高二物理人教选修3-1自我小测:第三章 第一节 磁现象和磁场(含解析)
物理人教选修3-1自我小测:第三章第一节磁现象和磁场
自我小测一、选择题(其中第1~2题为单选题,第3~7题为多选题)1.先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直.如图所示,图中a、b两线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的磁场力F与通过导线的电流I 的关系,下列说法中正确的是()A.A、B两点磁感应强度相等B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D.无法比较磁感应强度的大小2.在实验精度要求不高的情况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,具体做法是:在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘.导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度.现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10-5T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示.由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()A.5.0×10-5 T B.1.0×10-4 T C.8.66×10-5 T D.7.07×10-5 T 3.下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是()A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向4.关于磁感应强度的大小,下列说法正确的是()A.磁体在磁场中受磁场力大的地方,该处的磁感应强度一定大B.磁体在磁场中受磁场力大的地方,该处的磁感应强度不一定大,与放置方向有关C.通电导线在磁场中受磁场力大的地方,该处磁感应强度一定大D.通电导线在磁场中受磁场力大的地方,该处磁感应强度不一定大,与放置方向有关5.关于磁感应强度的单位,下列等式中正确的是()A.1 T=1 kg·A/s2 B.1 T=1 kg/(A·s2)C.1 T=1 A/(kg·s2) D.1 T=1 N/(A·m)6.将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图象能正确反映各量间关系的是()7.有一小段通电导线,长为1 cm,电流为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度可能是()A.B=2 T B.B=5 T C.B=1.5 T D.以上情况均有可能二、非选择题8.如图所示,长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多大?9.在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为1 cm,电流为0.5 A,所受的磁场力为5×10-4 N.(1)该位置的磁感应强度多大?(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大?(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受磁场力多大?参考答案1.解析:导线受到的磁场力F ==BIL .对于题图给出的FI 图线,直线的斜率k ==BL ,由题图可知,k a >>k b ,又因A 、B 两点导线的长度L 相同,故A 点的磁感应强度大于B 点的磁感应强度,选项B 正确.答案:B2.解析:如图所示为磁场的分布图,则该位置产生的磁感应强度B 2的大小为B 2==B 1tan60°==8.66×10-5 T.答案:C3.解析:本题考查对磁感应强度方向的理解.磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N 极受力的方向.但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向.答案:BD4.解析:磁体在磁场中的受力跟其放置方向无关,通电导线在磁场中的受力与其放置方向有关.答案:AD5.解析:根据磁感应强度的定义式B ==F IL 知:1 T ==1N A m ⋅==1 2kg mA m s⋅⋅⋅==1 2kgA s ⋅.可见,选项B 、D 正确. 答案:BD 6.解析:由B ==FIL或F ==BIL 知:匀强磁场中B 恒定不变,故选项B 对,选项D 错;B 、L 一定,且F 与I 成正比,故选项C 对,选项A 错.答案:BC7.解析:如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F ==0.1 N ,那么该点的磁感应强度为B ==F IL==0.150.01⨯ T ==2 T ;如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,那么受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1 N ,由定义式可知,B 应大于2 T ,选项A 、B 正确.答案:AB8.解析:由细线拉力恰好为0可知,磁场力为F==mg①又B==FIL②由①②解得,B==mg IL.答案:mg IL9.解析:(1)由B=FIL得,B=45100.010.5-⨯⨯T=0.1 T.(2)该处的磁感应强度不变,B=0.1 T.(3)通电导线平行磁场放置时,不受磁场力,F=0. 答案:(1)0.1 T(2)0.1 T(3)0。
高二物理人教版选修3-1 第3.1 磁现象和磁场 Word版含解析
绝密★启用前人教版选修3-1 第三章磁场1磁现象和磁场第Ⅰ部分选择题一、选择题:本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1.如图所示,把一条导线平行地放在磁针的上方附近,当导线中有电流通过时,磁针会发生偏转。
发现这个实验现象的物理学家是( )2.如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不会掉下来。
原来,棋盘和棋子都是用磁性材料制成的。
