人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套

1、2电荷及其守恒定律库仑定律（1）【典型例题】【例1】关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（）A、摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B、摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C、感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D、感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了【解析】摩擦起电的实质是当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带上负电，失去电子的物体带上正电。即电荷在物体之间转移。感应起电的实质是当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导致导体中的自由电荷趋向或远离带电体，使导体上靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷。即电荷在物体的不同部分之间转移。由电荷守恒定律可知电荷不可能被创造。【答案】B、C【例2】绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球A，A的表面镀有铝膜，在A的附近，有一个绝缘金属球B，开始A、B都不带电，如图所示，现在使A带电，则（）A、A、B之间不发生相互作用B、B将吸引A，吸住后不放C、B立即把A排斥开D、B先吸引A，接触后又把A排斥开【解析】当A带上电荷后，由于带电体要吸引轻小物体，故A将吸引B。这种吸引是相互的，故可以观察到A被B吸引过来。当它们相互接触后，电荷从A转移到B，它们就带上了同种电荷，根据电荷间相互作用的规律，它们又将互相排斥。【答案】D【例3】两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为13，相距为R时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2R处，则此时库仑力的大小为A、B、C、D、12F614F1【解析】设两个小球相互接触之前所带电荷量分别为Q和3Q，由库仑定律得F3KQ2/R2由于两个导体小球完全相同，故接触后它们的带电情况完全相同。若它们原来带相同性质的电荷，则接触后它们的电荷量均为2Q，于是有F1K（2Q）2/（2R）2F31若它们原来带相异性质的电荷，则接触后的它们的电荷量均为Q，于是有F2KQ2/（2R）2F【答案】A、D【基础练习】一、选择题1、用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为（）A、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了电荷B、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了同种电荷C、被吸引的轻小物体一定是带电体D、被吸引的轻小物体一定不是带电体2、带电微粒所带的电荷量的值不可能的是下列的（）A、241019CB、641019CC、161019CD、41017C3、如图所示，当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上的电荷移动情况是（）A、枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动B、枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动C、枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D、枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动4、两个金属小球带有等量同种电荷Q（可视为点电荷），当这两个球相距为5R时，它们之间相互作用的静电力的大小为（）A、B、C、D、条件不足，无法判断25RQKF25RKF25RQKF5、关于库仑定律的公式，下列说法中正确的是（）21QA、当真空中的两个点电荷间的距离R时，它们之间的静电力F0B、当真空中的两个点电荷间的距离R0时，它们之间的静电力FC、当两个点电荷之间的距离R时，库仑定律的公式就不适用了D、当两个点电荷之间的距离R0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了6、要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是（）A、每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B、保持点电荷的带电量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C、使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时将两个点电荷间的距离减小为原来的1/2D、保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小到原来的1/2二、填空题7、大量事实说明电荷既不能，也不能，只能从转移到，或者从转移到。这个结论叫做电荷守恒定律。8、有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有20105C的正电荷，小球B、C不带电。现在让小球C先和小球A接触后取走，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三小球的带电量分别为QAC，QBC，QCC。