断此时磁感应强度方向水平向左。6. 如图所示，通电导体棒ab质量为m、长为L，水平放置在倾角为的光滑斜面上，通以如图示方向的电流，电流强度为I，欲使导体棒ab静止在斜面上。(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小和方向。解析：(1)对导体棒受力分析如图所示：由平衡条件得BILmgtanB(2)设安培力方向与斜面夹角为，对导体棒受力分析如图所示：由平衡条件得BILcosmgsin 解得：B当0时，B最小，其最小值为Bmin由于安培力方向平行斜面向上，电流方向垂直纸面向里，由左手定则可判断磁场方向垂直斜面向上。7. 如图所示，在倾角为37的斜面上，固定着宽L=0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器.电源电动势E=12V，内电阻r=1.0.一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中.若金属导轨是光滑的，取g=10m/s2,且已知sin37=0