棋子不会掉落是因为( )A.质量小,重力可以忽略不计B.受到棋盘对它向上的摩擦力C.棋盘对它的吸引力与重力平衡D.它一方面受到棋盘的吸引,另一方面还受到空气的浮力3.下列说法中与实际情况相符的是( )A.地球的磁偏角是一个定值B.地磁场的北极在地理位置的北极附近C.除了地球外,到目前为止其他星球上还没有发现磁现象D.郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早4.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.磁铁的重心处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5.磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制启爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,其依据是( )A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场对电流的作用原理6.在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )A.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上B.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的正下方C.电流沿南北方向放置在磁针的正上方D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方7.下列关于磁体与磁体间、磁体和通电导线间、通电导线和通电导线间相互作用的示意图,正确的是( )A.磁体⇔磁场⇔磁体B.磁体⇔磁场⇔通电导线C.通电导线⇔电场⇔通电导线D.通电导线⇔磁场⇔通电导线8.如图是“超导磁悬浮”现象,悬浮在空中的是一块重力为G的永久磁铁,下方是超导体,则下列说法正确的是( )A.悬浮磁体受到的悬浮力大于重力GB.悬浮磁体受到的悬浮力等于重力GC.悬浮磁体对超导体的力小于重力GD.悬浮磁体对超导体的力等于重力G第Ⅱ部分非选择题二、非选择题:本题4个小题。
2021-2022高二物理人教版选修3-1学案:第三章 学案1 磁现象和磁场 Word版含答案
学案1磁现象和磁场[目标定位] 1.了解磁现象,知道磁体、磁极、磁性、磁场等概念,明确磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的.2.了解电流的磁效应,体会奥斯特发觉电流磁效应的重要意义.3.了解地磁场的分布状况和地磁两极的特点.一、磁现象电流的磁效应[问题设计]1.取一条形磁铁,用一大头针分别靠近磁铁的两端和中部,观看到的现象是什么?答案磁铁能够吸引大头针,两端对大头针的吸引力较大,中间部分对大头针的吸引力较小.2.取两个条形磁铁,分别将它们的同名磁极、异名磁极相互靠近,观看到的现象是什么?答案同名磁极靠近,相互排斥;异名磁极靠近,相互吸引.3.将一通电直导线水平放置在小磁针的上方,分别观看导线东西放置和南北放置两种状况下,小磁针的转动状况.答案导线东西放置时,小磁针不转动;导线南北放置时,小磁针转动.[要点提炼]1.磁性:物体具有的吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性.2.磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁体上磁性最强的区域叫磁极.(1)磁体有两个磁极,一个叫N极(又叫北极),另一个叫S极(又叫南极).(2)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.3.奥斯特试验(如图1所示):图1(1)导线沿南北方向放置在小磁针的上方.(2)意义:说明通电导体四周存在着磁场,发觉了电流的磁效应,首先揭示了电与磁之间是有联系的.二、磁场[问题设计]电荷与电荷之间的相互作用是通过电场发生的,那么磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间、通电导体与通电导体之间的相互作用是如何发生的?答案都是通过磁场发生的.[要点提炼]1.磁场:存在于磁体四周或电流四周的一种客观存在的特殊物质.磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的.2.基本性质:对放入其中的磁体或通电导体有力的作用(如图2所示,磁场会对导体棒产生力的作用,使悬绳发生偏转).图23.磁场的产生(1)磁体四周有磁场.(2)电流四周有磁场.三、地球的磁场[问题设计]指南针是我国古代四大创造之一,它对促进人类航海事业的进展产生了巨大的影响,但在古代指南针为什么指南曾是一个不解之谜,你知道指南针为什么指南吗?答案由于地球是个大磁体,它对指南针有力的作用.[要点提炼]1.地磁场地球是一个大磁体,存在的磁场叫地磁场.如图3所示,地球磁体的N极(北极)位于地理南极四周,地球磁体的S极(南极)位于地理北极四周.图32.磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合,水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个夹角,这个夹角叫做磁偏角.[延长思考]宇宙中的其他天体是否有磁场?答案有些有磁场,有些没有磁场.一、对磁现象的生疏例1下列说法中正确的是()A.磁场是客观存在的一种物质B.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极C.磁极或电流在自己四周的空间会产生磁场D.磁体与磁体间的相互作用是通过磁场发生的,而磁体与通电导体间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的解析磁场是存在于磁体和通电导体四周的一种客观存在的物质,磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体与通电导体之间的相互作用都是通过磁场产生的.答案ABC二、对电流磁效应的生疏例2物理试验都需要有肯定的把握条件.奥斯特做电流磁效应试验时,应排解地磁场对试验的影响.关于奥斯特的试验,下列说法中正确的是()A.该试验必需在地球赤道上进行B.通电直导线应当竖直放置C.通电直导线应当水平东西方向放置D.通电直导线应当水平南北方向放置解析小磁针静止时指向南北,说明地磁场的方向为南北方向,当导线南北方向放置时,能产生东西方向的磁场,把小磁针放置在该处时,可有明显的偏转,故选D.答案D针对训练如图4所示,能自由转动的小磁针水平放置在桌面上.当有一束带电粒子沿与磁针指向平行的方向从小磁针上方水平飞过时,所能观看到的现象是()图4A.小磁针不动B.若是正电荷飞过,小磁针会发生偏转C.若是负电荷飞过,小磁针会发生偏转D.若是一根通电导线,小磁针会发生偏转解析电流是由运动电荷产生的,当电荷在小磁针上方运动时也会形成电流,从而形成磁场.这两种磁场是等效的,均会使小磁针发生转动,故B、C、D均正确.答案BCD三、对地磁场的生疏例3关于地球的磁场,下列说法正确的是()A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在地理北极四周C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的解析小磁针S极指南是由于地磁的N极在地理的南极四周,A错误.地磁场的两极和地理两极是相反的,B正确.依据地磁场的空间分布,只有赤道上的磁场方向和地面平行,C错误.地球的磁偏角在地球上的不同地点是不同的,地球两磁极的位置也是变化的,D正确.故选B、D.答案BD。