9、真空中的两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们之间的距离不变，把它们的带电量都增大到原来的N倍，则它们之间的静电力为；如果保持带电量不变，将距离增大到原来的N倍，则它们之间的静电力为；如果使每个点电荷的带电量都增加原来的N倍，同时距离减小到原来的1/N，则它们间的静电力为。三、计算题10、真空中有两个相距01M、带电量相等的点电荷，它们之间的静电力的大小为36104N，求每个电荷的带电量是元电荷的多少倍11、有两个大小相同的绝缘金属小球分别带有正电荷Q1、Q2，且Q1Q2。当它们相距10CM时，相互间的库仑斥力的大小为50103N，若将它们接触后再放回原处，相互间的库仑斥力的大小变为90103N。设两个带电金属球都可以看成点电荷，求两球在接触前所带的电量12、A、B、C是三个完全相同的导体小球，A、B的带电情况相同，固定放置后其间的相互作用力的库仑斥力为F，今将不带电的小球C先后与A、B小球接触后移去，则A、B间的库仑力的大小将变成多少【能力提升】1、如图所示，用两根绝缘轻细绳悬挂两个小球A和B，这时上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2；使两球都带上正电荷，上、下两根绳子中的张力分别为T1和T2，则（）A、T1T1B、T1T22、光滑水平面上有A、B两带电小球，A的质量为B的质量的2倍，将两球由静止释放。开始时A的加速度为A，经一段时间后，B的加速度也为A，速度大小为V，则此时，A球的加速度为，速度大小为。3、有三个完全相同的金属小球A、B、C，A球带电量为7Q，B球带电量为Q，C球不带电。把A、B固定起来，然后让C球反复与A、B球接触，最后移去C球。试问最后A、B间的相互作用力变为原来的多少倍4、如图所示,三个点电荷Q1、Q2、Q3固定在一直线上，Q2与Q3的距离为Q1与Q2的距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电量之比Q1Q2Q3为多少1、2电荷及其守恒定律库仑定律（2）【典型例题】【例1】一根置于水平面上的光滑玻璃管（绝缘体），内部有两个完全相同的弹性金属球A、B，带电量分别为9Q和Q，从图示位置由静止开始释放，问两球再次经过图中位置时，两球的加速度是释放时的多少倍【解析】弹性金属小球在玻璃管中的运动过程是这样的（1）在它们之间库仑引力作用下的相向加速运动，由于两球完全相同，故它们在任意时刻加速度的大小相等；（2）碰撞过程中电荷量的重新分配，结果是两球带上了等量同种电荷；（3）在它们之间库仑斥力作用下的反方向的加速运动，在任意时刻加速度的大小仍相等。设图示位置A、B两球的距离为R，球的质量为M，它们之间相互作用的库仑力大小为F1，则219QKF此时A、B两球加速度的大小为AAABF1/M29RKQ碰撞后A、B两球的带电量均为4Q，它们再次经过图示位置时的库仑斥力的大小为F2，则2216RQKF此时A、B两球加速度的大小为AAABF2/M216MRKQ故两球再次经过图中位置时，两球的加速度是释放时的倍。9【例2】如图所示，一个半径为R的圆环均匀带电，AB是一个极小的缺口，缺口长为L（LT2D、无法确定【解析】本题应当从小球的受力分析出发寻求正确的答案。解法1在悬线偏离竖直方向某一角度时，小球A的受力情况如图A所示，重力MG方向竖直向下，悬线拉力T沿悬线方向与竖直方向的夹角为，两球间的库仑斥力F沿两球的连线方向，由几何关系确定F与水平方向的夹角为/2。沿水平和竖直两个方向对小球A所受力进行正交分解，并由平衡条件得FCOS/2TSIN0（1）FSIN/2TCOSMG0（2）由（1）、（2）两式可解得TMG（3）（3）式表明悬线中的张力与悬线和竖直方向的夹角无关。【答案】B解法2小球A的受力情况如图B所示，重力MG、悬线张力T、库仑斥力F，这三个力的合力为0。因此这三个力构成封闭的力的三角形，且正好与几何三角形OAB相似，有OATBMGF因为OAOB，所以TMG。即T与无关。故选B。【基础练习】一、选择题1、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（）A、带等量异种电荷B、带等量同种电荷C、带不等量异种电荷D、一个带电，另一个不带电2、两个点电荷A和B距离恒定，当其它点电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（）A、可能变大B、可能变小C、一定不变D、不能确定3、真空中有相距为R的两个点电荷A、B，它们之间相互作用的静电力为F，如果将A的带电量增加到原来的4倍，B的带电量不变，要使它们的静电力变为F/4，则它们的距离应当变为（）A、16RB、4RC、D、2RR24、关于点电荷的说法，正确的是（）A、只有体积很小的电荷，才能作为点电荷B、体积很大的电荷，一定不能作为点电荷C、点电荷一定是带电量很小的电荷D、两个带电的金属小球，不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理5、两个半径均为1CM的导体球，分别带上Q和3Q的电荷量，两球心相距90CM，相互作用力的大小为F，现将它们碰一下后，放到两球心间相距3CM处，则它们之间的相互作用力变为（）A、3000FB、1200FC、900FD、无法确定6、如图所示，两个金属小球的半径均为A，两球心相距D，如果它们带等量同种电荷Q,则它们之间的相互作用力为（）A、大于B、等于C、小于D、无法确定2DKQ2DK2KQ二、填空题7、将一定量的电荷Q，分成电荷量Q、Q的两个点电荷，为使它们相距R时，它们之间有最大的相互作用力，则Q值应当为。8、有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有3103C的正电荷，B小球带有2103C的负电荷，小球C不带电。先让小球C与小球A接触后分开，再让小球B与小球C接触后分开,最终三小球的带电量分别为QAC、QBC，QCC。9、电量为Q12Q2,质量为M14M2的两个带异种电荷的粒子在真空中，除相互作用的库仑力外不受其它力的作用，已知两粒子与其固定点距离保持不变而不吸引在一起，则知两粒子一定做运动，该固定点距离两粒子的距离D1与D2之比。