2024高中物理第三章磁场课时23几种常见的磁场训练含解析新人教版选修3-1

PAGEPAGE6几种常见的磁场eq\o(\s\up7(限时：45分钟总分：100分),\s\do5())一、单项选择题(每小题6分，共42分)1．关于磁感线与电场线的描述，下列说法正确的是(B)A．电场线起始于电荷，磁感线起始于磁极B．静电场的电场线肯定不闭合；磁感线肯定是闭合的C．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．沿磁感线方向磁场渐渐减弱解析：磁感线是假想的线，没有起点也没有终点，且是闭合的曲线，磁感线的疏密表示磁场强弱．静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷(或无穷远)，止于无穷远(或负电荷)．2．取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，当在该螺线管中通以大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管，并通以大小也为I的电流，则在该螺线管内中部的磁感应强度大小为(A)A．0 B．0.5BC．B D．2B解析：长导线对折后绕成的螺线管相当于两个反向流淌的电流绕成的螺线管，依据右手定则判定管内中部两个反向电流产生的磁感应强度方向相反、大小相等，矢量和为零．所以A正确．3.如图所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量ΦA与ΦB的大小关系是(C)A．ΦA>ΦB B．ΦA＝ΦBC．ΦA<ΦB D．无法比较解析：在磁体的外部磁感线从N极到S极，且A环面积大于B环面积(SA>SB)，所以向下穿过A环的磁感线条数比穿过B环的多，所以穿过A环的合磁通量小，即ΦA<ΦB，选项C正确．4.如图所示，条形磁铁放在水平地面上，两个完全相同的线圈a和b在等高处水平放置，a线圈在N极的正上方，b线圈位于磁铁的正中心．关于穿过a、b线圈的磁通量Φa和Φb，下列推断正确的是(A)A．Φa>Φb B．Φa＝ΦbC．Φa<Φb D．无法判定解析：依据条形磁铁四周磁场的分布状况可知，穿过a线圈的磁通量不为零，且磁感线是从下向上穿过线圈平面，而穿过b线圈的磁通量恰好为零，故选项A正确．5．如图所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为(A)A．a处 B．b处C．c处 D．无法推断6.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(B)A．πBR2 B．πBr2C．nπBR2 D．nπBr2解析：磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B选项对．7．如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是(C)A．回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanθB．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθC．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发觉回形针不被磁铁吸引了，缘由是回形针加热后，分子电流排列无序了D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发觉回形针不被磁铁吸引了，缘由是回形针加热后，分子电流消逝了解析：回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故A、B错误；对回形针加热，回形针磁性消逝是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误．二、多项选择题(每小题8分，共24分)8．如图所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧A处和环上方B处分别放一个小磁针，平衡后小磁针北极的指向是(AD)A．A处指向左 B．A处指向右C．B处指向左 D．B处指向右解析：带负电的金属环旋转时，形成了与转动方向相反的环形电流，此环形电流在A处产生的磁场方向向左，在B处产生的磁场方向向右，故选项A、D正确．9．南极考察队队员在地球南极旁边用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示．下列说法正确的是(AC)A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大D．不论螺线管通电状况如何，弹簧测力计示数均不变解析：分析弹簧测力计示数是否改变或怎样改变，关键在于确定螺线管与地磁场之间的作用状况．一方面，可以将地球等效处理为一个大磁铁，地理南极相当于磁铁的N极，因而在南极旁边地磁场方向近似竖直向上，如图所示．另一方面，可利用安培定则判定通电螺线管在四周产生的磁场方向，再依据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”原理可判定螺线管与地磁场之间的作用状况，故正确选项为A、C.10．如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是(BCD)A．通过abcd平面的磁通量大小为L2·BB．通过dcfe平面的磁通量大小为eq\f(\r(2),2)L2·BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱表面的磁通量为零解析：本题考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝BS⊥＝eq\f(\r(2),2)L2B，A错；dcfe平面与B垂直，S＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝eq\f(\r(2),2)L2B，B正确；abfe平面与B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ＝0，D正确．三、非选择题(共34分)11．(16分)如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似于打点计时器，当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果．请回答以下问题：(1)当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发觉吸引小磁铁向下运动，则电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极．(2)你认为这种充气泵是利用直流电好，还是利用沟通电好？答案：沟通电．(3)缠绕电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料．硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了．你认为这种铁芯最好用软磁性材料制作．解析：(1)由安培定则可以推断出电磁铁上端为S极，小磁铁下端为N极．(2)假如用直流电，小磁铁要么被吸引不放，要么被排斥远离，无法进行连续的充气，故用沟通电好．(3)因为须要连续充气，所以应当用软磁性材料制作.12.(18分)如图所示，ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，质量为3.6kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8A时，棒能获得2m/s2的加速度．已知金属棒受到的磁场力方向水平，求匀强磁场的磁感应强度的大小．答案：1.2T解析：设磁感应强度为B，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m，金属棒在磁场中的有效长度L＝2m．当棒中的电流I1＝5A时，金