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第三章第1节:磁现象和磁场
人教版物理选修3-1第三章第1节:磁现象和磁场一、选择题。
1. 在安培时代,关于验证“电流磁效应”设想的实验中,下列说法正确的是()A.奥斯特原来受“纵向力”的局限,把磁针放在通电导线的延长线上,磁针没有发生偏转,这说明了电流没有磁效应B.奥斯特某一次实验中偶然把磁针放在“沿南北放置的通电导线”上方,磁针发生了偏转,这说明了电流的磁效应C.安培等人把通有同向电流的两根导线平行放置,发现两根通电导线相吸,这不属于电流的磁效应D.把磁针放在通电螺线管中,磁针发生了偏转,这不属于电流的磁效应2. 为了判断一根钢锯条是否有磁性,某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针,下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论,其中正确的是()A.若小磁针的一端被推开,则锯条一定有磁性B.若小磁针的一端被吸引过来,则锯条一定有磁性C.若小磁针的一端被吸引过来,则锯条一定没有磁性D.若小磁针的一端被推开,不能确定锯条是否有磁性3. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示.结合上述材料,下列说法正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理南极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.在赤道位置放置一枚小磁针,静止时小磁针N极指向地理的南极4. 指南针是我国古代的四大发明之一.司南是春秋战国时期发明的一种指南针,如图所示,它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在青铜盘的中心,可以自由转动.由于受地磁场作用,司南的磁勺尾静止时指向南方.下列说法中正确的是()A.磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用B.磁勺的指向不会受到附近磁铁的干扰C.磁勺的指向不会受到附近铁块的干扰D.磁勺的N极位于司南的磁勺尾部5. 磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,其依据是()A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场具有方向性二、多选题。
人教版高中物理选修3-1 第三章 磁场 测试含答(详细解析)
绝密★启用前人教版高中物理选修3-1 第三章磁场测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示,四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中,它受到磁场力的合力()A.竖直向上B.方向垂直于ad斜向上C.方向垂直于bc斜向上D.为零2.如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ,如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是()A.棒中的电流变大,θ角变大B.两悬线等长变短,θ角变小C.金属棒质量变大,θ角变大D.磁感应强度变大,θ角变小3.如图是电磁铁工作原理的示意图,由线圈、电源、开关和滑动变阻器等器材组成,P为滑动变阻器的滑片.闭合S,铁钉被吸附起来.下列分析正确的是()A.增加线圈匝数,被吸附的铁钉减少B.调换电源正负极,铁钉不能被吸附C.P向a端移动,被吸附的铁钉增多D.P向b端移动,被吸附的铁钉增多4.如图所示,A为一水平放置的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图,当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是()A.竖直向上B.竖直向下C.水平向里D.水平向外5.关于磁感线的描述,下列哪些是正确的()A.磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其N极指向螺线管的南极C.磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D.通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆6.如图所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流,不计其他磁场的影响,则()A.小磁针保持不动B.小磁针的N将向下转动C.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动7.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,运动方向会发生偏转,这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流,称为宇宙射线,在射向地球时,由于地磁场的存在,改变了带电粒子的运动方向,对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流,以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这束质子在进入地球周围的空间将()A.竖直向下沿直线射向地面B.向东偏转C.向西偏转D.向北偏转8.一根通有电流强度为I的直铜棒MN,用软导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向、电流方向如图所示,此时悬线中的张力大于零而小于直铜棒的重力.下列哪些情况下,悬线中的张力可能等于零()A.不改变电流方向,适当减小电流的大小B.不改变电流方向,适当增加电流的大小C.不改变电流方向,适当减小磁感应强度BD.使原来的电流反向,适当减小磁感应强度B9.利用质谱仪可以分析同位素,如图所示,电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2,从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场,初速度忽略不计,经电场加速后从S2射出,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上.则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为()A.B.C.D.10.