三、计算题10、大小相同的金属小球，所带的电荷量分别为Q1、Q2，且，把Q1、Q2放在213相距较远的两点，它们之间的作用力大小为F，若使它们接触后再分开放回原处，求它们之间相互作用力的大小11、设氢原子核外电子的轨道半径外R，电子的质量为M，电荷量为E，求电子绕核运动的周期。12、两个被束缚住的带电小球，电荷量分别为Q和9Q，相距04M，如果引进第三个带电小球，使它处于平衡状态，这个小球应当放在什么位置若保持第三个小球的位置不变，解除另外两个小球的束缚，使三个小球都能处于平衡状态，则对三个小球的电荷量有什么要求【能力提升】1、将不带电的导体A与带负电荷的导体B接触，导体A中的质子数将（）A、增加B、减少C、不变D、先增加后减少2、在光滑绝缘的水平面上，有一个绝缘的弹簧，弹簧的两端分别与金属小球A、B相连，如图所示，若A、B带上等量同种电荷，弹簧的伸长量为X1，若让A、B的带电量都增为原来的两倍，弹簧的伸长量为X2，则（）A、X24X1B、X24X1C、X2EB，EBEDB、EAR2B、R1E测R真R测B、E真E测R真R测D、E真P2B、P1ROR，则当可变电阻的滑动触头由A向B移动时（）A、电源内部消耗的功率越来越大，电源的供电效率越来越低B、R、RO上功率均越来越大C、RO上功率越来越大，R上功率先变大后变小D、RO上功率越来越大，R上功率先变小后变大6、某同学设计了一个分压电路，并用来做电解实验，如图假设在实验过程中，电解液导电性能保持不变，那么在滑动触头P从A向B滑动的过程中，电解池中的化学反应速度（）A、逐渐变慢B、不变C、逐渐变快D、无法判断7、如图所示，R1和R2都是“1004W”的电阻，R3是“1001W”的电阻，A、B两端允许输入最大电功率是（）A、9WB、3WC、9/8WD、15W8、两个电压表V1和V2是由完全相同的两个小量程电流表改装成的，V1的量程是5V，V2的量程是15V，为了测量1520V的电压，我们把两个电压表串联起来使用，以下的叙述正确的是（）A、V1和V2的示数相等B、V1和V2的指针偏转角度相同C、V1和V2的示数不相等，指针偏转角度也不相同D、V1和V2的示数之比等于两个电压表的内阻之比9、如图所示，直线OAC为某一直流电源的功率随电流I变化的图线。抛物线OBC为同一直流电源内部热功率随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2A，线段AB表示的功率及I2A时对应的外电阻是（）A、2W，05B、4W，2C、2W，1D、6W，210、如图所示，已知C6F，R15，R26，E6V，R1，开关原来处于断开状态，下列说法中正确的是（）A、开关S闭合瞬间，电流表的读数为05AB、开关S闭合瞬间，电流表的读数为55AC、开关闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电量为18105CD、以上答案都不对二、填空题11、如图所示的是用伏安法测电阻的部分电路，当开关S分别接通A和B时，若电压表的读数有较大变化，说明电阻R的值（填“较大”或“较小”，下同）；若电流表读数有较大变化，说明电阻R的值。12、如图所示E6V，R05，R115，R22，可变电阻器R的最大阻值为2，在滑动片P从最上端滑到最下端的过程中，通过R1的电流的最大值是A，M、N两点间电压的最大值是V。13、如图所示，已知C、D两点间的电压为01V，则A、B两端的输入电压为V；若C、D间的电阻R所消耗的功率为01W，则在A、B两端的输入功率为W。14、某同学按如图所示的电路进行实验,实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示序号A1示数/AA2示数/AV1示数/VV2示数/V10600302401202044032256048将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零。电路中E、R分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）。由于电路发生故障，发现两电压表的不数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是。三、计算题15、如图所示X、Y、Z是电表，试回答X、Y、Z各是什么电表（答“电流表”或“电压表”）X、Y、Z各表的读数分别是15、25、12（单位是A或V），求R2上的电压、电流及电阻。16、有三盏电灯L1、L2、L3，规格分别是“110V100W”、“110V40W”、“110V25W”。要求接到电压是220V的电源上，使每盏灯都能正常发光，可以使用一只适当规格的电阻，应如何连接电路最合适这只电阻的阻值为多大17、在如图所示的电路中，电源的电动势E30V，内阻R10；电阻R110，R210，R330，R435；电容器的电容C100F。电容器原来不带电。求接通电键S后流过R4的总电量。18、如图所示，AB、CD为两根平行的相同的均匀电阻丝，EF为另一根电阻丝，其电阻为R，它可以在AB、CD上滑动并保持与AB垂直，EF与AB、CD接触良好，图中电压表为理想电压表、电池的电动势和内阻都不变，B、D与电池两极连接的导线的电阻可忽略，当EF处于图中位置时，电压表的读数为U140V，已知将EF由图中位置向左移动一段距离后，电压表的读数变为U230V。若将EF由图中位置向右移动一段距离，电压LL表的读数U3是多少1、2磁现象和磁场、磁感应强度【典型例题】【例1】某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是（）A、磁体的重心处B、磁铁的某一磁极处C、磁铁重心的北侧D、磁铁重心的南侧【解析】由于地球是一个大磁体，存在地磁场，其磁感线的分布如图所示。在地球表面除了赤道附近的地磁场呈水平方向（和地面平行）外，其它地方的地磁场方向均不沿水平方向。A北京附近的地磁场方向如图（A）所示，若在此处悬挂条形磁铁，且悬挂点在重心，则它在地磁场的作用下，静止时它将沿着地磁场方向，如图（B）所示，显然不能水平。