2020高中物理第5章《磁场》单元测试鲁科选修31

2021高中物理第5章?磁场?单元测试鲁科版选修312021高中物理第5章?磁场?单元测试鲁科版选修312021高中物理第5章?磁场?单元测试鲁科版选修31第5章?磁场?单元测试一、单项选择题(本题共12小题，每题5分，共60分，在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．(2021年福建惠安高二检测)磁体之间的相互作用是经过磁场发生的．对磁场认识正确的是( )A．磁感线有可能出现订交的状况B．磁感线老是由N极出发指向S极C．某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致D．假定在某地区内通电导线不受磁场力的作用，那么该地区的磁感觉强度必然为零分析：选C.依据磁感线的特色：磁感线在空间不可以订交；磁感线是闭合曲线；磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极所指的方向)可判断选项A、B错误，C正确．通电导线在磁场中能否受力与导线在磁场中的搁置相关，应选项D错误．2．对于地磁场以下说法中正确的选项是( )A．地理地点的南、北极即为地磁场的南、北极B．在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理南极C．在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理北极D．地磁场在地表周边某处有两个重量，水平重量指向地理的北极周边，竖直重量必然竖直向下分析：选C.依据地磁场的特色可知：地理北极周边为地磁场南极即S极，在磁体外面磁场由N极指向S极，在南半球地磁场的竖直重量向上，在北半球竖直重量向下，故C正确．3．如图5－5所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，那么三点中磁感觉强度最大处为( )A．a处B．b处C．c处D．没法判断图5－5分析：选A.螺线管内部的磁感线条数与螺线管外面的磁感线条数同样，因为螺线管内部横截面积小，所之内部磁感线最密，磁感线密的地方磁感觉强度大，应选A.4．把小磁针N极向东置于地磁场中，松手后小磁针将(从上向下看)( )A．顺时针转动B．逆时针转动C．不动D．没法判断分析：选B.从上往下看，在地磁场作用下小磁针N极由指向东转为指向北，故为逆时针转动．答案为B.5．如图5－6所示，当电流经过线圈时，磁针将发生偏转，以下判断正确的选项是( )图5－6A．当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者B．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者C．当磁针N极指向读者时，线圈中的电流沿逆时针方向D．以上判断均不正确分析：选C.依据安培定那么可确立：当线圈中通以沿顺时针方向的电流时，线圈中心处磁场方向垂直纸面向里，故磁针N极垂直纸面向里；当线圈中通以沿逆时针方向的电流时，线圈中心处磁场方向垂直纸面向外，故磁针N极垂直纸面向外．6．(2021年济南高二检测)如图5－7所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向搁置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，那么有( )图5－7A．Φ1>Φ2B．Φ1＝Φ2C．Φ1<Φ2D．没法判断分析：选B.磁通量定义式中的S应理解为处于磁场中的有效面积，因为环1和环2处在磁场中的面积同样，因此穿过这两个圆环的磁通量是相等的，即Φ1＝Φ2，故B选项正确．7.在三维直角坐标系中，电子流沿y轴正方向运动，如图5－8所示，因为电子流的运动产生的磁场在a点的方向为( )图5－8A．＋x方向B．＋z方向C．－z方向D．－x方向分析：选D.沿y轴正方向运动的电子流，形成沿－y轴方向的直线电流，由安培定那么可知，a点磁场方向沿－x方向．故D正确．8．如图5－9所示，有A、B两根平行长直导线，经过数值相等、方向相互相反的电流．关于两根导线连线中点处磁场的磁感觉强度，以下说法中正确的选项是( )图5－9A．等于零B．不等于零，方向平行于导线C．不等于零，方向垂直于两导线构成的平面D．不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线分析：选C.依据安培定那么判断A、B两根导线在中点处形成的磁场方向垂直纸面向里，故连线中点处磁感觉强度应是A、B独自形成磁场的磁感觉强度的矢量和．选项C正确．9．如图5－10所示，AB为水平面上一个圆的直径，过AB的竖直平面内有一根通电导线CD，CD∥AB，当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )图5－10A．渐渐增加B．渐渐减少C．素来不变D．不为零，但保持不变分析：选C.依据通电直导线四周磁感线散布的特色，有多少磁感线从AB一侧穿出，就有多少磁感线从AB的另一侧穿入，穿过圆面的磁通量为零，因此当CD竖直向上平移时，磁通量不变，素来为零，故C正确，A、B、D错误．10．(2021年福建清流模拟)19世纪20年月，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会惹起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照耀后正面与反面的温度差，从而提出以下假定：地球磁场是由绕地球的环形电流惹起的．