如图所示,一足够长的直角绝缘粗糙斜面静止放置在水平地面上,一质量为m的物体从斜面顶端由静止开始下滑.现给物体带上一定量的正电荷,且保证物体所带电荷量保持不变,在空间中加入垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度B随时间逐渐增大,物体在斜面上下滑的过程中,斜面相对地面一直保持静止,则下列说法中正确的是()A.物体一直沿斜面向下做加速运动B.斜面与地面间的静摩擦力始终保持不变C.斜面相对地面一直有水平向右的运动趋势D.地面对斜面的静摩擦力方向先水平向左后水平向右11.如图所示,无限长导线,均通以恒定电流I.直线部分和坐标轴接近重合,弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧,已知直线部分在原点O处不形成磁场,则选项图中O处磁感应强度和题图中O处磁感应强度相同的是()A.B.C.D.12.如图所示,平行板电容器内存在匀强电场,电容器下极板下方区域存在一定宽度的匀强磁场.质量相等的一价和三价正离子从电容器上极板进入电场(初速度可忽略不计).经电场加速后,穿过下极板进入匀强磁场区域,已知一价正离子从磁场边界射出时速度方向偏转了30°,则一价正离子和三价正离子在磁场中运动的半径之比及速度方向偏转的角度之比分别为()A.∶11∶2B. 3∶11∶2C. 1∶1∶3D. 2∶31∶13.一直导线中通以恒定电流置于匀强磁场中,关于直导线中的电流方向、磁场方向和直导线所受安培力方向三者间的关系,下列说法正确的是()A.当安培力和电流方向一定时,磁场方向就一定B.当安培力和磁场方向一定时,电流方向就一定C.当磁场方向和电流方向一定时,安培力方向就一定D.电流方向、磁场方向、安培力方向三者必定两两垂直14.在国际单位制中,“安培”的定义是:截面可忽略的两根相距1 m的无限长平行直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N,则每根导线中的电流为I“安培”,由此可知,在距离通以1 A电流的无限长直导线1 m处的磁感应强度的大小为()A. 1 TB. 2×10-7TC. 1×10-7TD. 4×10-7T15.王爷爷退休后迷上了信鸽比赛,他饲养的信鸽小雪通体雪白,血统优秀,多次在“放飞—返回”比赛中获第一名.不知道让多少人羡慕!王爷爷也很得意,为奖励小雪,王爷爷给它戴上一个非常漂亮的磁性头套.这样做对小雪在比赛中将()A.不会影响它的导航B.不利于它的导航C.有助于它的导航D.不能确定是否会最影响它的导航第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.霍尔元件可以用来检测磁场及其变化.图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图.由于磁芯的作用,霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场,直导线通有垂直纸面向里的电流,测量原理如图乙所示,霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱,通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路,所用器材已在图中给出,部分电路已经连接好.(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电,电流从乙图中霍尔元件左侧流入,右侧流出,霍尔元件________(填“前表面”或“后表面”)电势高;(2)在图乙中画线连接成实验电路图;(3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为e,霍尔元件的厚度为h,为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B,还必须测量的物理量有________(写出具体的物理量名称及其符号),计算式B=________.三、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)17.如图所示, 匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,一倾角为α=的光滑斜面上,静止一根长为L=1 m,重G=3 N,通有电流I=3 A的金属棒.求:(1)匀强磁场的磁感应强度大小;(2)导体棒对斜面的压力大小.18.如图所示,两根倾斜直金属导轨MN、PQ平行放置,它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角θ=37°,两轨道之间的距离L=0.50 m.一根质量m=0.20 kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,且接触良好,整套装置处于与ab棒垂直的匀强磁场中.在导轨的上端接有电动势E=36 V、内阻r=1.6 Ω的直流电源和电阻箱R.已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计,sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,重力加速度g=10 m/s2.(1)若金属杆ab和导轨之间的摩擦可忽略不计,当电阻箱接入电路中的电阻R1=2.0 Ω时,金属杆ab静止在轨道上.①如果磁场方向竖直向下,求满足条件的磁感应强度的大小;②如果磁场的方向可以随意调整,求满足条件的磁感应强度的最小值及方向;(2)如果金属杆ab和导轨之间的摩擦不可忽略,整套装置处于垂直于轨道平面斜向下、磁感应强度大小B=0.40 T的匀强磁场中,当电阻箱接入电路中的电阻值R2=3.4 Ω时,金属杆ab仍保持静止,求此时金属杆ab受到的摩擦力F f大小及方向.19.如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子.在放射源右边有一很薄的挡板,挡板与xOy平面交线的两端M、N与原点O 正好构成等腰直角三角形.已知带电粒子的质量为m,带电量为q,速度为,MN的长度为L.(不计带电粒子的重力)(1)若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN 上,则电场强度E0的最小值为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,磁场的磁感应强度不能超过多少?(用m、、q、L表示)若满足此条件,放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?答案解析1.【答案】D【解析】若通以逆时针方向的电流,根据左手定则可知:各边所受的安培力如图所示:由公式F=BIL得出各边的安培力的大小,从而得出安培力大小与长度成正比,因而两直角边的安培力与斜边的安培力等值反向.所以线圈所受磁场力的合力为零.故D正确,A、B、C错误.2.