若将悬挂点移至重心的北侧，如图（C）所示，则根据平衡条件确定它能在水平位置平衡。【答案】C【例2】如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（A）A、A点B、B点C、C点D、D点【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和。图中通电直导线产生的磁场的方向顺时针方向，在A点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在C点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；B、D两点的合场强由平行四边形法则来确定。【答案】A【例3】根据磁感应强度的定义式B，下列说法中正确的是（D）ILFA、在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F0，那么该处的B一定为零C、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D、一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也一定为零【解析】磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。A错误。若电流方向与磁场方向在一条直线上，通电导体将不受到磁场力的作用，因此在某处磁场力为零，并不能说明该处的磁感应强度为零。B错误。通电导体受到磁场力的方向垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。C错误。通电导体处在一个没有磁场的空间，当然不受磁场力的作用。【答案】D【基础练习】十七、选择题1、首先发现电流产生磁场的科学家是（）A、富兰克林B、法拉第C、安培D、奥斯特2、下列关系磁场的说法中，正确的是（）A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C、磁极与磁极间是直接发生作用的D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生3、地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是（）A、地球上的潮汐现象与地磁场有关B、太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关C、通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质D、对火星观察显示，指南针不能在火星上工作4、一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针正上方，这时磁针的N极向纸外方向偏转，这一束带电粒子可能是（）A、向右飞行的正离子束B、向左飞行的正离子束C、向右飞行的负离子束D、向左飞行的负离子束5、在磁感应强度的定义式B中，有关各物理量间的关系，下列说法中正确的是（）ILFA、B由F、I和L决定B、F由B、I和L决定C、I由B、F和L决定D、L由B、F和I决定6、如图所示，电流从A点分两路对称地通过圆环形支路再汇合于B点，则圆环中心处O点的磁感应强度的方向是（）A、垂直圆环面指向纸内B、垂直圆环面指向纸外C、磁感应强度为零D、条件不足，无法判断7、有一小段通电导线，长为1，电流强度为5A，把它置入某磁场中某点，受到的磁场力为01N，求该点的磁感应强度B一定是（）A、B2TB、B2TC、B2TD、以上情况都有可能十八、填空题8、奥斯特实验表明，通电导体和磁体一样，周围存在着，在磁场中的某一点，小磁针静止时极所指的方向就是该点的磁场方向。9、如图所示，四根长直绝缘导线处于同一平面内，它们的电流强度大小关系是，现将根导线中的电流切断，可使得正方形ABCD的中点处的电4321II场强度最大。10、一根长为02M的直导线垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，通以3A的电流时，它受到磁场的作用力是6102N，则磁场的磁感应强度B是T；当导线的长度在原来位置缩短为原来的一半时，磁感应强度为T。十九、计算题11、在B2T的匀强磁场中放一根与磁场方向垂直、长度为08M的通电直导线，导线沿磁场方向移动了05M，若导线中的电流为5A，求导线受到的磁场力以及磁场力对导线所做的功。12、互相垂直的两个金属圆环，环心重合，若它们通以相同的电流强度，且每个圆环中的电流在圆心处产生的磁感应强度大小均为B，那么圆心处实际的磁感应强度大小是多少【能力提升】1、下列关于地磁场的描述中正确的是（）A、指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用B、观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合C、赤道上空的磁感线由北指南D、地球南、北极的磁感线和海平面平行2、磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉（符号T），关于1T下列单位中与磁感应强度单位一致的是（）A、B、C、D、MNSMN2SV3、在匀强磁场中某处P放一个长度为L20，通电电流I05A的直导线，测得它受到的最大磁场力F10N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度（）A、零B、10T，方向肯定不沿竖直向上C、01T，方向竖直向上D、10T，方向竖直向上4、如图所示，水平放置的两根平行金属轨道相距02M，上面有一质量为004的均匀金属棒AB，电源电动势为6V、内阻为05，滑动变阻器调到25时，要在金属棒所在位施加一个磁感应强度大小为T、方向为的匀强磁场，才能使金属棒AB对轨道的压力恰好为零。