那么该假定中的电流方向是( )图5－11A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)分析：选B.以以下列图，考虑地球的自转方向，利用安培定那么可以判断的磁场是由东向西的环形电流产生的，故B正确．11．假定能将指南针移到地球球心处，那么对于指南针的指向，以下说法正确的选项是( )A．因为地球球心处无磁场，故指南针自由静止时方向不确立B．依据“同名磁极相互排挤，异名磁极相互吸引〞可知，指南针N极指向地球北极附近C．依据“小磁针N极受力方向为该处磁场方向〞可知，指南针N极指向地球南极周边D．地球经过磁场对指南针产生力的作用，但指南针对地球不产生力的作用分析：选C.地磁场的散布近似于条形磁铁，在其内部磁感线从S极指向N极，也就是从地理的北极指向地理的南极．小磁针放在地心，相当于处在条形磁铁的内部．12.两个小磁针因遇到某种磁场的作用后相互平行，如图5－12所示，产生这类见效的磁场不．可能是( )图5－12A．某条通电直导线产生的磁场B．某通电螺线管产生的磁场，此中一个小磁针在管内，一个小磁针在管外C．某个单匝通电圆形线圈的磁场，一个小磁针在环内，一个小磁针在环外D．相距很近的异名磁极间的磁场分析：选D.A中以通电直导线为圆心的某圆上对于圆心对称的两点磁场方向相反；B中通电螺线管中垂线上管内某点与管外某点磁场方向相反；C中单匝线圈沿直径方向线圈内某点与线圈外某点磁场方向相反；D中相距很近的异名磁极间存在匀强磁场，此空间不存在磁场方向相反的两点．故D选项不正确．二、计算题(本题共4小题，共40分．解赞同写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不可以得分，有数值计算的题，答案中必然明确写出数值和单位)13．(8分)边长为10cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角θ＝30°，如图5－13所示．磁感觉强度随时间的变化规律为：B＝(2＋3t)T，那么在第1s内穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ是多少？图5－13分析：设t＝0时磁感觉强度为B1t＝1s时磁感觉强度为B2，由公式Φ＝BSsinθ可知：Φ1＝B1Ssinθ＝2×0.1×0.1×sin30°Wb＝0.01Wb(3分)Φ2＝B2Ssinθ＝(2＋3×1)×0.1×0.1×sin30°Wb＝0.025Wb(3分)因此ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.025Wb－0.01Wb＝0.015Wb.(2分)答案：0.015Wb14．(10分)(2021年济南高二质检)山东地面处的地磁场水平重量约为3×10－5T，某校物理兴趣小组做估测磁体周边磁感觉强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图5－14所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向．请在图上注明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感觉强度大小．(保留一位有效数字)图5－14分析：接通电源后，小磁针N极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判断螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定那么判断螺线管导线绕向以以下列图．(5分)由题意知地磁场水平重量By＝3×10－5T，设通电螺线管产生的磁场为Bx.x.由图知Bx＝tan60°(3分)By即Bx＝3×10－5×3T≈5×10－5T．(2分)答案：绕向看法析5×10－5T15.(10分)磁场拥有能量，磁场中单位体积所拥有的能量叫做能量密度，其值为2B，2μ式中B是磁感觉强度，μ是磁导率，在空气中μ为一常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面周边的磁感觉强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一同样面积的铁片P，再使劲将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图5－15所示．因为F所做的功等于空隙中磁场的能量，试推导磁感觉强度B与F、A之间的关系式．图5－15分析：拉力F做的功W＝F·Δl，(3分)磁铁与铁片P空隙中磁场能量E＝2B×A·Δl(3分)2μ因为F所做的功等于空隙中磁场的能量，因此W＝E，(2分)解得B＝2μF.(2分)A答案：B＝2μFA16．(12分)如图5－16所示为发电机的原理图．发电机转子为一边长为0.3m的正方形线圈，处于B＝0.5T的匀强磁场中．图5－16(1)当线圈平面与磁场方向夹角为45°时，穿过线圈的磁通量是多少？(2)当线圈以ab边为轴沿顺时针方向转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？(3)当线圈以ab边为轴沿逆时针方向转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？分析：(1)由Φ＝BS⊥得：2sin45°Φ＝BSsin45°＝BL＝2×0.5×22Wb＝3.2×10－2Wb.(3分)(2)初状态时，Φ1＝BL2sin45°＝0.5×2×22Wb＝3.2×10