【答案】A【解析】导体棒受力如图所示,A、棒中电流I变大,θ角变大,故A正确;B、两悬线等长变短,θ角不变,故B错误;C、金属棒质量变大,θ角变小,故C错误;D、磁感应强度变大,θ角变大,故D错误;故选A.3.【答案】C【解析】当增加线圈的匝数时,导致线圈的磁场增加,则被吸附的铁钉增多,故A错误;当调换电源正负极,导致线圈的磁性方向相反,但仍有磁性,因此铁钉仍能被吸附,故B错误;当P向a 端移动,导致电路中电流增大,那么被吸附的铁钉增多,若P向b端移动,电路中电流减小,则被吸附的铁钉减少,故C正确,D错误.4.【答案】C【解析】橡胶盘带负电荷转动后产生环形电流,由左手定则可以确定导线受力方向为水平向里.5.【答案】C【解析】磁感线在磁体的内部从S极指向N极,在磁体的外部从N极指向S极,A错误;在磁体内部的小磁针的N极指向磁体的N极,B错误;磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,C正确;通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组不等间距同心圆,D错误.6.【答案】C【解析】由安培定则知,通电直导线在下方产生的磁场方向垂直纸面向里,而磁场方向即小磁针静止时N极指向,故小磁针N极会垂直纸面向里转动,选项C正确,其余错误.7.【答案】B【解析】质子流的方向从上而下射向地球表面,地磁场方向在赤道的上空从南指向北,根据左手定则,洛伦兹力的方向向东,所以质子向东偏转,故B正确,A、C、D错误.8.【答案】B【解析】铜棒开始受重力、向上的安培力、软导线的拉力处于平衡.不改变电流方向,适当减小电流的大小,根据F=BIL知,安培力减小,则悬线的张力变大.故A 错误.不改变电流方向,适当增加电流的大小,根据F=BIL知,安培力增大,则悬线的张力会变为零.故B正确.不改变电流的方向,适当减小磁感应强度,根据F=BIL知,安培力减小,悬线的张力变大.故C错误.使原来电流反向,安培力反向,则拉力增大.故D错误.9.【答案】C【解析】由洛伦兹力提供向心力,粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R,则有:Bqv=m即由此可得R=它们的距离之比为,故C正确,ABD错误.10.【答案】C【解析】物体带正电,因下滑产生速度,根据左手定则可知受到洛伦兹力垂直斜面向下,导致压力增大,小物块受到的摩擦力增大,则当滑动摩擦力等于重力的下滑分力后,随磁感应强度的增大,洛伦兹力增大,则物体做减速运动,故A错误;以物块和斜面组成的整体为研究对象,由于开始时物块沿斜面向下做加速运动,所以可知,整体沿水平方向必定受到地面向左的摩擦力,而由A的分析可知,物块速度增大时受到的洛伦兹力增大,则根据受力分析可知物块受到斜面的支持力增大,受到的摩擦力逐渐增大,所以摩擦力由于支持力的合力一定增大;根据摩擦力与支持力的关系f=μF N可知,摩擦力与支持力的合力的方向不变.然后根据牛顿第三定律可知,物块对斜面的压力与摩擦力的合力也方向不变,大小随物块速度的增大而增大,以斜面为研究对象,开始时受到竖直向下的重力、地面的竖直向上的支持力、物块对斜面的压力与摩擦力、地面对斜面的摩擦力,物块对斜面的压力与摩擦力的合力方向不变,大小随物块速度的增大而增大,则该力沿水平方向的分量随物块速度的增大而增大,根据沿水平方向受力平衡可知,地面对斜面的摩擦力也一定方向不变,始终向左,大小随物块速度的增大而增大,故B、D错误,C正确.11.【答案】A【解析】由题意可知,题图中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍,方向垂直纸面向里;A图中根据右手螺旋定则可知,左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零,则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍,且方向垂直纸面向里,故A正确;同理,B图中四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍,方向是垂直纸面向里,故B错误;由上分析可知,C图中右上段与左下段产生磁场叠加为零,则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍,方向垂直纸面向外,故C错误;与C选项分析相同,D图中四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍,方向垂直纸面向外,故D错误.12.【答案】A【解析】离子在电场中加速,根据动能定理得,qU=mv2,在磁场中做匀速圆周运动时:qvB=m,解得:R=,又m1∶m2=1∶1,q1∶q2=1∶3,则R1∶R2=∶1.设磁场区域的宽度为d,离子从磁场边界射出时速度方向偏转的角度为θ,则有sinθ=,因为R1∶R2=∶1,θ1=30°,则有=解得:θ2=60°,则θ1∶θ2=1∶2,故A正确,B、C、D错误.13.【答案】C【解析】根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,那么安培力方向始终垂直于通电直导线与磁场所决定的平面,故A、B、D错误,C正确.14.【答案】B【解析】由题知:将其中一根导线看作场源电流,另一根看作是电流元,电流元的电流为1 A,长度为L=1 m,所受磁场力大小为F=2×10-7N,则在距离通以1 A电流的无限长直导线1 m处的磁感应强度的大小为B==2×10-7T.15.【答案】B【解析】鸽子体内有某种磁性物质,它能借助地磁场辨别方向,由题意知,给信鸽戴上一个非常漂亮的磁性头套,由此可见,小磁铁产生的磁场干扰了信鸽的飞行方向,从而不能辨别方向..故B正确,A、C、D错误.16.【答案】(1)前表面(2)如解析图所示(3)电压表读数U,电流表读数I【解析】(1)磁场由通电直导线产生,根据安培定则,霍尔元件处的磁场方向向下;霍尔元件内的电流向右,根据左手定则,安培力向内,载流子是负电荷,故后表面带负电,前表面带正电,故前表面电势较高.(2)变阻器控制电流,用电压表测量电压,电路图如图所示:(3)设前、后表面的距离为d,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,有:q=qvB根据电流微观表达式,有:I=neSv=ne(dh)v联立解得:B=故还必须测量的物理量有:电压表读数U,电流表读数I.17.【答案】(1)T(2)6 N【解析】(1)由左手定则知金属棒受水平向右的安培力,对金属棒进行受力分析,运用合成法,如图:由平衡条件得:F安=BIL=G tanα则(2)由上图,根据三角函数关系知:18.【答案】(1)①0.30 T②0.24 T垂直于轨道平面斜向下(2)0.24 N沿轨道平面向下【解析】(1)①设通过金属杆ab的电流为I1,根据闭合电路欧姆定律可知:I1=E/(R1+r)设磁感应强度为B1,由安培定则可知金属杆ab所受安培力沿水平方向,金属杆ab受力如图所示.对金属杆ab,根据共点力平衡条件有:B1I1L=mg tanθ解得:B1==0.30 T②根据共点力平衡条件可知,最小的安培力方向应沿导轨平面向上,金属杆ab受力如图所示.