（G取10M/S2）3几种常见的磁场【典型例题】【例1】关于磁现象的电本质，下列说法中错误的是（）A、磁体随温度升高磁性增强B、安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质B、所有磁现象的本质都可归结为电荷的运动D、一根软铁不显磁性，是因为分子电流取向杂乱无章【解析】安培分子电流假设告诉我们物质微粒内部,存在一种环形电流，即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，当分子电流的取向一致时，整个物体体现磁性，若分子电流取向杂乱无章，那么整个物体不显磁性。当磁体的温度升高时，分子无规则运动加剧，分子电流取向变得不一致，磁性应当减弱。【答案】A【例2】两圆环A、B同心放置且半径RARB，将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如图所示，则穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为（）A、ABB、ABC、ABD、无法确定【解析】磁通量可形象地理解为穿过某一面积里的磁感线的条数，而沿相反方向穿过同一面积的磁通量一正、一负，要有抵消。本题中，条形磁铁内部的所有磁感线，由下往上穿过A、B两个线圈，而在条形磁体的外部，磁感线将由上向下穿过A、B线圈，不难发现，由于A线圈的面积大，那么向下穿过A线圈磁感线多，也即磁通量抵消掉多，这样穿过A线圈的磁通量反而小。【例3】如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到第二次将金属框绕CD边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为和，则（）12A、B、12C、D、不能判断12【解析】导体MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处的磁场强些，磁感线密一些，远离MN处的磁感线疏一些，当线框在I位置时，穿过平面的磁通量为，当线圈平移至位置时,磁能量为，则磁通量的变化量为，当到线框翻转到1位置时，磁感线相当于从“反面”穿过原平面，则磁通量为，则磁通量的变化量是所以112【答案】C【基础练习】一、选择题1、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷D、磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向2、关于磁感应强度和磁感线，下列说法中错误的是（）A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量3、一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方有一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为（）A、竖直向上B、竖起向下C、水平向南D、水平向北4、安培分子电流假说可用来解释（）A、运动电荷受磁场力作用的原因B、两通电导体有相互作用的原因C、永久磁铁具有磁性的原因D、软铁棒被磁化的现象5、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6、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（）A、区域B、区域C、区域D、区域二、填空题7、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。8、如图所示S1与S2分别是半径为R1和R2的同心圆环，磁感应强度为B的匀强磁场方向与环面垂直，范围以S1为边界，则穿过环S1的磁通量为，穿过环S2的磁通量为。9、大致画出图中各电流的磁场磁感线的分布情况10、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三、计算题11、一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，若球冠的底面大圆半径为R，磁场方向与球冠方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量是多少12、一个面积是402的导线框，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为08WB，则匀强磁场的磁感应强度多大若放入一个面积为1002的导线框于该磁场中，并使线框的平面与磁场方向成30角，则穿过该线框的磁通量多大【能力提升】1、如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是（）A、两棒均显磁性B、两棒均不显磁性C、甲棒不显磁性，乙棒显磁性D、甲棒显磁性，乙棒不显磁性甲乙2、关于磁通量，下列说法中正确的是（）A、穿过某个平面的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零B、穿过任何一个平面的磁通量越大，该处磁感应强度一定越大C、匝数为N的线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈面积为S，且与磁感线垂直，则穿过该线圈的磁通量为BSD、穿过垂直于磁感应强度方向的某个平面的磁感线的数目等于穿过该面的磁通量3、下列关于磁通量和磁感应强度的说法中，正确的是（）A、穿过某一个面的磁通量越大，该处磁感应强度也越大B、穿过任何一个面的磁通量越大，该处磁感应强度也越大C、穿过垂直于磁感应强度方向的某面积的磁感线的条数等于磁感应强度D、当平面跟磁场方向平行时，穿过这个面的磁通量必定为零4、有一个圆形线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，为使通过此线框的磁通量最大，线框应如何放置磁通量的最大值是多少为使通过此线框的磁通量最小，线框应如何放置，磁通量的最小值是多少4磁场对通电导线的作用力【典型例题】【例1】如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（C）A、顺时针方向转动，同时下降B、顺时针方向转动，同时上升C、逆时针方向转动，同时下降D、逆时针方向转动，同时上升【解析】用安培定则判断通电蹄形电磁铁的极性，通电直导线在蹄形磁铁的磁场中，它的受力情况用电流无法进行判断，如图所示把直线电流等效为AO、OO/、O/B三段，其中OO/为极短的电流元。画出电磁铁的磁感线，可知OO/段电流元不受安培力的作用，AO段受垂直于纸面向外的安培力，O/B段受一垂直于纸面向里的安培力，故从上往下看，导线以OO/段为轴逆时针转动。再用特殊位置法，假设导线转过90，如图所示，则导线受力的受力方向应竖直向下。实际上导线的运动应是上述两种运动的合成。【答案】C【例2】一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ACD）A、只减小电流B、只增加电流C、只改变电流方向D、只改变磁场方向【解析】对通电导体进行受力分析，由左手定则，确定安培力F安方向向上，如图所示，设弹簧测力计的示数为T，则有TF安MG即TMGF安，要使T增大，方法1、可使F安减小，F安BIL可知，通过减小I，可达到目的。方法2、可使F安反向，可通过改变电流方向或改变磁场方向来实现。【答案】A、C、D【例3】如图所示，在与水平方向成60的光滑金属导轨间连一电源，在相距1M的平行导轨上放一重力为3N的金属棒AB，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）AB棒对导轨的压力。T6N3【解析】先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有NXF安NYG因为TAN60所以F安TAN60NYGYX3又F安BIL所以BTILG313安导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N大小相等。N60COSYN62【基础练习】一、选择题1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（）A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2、如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈ABCD，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（）A、AB边转向纸外，CD边转向纸里，同时向下运动B、AB边转向纸里，CD边转向纸外，同时向下运动C、AB边转向纸外，CD边转向纸里，同时向上运动D、AB边转向纸里，CD边转向纸外，同时向上运动3、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（）A、水平向左B、水平向右C、竖直向下D、竖直向上4、如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（）A、适当增大电流B、使电流反向并适当减小C、保持电流I不变，适当增大BD、使电流I反向，适当减小5、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（）A、减少表头线圈的匝数B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性D、转紧表内的螺旋弹簧6、如图所示两根平行放置的长直导线A和B载有大小相同，方向相反的电流，A受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，A受到的磁场力大小变为F2，则此时B受到的磁场力大小变为（）A、F2B、F1F2C、F1F2D、2F1F2二、填空题7、如图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。8、在匀强磁场中，有一段5的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场人作用力是01N，那么磁感应强度BT；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度BT，导线受到的安培力FN。9、长为L的水平通电直导线放在倾角为的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I2时导线平衡，那么样I1I2。三、计算题10、质量为05的金属杆在相距1M的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为02，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。11、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为M的导体棒，如图所示，试求欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向12、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把22G的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10KM/S的电磁炮（常规炮弹的速度约为2KM/S），若轨道宽2M，长为100M，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大磁场力的最大功率为多大（不计轨道摩擦）【能力提升】1、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（）A、受到竖直向上的安培力B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力D、受到由西向东的安培力2、质量为M的金属导体棒置于倾角为的导轨上，棒与导轨间的摩擦系数为，当导体棒通电时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度B的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（）3、质量为M的一段直导线弯成N形后放到光滑水平面上，具体尺寸如图所示，磁感受应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过N形导线平面，当N形导线通入电流I的瞬间，导线的加速度大小为。