设磁感应强度的最小值为B2,对金属杆ab,根据共点力平衡条件有:B2I1L=mg sinθ解得:B2==0.24 T根据左手定则可判断出,此时磁场的方向应垂直于轨道平面斜向下.(2)设通过金属杆ab的电流为I2,根据闭合电路欧姆定律可知:I2=E/(R2+r)假设金属杆ab受到的摩擦力方向沿轨道平面向下,根据共点力平衡条件有:BI2L=mg sinθ+F f解得:F f=0.24 N结果为正,说明假设成立,摩擦力方向沿轨道平面向下.19.【答案】(1)(2)【解析】(1)由题意知,要使y轴右侧所有运动粒子都能打在MN板上,其临界条件为:沿y轴方向运动的粒子做类平抛运动,且落在M或N点.则MO′=L=①加速度a=②OO′=L=at2③解①②③式得E0=④由动能定理知qE0×L=E k﹣⑤解④⑤式得:E k=(2)由题意知,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,粒子轨迹直径的最小值为MN板的长度L.R0=L=B0=放射源O发射出的粒子中,打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示.因为OM=ON,且OM⊥ON所以OO1⊥OO2所以⊥所以放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左侧.。
人教版高二物理选修3—1第3章 磁场含答案
(高二)物理人教选修3—1第3章磁场含答案人教选修3—1第三章磁场1、磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,其依据是()A.磁体的吸铁性B.磁极间的相互作用规律C.电荷间的相互作用规律D.磁场对电流的作用原理2、下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中,不正确的是() A.电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B.电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D.磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同3、(多选)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()A.通过abcd平面的磁通量大小为L2BB.通过dcfe平面的磁通量大小为22L2BC.通过abfe平面的磁通量大小为零D.通过整个三棱柱的磁通量为零4、一根容易发生形变的弹性导线两端固定。
导线中通有电流,方向竖直向上。
当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时,如图所示描述导线状态的四个图示中正确的是()A B C D5、在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方置一根通有如图所示电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则阴极射线将会()A.向上偏转B.向下偏转C.向纸内偏转D.向纸外偏转6、如图所示,在加有匀强磁场的区域中,一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图,由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞,带电粒子的能量逐渐减小,而电荷量保持不变,从图中可以看出()A.带电粒子带负电,是从B点射入的B.带电粒子带正电,是从B点射入的C.带电粒子带负电,是从A点射入的D.带电粒子带正电,是从A点射入的*7、关于磁感应强度B=FIL和电场强度E=Fq,下列说法中正确的是()A.一小段通电直导线在某处不受磁场力作用,说明此处一定无磁场B.一试探电荷在某处不受电场力作用,说明此处一定无电场C.一小段通电导线在磁场中所受磁场力越大,说明此处的磁场越强D.磁感应强度的方向与该处一小段通电导线所受磁场力的方向可能相同*8、一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。
(完整word版)高中人教版物理选修3-1第三章第一节磁现象和磁场同步测试
高中人教版物理选修3-1第三章第一节磁现象和磁场同步测试1.如图所示,环形导线周围有三只小磁针A.全向里B.全向外C. a向里,b、c向外D. a、c向外,b向里、单选题(共11题;共22 分)a、b、c,闭合开关S后,三只小磁针N极的偏转方向是(2. 下列各图中,已标出电流及电流的磁场方向,其中正确的是()3. 如图通电螺线管的旁边有一可自由转动的小磁针,当充以如箭头方向所示的电流时,小磁针的N极将指向图中的A.上方BF方(左方4. 如图所示,带负电的金属环绕轴OO以角速度3匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是A. N极竖直向上B. N极竖直向下C. N极沿轴线向左D. N极沿轴线向右(5. 有关磁场、磁现象的描述,说法正确的是(A. 除永久磁铁的磁场外,其他磁场都是由运动电荷产生的B. 磁场的方向就是磁极受力的方向C. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处一定没有磁场D. 电流间的相互作用是通过磁场来发生的6.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培的分子电流假说,其原因是( )A.分子电流消失 B.分子电流的取向变得大致相同C.分子电流的取向变得杂乱 D 分子电流的强度减弱10.如图所示,在圆环状导体圆心处, 放一个可以自由转动的小磁针. 现给导体通以顺时针方向的恒定电流,不计其他磁场的影响,则()7.下列各图中,已标出电流I 、磁感应强度B 的方向,其中符合安培定则的是(X I 1 * B. J]XX8. (指南针是中国古代四大发明之一,它指南北是因为( )A.同名磁极互相吸引 C.地磁场对指南针的作用B.异名磁极互相排斥D.指南针能吸引铁、钴、镍等物质 9. 如图所示,在长直导线 A 通电后,小磁针静止在图示位置,则直导线中的电流方向和 别为( )P 点的磁场方向分A. 垂直纸面向里,向上 C.垂直纸面向外,向Bi 直纸面向里,向下 Di 直纸面向外,向下C.小磁针的N 极将垂直于纸面向里转动D. 小磁针的N 极将垂直于纸面向外转动 )5 "D.小磁针的N极将向下转动A.小磁针保持不动11. 一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中,静止时的指向如图所示。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场--答案
6.BD[提示]安培力是导线中做定向运动的电荷所受洛仑兹力的整体表现.
7.C[提示]螺线管中的磁场沿轴线方向,所以电子不受洛伦兹力.
8.a.竖直向上 b.垂直纸面向外 c.负电荷 d. 垂直纸面向内
9.向下偏转;向上偏转;电视机显像是靠电子轰击荧光屏产生的,磁场将影响电子运动的轨迹,影响图像质量。
2.BC[提示]小磁针的N极指向磁场方向,在通电螺线管内部指向N极 3.AB 4.B[提示]电流方向与负电荷运动方向相反
5.C 6.BC 7.ABC
8.a.垂直纸面向里b.向上c.逆时针d.向下e.向左f.向右
9.如图答3-3-1所示。[提示]判断小磁针的偏转方向的主要依据是磁感线的方向,因为在磁场中,小磁针N极受力方向就是磁场方向,即磁感线的切线方向,而S极恰好相反,所以,小磁针最终静止下来时N极的指向就是该点的磁感线的切向方向.根据安培定则,画出螺线管通电后的磁感线,结合小磁针在磁场中静止时所指的方向进行判定.注意螺线管内部小磁针不能简单地利用磁极间的作用规律判定.
6.(1)负电;(2)6.6m/s;(3)4.3m[提示]对下滑过程中小物块进行受力分析,如图答3-5-1所示,物块要离开斜面的条件为:物块所受洛伦兹力沿y轴正方向,用左手定则可得电荷带负电,当物块离开斜面时,支持力N等于零,则 ,又由于物块沿斜面受下滑力匀加速下滑,加速度 ,用匀变速公式可得滑行距离,
B组
1.B
2.B[提示]有效面积大小为Scosα
3.D[提示]计算磁通量要注意面与磁场方向间的关系
4.A
5.C[提示]题图中,b、d两直流电流在a处的磁感应强度大小相等、方向相反、相互抵消,故a处磁场方向决定于直线电流c。由安培定则可知,a处磁场方向为由a指向b。
高中物理选修3-1《3.1 磁现象和磁场》测试卷解析版
高中物理选修3-1《3.1 磁现象和磁场》测试卷解析版一.选择题(共23小题)1.下列说法中正确的是()A.磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场产生的B.电流和电流之间的相互作用是通过电场产生的C.磁场并不是真实存在的,而是人们假想出来的D.只有磁铁的周围才存在有磁场【分析】明确磁极和电场的性质,它们都是一种客观存在的物质;磁极和磁极、电流和电流、电流和磁极间均通过磁场产生相互作用。
【解答】解:A、磁极与磁极之间,磁极与电流之间,电流与电流之间的相互作用是通过磁场发生的,故A正确;B错误;C、磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质,故C错误;D、磁铁和电流周围均存在磁场,故D错误;故选:A。
【点评】本题考查磁场的基本性质,特别注意电流和电流之间是通过磁场相互作用的,注意磁场与电场是实在存在的,而电场线或磁感线是假想的。
2.磁性是物质的一种普遍属性,大到宇宙星体,小到电子、质子等微观粒子,几乎都有磁性,地球就是一个巨大的磁体。
在一些生物体内也会含有微量磁性物质,鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。
若在鸽子身上绑一块永久磁铁,且其产生的磁场比附近的地磁场强的多,则在长距离飞行中()A.鸽子仍能如平时一样辨别方向B.鸽子会比平时更容易辨别方向C.鸽子会迷失方向D.不能确定鸽子是否会迷失方向【分析】永磁体材料后严重干扰了电磁场,会使鸽子迷失方向。
【解答】解:鸽子正是利用体内所含有微量强磁性物质在地磁场中所受的作用来帮助它辨别方向的,即其体内所含有微量强磁性物质相当于一个小磁针,小磁针的N极受力方向就是地球的北极方向,而在鸽子的身上缚一块永磁体材料后严重干扰了电磁场,使鸽子体内的小磁针N极受力的方向不再是地球的北极,这样会使鸽子迷失方向。
故C正确,第1 页共19 页。
高中物理选修3-1检测:第三章第一二节认识磁场+Word版含解析 (2)
第三章磁场第一节我们周围的磁现象第二节认识磁场[A级抓基础]1.19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说.他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.下面将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是()答案:B2.关于地磁场,下列叙述正确的是()A.地球的地磁两极和地理两极重合B.我们用指南针确定方向,指南的一极是指南针的北极C.地磁的北极与地理的南极重合D.地磁的北极在地理南极附近答案:D3.关于磁场的方向,下列叙述中不正确的是()A.磁感线上每一点的切线方向B.磁场N极到S极的方向C.小磁针静止时北极所指的方向D.小磁针北极受力的方向解析:磁场方向规定为小磁针北极的受力方向或静止小磁针北极的指向,用磁感线表示则是磁感线的切线方向即为该点的磁场方向.答案:B4.一束电子流沿水平面自西向东运动,在电子流的正上方一点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.竖直向下C.水平向南D.水平向北解析:电子流沿水平面自西向东运动,根据右手螺旋定则可知,电子流在P点产生的磁场的方向为水平向北,所以D正确.答案:D5.如图所示的螺线管正上方放置一小磁针,当闭合开关S后,小磁针的指向如图所示,其中黑色的那一端为小磁针的N极,下列判断正确的是()A.电源左端为正、右端为负,线圈左端为N极,右端为S极B.电源左端为负、右端为正,线圈左端为N极,右端为S极C.电源左端为负、右端为正,线圈左端为S极,右端为N极D.电源左端为正、右端为负,线圈左端为S极,右端为N极解析:磁针所在处的磁场向右,由右手螺旋定则可知B正确.答案:B6.下列关于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.磁极与磁极之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解析:磁场和电场一样,是客观存在的特殊物质,故A正确;磁场是传递磁极间相互作用的物质,是实际存在的,故B错误;磁极与磁极间是通过磁场发生作用的,故C错误;磁场是磁体及电流周围产生的,即使没有相互作用,磁场仍然存在,故D错误.