4、有一金属棒AB，质量为M，电阻不计，可在两条轨道上滑动，如图所示，轨道间距为L，其平面与水平面的夹角为，置于垂直于轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属棒与轨道的最大静磨擦力为其所受重力的K倍，回路中电源电动势为E，内阻不计，问滑动变阻器R调节在什么阻值范围内，金属棒能静止在轨道上5磁场对运动电荷的作用力【典型例题】【例1】关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是（D）A、运动电荷在某点不受洛仑兹力作用，这点的磁感应强度必为零B、电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛仑兹力的方向一定互相垂直C、电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛仑兹力对电子做功的结果D、电荷与磁场力没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力【解析】运动电荷处于磁感线强度为零处,所受洛仑兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时（同向或反向）也不受洛仑兹力的作用；运动电荷受到的洛仑兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛仑兹力既垂直磁场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直；因为洛仑兹力一定垂直于电荷的运动方向，所以洛仑兹力永远不做功；运动电荷才受洛仑兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动。【答案】D【例2】如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为Q，质量为M的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是（ABD）A、由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关B、球滑到D时，速度大小VGR2C、球滑到D点时，对D的压力一定大于MGD、滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小【解析】对沿光滑竖直半圆环下滑的小球进行受力分析，如图所示，使小球下滑的力只有重力沿轨道的切向分力GT，洛仑兹力的存在只是减少了小球对轨道的压力，故下滑到最低点所用的时间及到最低点的速度与磁场是否存在均无关。下滑过程中，只有重力做功，由机械能守恒得MGR21MV所以VGR2在最低点时，三个力的合力提供圆周运动的向心力（如图所示），即NF洛MGMRV2NMG2MGF洛3MGF洛，不能确认N和MG的关系，即不能确定小球对轨道压力和重力关系。由N3MGF洛3MGQVB3MGQB可知，当R变大时，N在减小，即对轨道压力在G2减小。【答案】A、B、D【例3】如图所示，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为1T，电场强度为10N/C，一个带正电的微粒，Q2106C，质量M2106，在这正交的电场的磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大方向如何20M/S与电场强度成60斜向上。【解析】运动电荷作匀速直线运动，则它受的合外力必为零，重力和电场力的大小、方向均可直接确定，则洛仑兹力必与重力和电场力的合力等值、反向，如图所示，由左手定则就可确定运动电荷的速度方向。设速度V与电场E的夹角为TAN310236MGQ所以60由运动电荷受到合外力为零，得QVB2MG所以VSMQBG/20126【基础练习】二十、选择题1、关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感应强度B和粒子速度V三者之间的关系，下列说法中正确的是（）A、F、B、V三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、V，但B不一定垂直VC、B必定垂直于F，但F不一定垂直于VD、V必定垂直于F，但F不一定垂直于B2、有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（）A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用B、电荷在电场中一定受电场力的作用C、电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直3、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为14，电量之比为12，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（）A、21B、11C、12D、144、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（）A、向上偏B、向下偏C、向纸内偏D、向纸外偏5、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度V水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）A、大小为B/V，粒子带正电时，方向向上B、大小为B/V，粒子带负电时，方向向上C、大小为BV，方向向下，与粒子带何种电荷无关D、大小为BV，方向向上，与粒子带何种电荷无关6、如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为V，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（）A、变大B、变小C、不变D、条件不足，无法判断二十一、填空题7、如图所示，各带电粒子均以速度V射入匀强磁场，其中图C中V的方向垂直纸面向里，图D中V的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。8、电子以4106M/S的速率垂直射入磁感应强度为05T的匀强磁场中，受到的磁场力为N，如果电子射入磁场时的速度V与B的方向间的夹角是180，则电子所受的磁场力为N9、氢核和氘核以相同的动量垂直射入同一匀强磁场中，它们所受的洛伦兹力大小之比为21。三、计算题10、有一匀强磁场，磁感应强度大小为12T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为961014N，则质子射入时速度为多大将在磁场中向哪个方向偏转11、如图所示，一带电为Q的小球，质量为M，以初速度V0竖直向上射入水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。当小球在竖直方向运动H高度时，球在B点上所受的磁场力多大12、如图所示，在有限区域ABCD内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场竖直高度为D，水平方向足够长，磁感应强度为B，在CD边界中点O有大量的不同速度的正、负粒子垂直射入磁场，粒子经磁场偏转后打在足够长的水平边界AB、CD上，请在AB、CD边界上画出粒子所能达到的区域并简要说明理由（不计粒子的重力）。【能力提升】1、设匀强磁场方向沿Z轴正向，带负电的运动粒子在磁场中受洛仑兹力F作用的方向沿Y轴正向，如图所示，则该带负电的粒子速度方向为（）A、一定沿X轴正向B、一定沿X轴负向C、可能在XOZ平面内D、可能在XOY平面内2、如图所示，绝缘劈两斜面光滑且足够长，它们的倾角分别为、（，处在垂直纸面向里的匀强磁场中，将质量相等，带等量异种电荷的小球A和B同时从两斜面的顶端由静止释放，不考虑两电荷之间的库仑力，则（）A、在斜面上两球做匀加速运动，且AAABB、在斜面上两球都做变加速运动C、两球沿斜面运动的最大位移SASBD、两球沿斜面运动的时间TATB3、如图所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线方向竖直向上，电场强度E6104V/M，匀强磁场的磁感线未在图中画出，一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度V2105M/S。如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动，磁场中磁感受线的方向如何磁感应强度大小如何（带电粒子所受重力忽略不计）垂直纸面向外4、磁流体发电是一项新兴持术，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图所示是磁流体发电机的装置，A、B组成一对平行电极，两板间距为D，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性）垂直喷入磁场，每个离子的速度为V，电量大小为Q，忽略两极之间的等效内阻，稳定时，电势较高的是哪个极磁流体发电机的电动势多大外电阻R上消耗的功率为多大6带电粒子在匀强磁场中的运动（1）【典型例题】【例1】一电子以垂直于匀强磁场的速度VA，从A处进入长为D宽为H的磁场区域如图，发生偏移而从B处离开磁场，若电量为E，磁感应强度为B，弧AB的长为L，则（B）A、电子在磁场中运动的时间为TD/VAB、电子在磁场中运动的时间为TL/VAC、洛仑兹力对电子做功是BEVAHD、电子在A、B两处的速度相同【解析】电子在磁场中只受洛仑兹力的作用,作匀速圆周运动,认为运动时间为T是把电AVD子作为类平抛运动了，圆周运动时可用T来计算；洛仑兹力与电子的运动方向始终垂AVL直，故一定不做功；速度是矢量，电子在A、B两点速度的大小相等，而方向并不相同。【答案】B【例2】图所示的匀强磁场中有一束质量不同、速率不同的一价正离子，从同一点P沿同一方向射入磁场，它们中能够到达屏上同一点Q的粒子必须具有（A）A、相同的动量B、相同的速率C、相同的质量D、相同的动能【解析】首先要注意到对于离子这一微观粒子，重力是不计的，那么它只受洛仑兹力而作匀速圆周运动，不同的粒子能到达屏上同一点，说明它们具有相同的轨道半径，由R可知，对于一价正离子Q相同，只有MV相同，R才相同，即须有相QBMV同的动量【答案】A【例3】竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在图所示的匀强磁场中，B11T，管道半径R08M，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2M/S的速度水平射入一个带电小球（可视为质点），其电量为104C（G取10M/S2）试求小球滑到Q处的速度为多大若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为多少【解析】小球在管道中受重力、洛仑兹力和轨道的作用力，而只有重力对小球做功，由动能定理得MG2RM212PQV解得VQ6M/S4PVGR在Q处弹力为零，则洛仑兹力和重力的合力提供向心力，有QBVQ2解得M12105【基础练习】二十二、选择题1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（CD）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变2、质子和粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此可知，质子的动能