答案:A7.(多选)关于磁感线和电场线,下列说法正确的是()A.磁感线是闭合曲线,而静电场的电场线不是闭合曲线B.磁感线和电场线都可以是一些互相平行的曲线C.磁感线始于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答案:ABB级提能力8.如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,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解析:根据右手螺旋定则知,环形电流内部的磁场方向向里,外部的磁场方向向外,则小磁针的N极向纸面里偏转,故A正确.答案:A9.(多选)如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S极向纸内偏转,这一束带电粒子可能是()A.向右飞行的正离子B.向左飞行的正离子C.向右飞行的负离子D.向左飞行的负离子答案:BC10.(多选)在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知()A.可能是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.可能是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过答案:BC11.月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的16,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,下列选项中的四种情况能够做到的是()解析:既然月球表面没有磁场,那么在月球上就不能用指南针定向,所以A错误;月球表面周围没有空气,所以无法使用电风扇吹风,而声音的传播需要介质,所以B、C均不对,只有选项D正确.答案:D情感语录1.爱情合适就好,不要委屈将就,只要随意,彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边,在此之前,你要做的,是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体,但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天,你会遇上那个人,陪你看日出,直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了,原来只因为想到了你7.会离开的都是废品,能抢走的都是垃圾8.其实你不知道,如果可以,我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻,但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧,我想和你拌嘴吵架,想闹小脾气,想为了你哭鼻子,我想你了11.如此情深,却难以启齿。
高中物理 第三章 第1节 磁现象和磁场学案(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学
磁现象和磁场1.磁体是具有磁性的物体,磁体有N、S两个极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
2.奥斯特发现了电流的磁效应,首次揭示了电与磁的联系。
3.磁场是一种特殊的物质,它对放入其中的磁体、电流有力的作用。
4.地球的地理两极与地磁两极并不重合,因此,磁针并非准确地指向南北,其间有一个夹角,这就是地磁偏角,简称磁偏角。
5.火星上没有一个全球性的磁场,所以指南针在火星上不能工作。
一、磁现象及电流的磁效应1.磁现象(1)磁性:物质具有吸引铁质物体的性质叫磁性。
(2)磁体:天然磁石和人造磁铁都叫做磁体。
(3)磁极:磁体的各部分磁性强弱不同,磁性最强的区域叫磁极。
能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫做南极(S极),指北的磁极叫做北极(N极)。
(4)磁极间相互作用规律:自然界中的磁体总存在着两个磁极,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
2.电流的磁效应(1)奥斯特实验:把导线沿南北方向放置在指向南北的磁针上方,通电时磁针发生了转动。
(2)意义:奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首先揭示了电与磁的联系。
二、磁场1.磁体、电流间的相互作用(1)磁体与磁体间存在相互作用。
(2)通电导线对磁体有作用力,磁体对通电导线也有作用力。
(3)两条通电导线之间也有作用力。
2.磁场(1)定义:磁体与磁体之间,磁体与通电导线之间,以及通电导线与通电导线之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的特殊物质。
(2)基本性质:对放入其中的磁体或通电导线有力的作用。
三、地球的磁场1.地磁场地球本身是一个磁体,N极位于地理南极附近,S极位于地理北极附近。
自由转动的小磁针能显示出地磁场的方向,这就是指南针的原理。
2.磁偏角小磁针的指向与正南方向之间的夹角。
3.太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场。
1.自主思考——判一判(1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。
(×)(2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。
人教版高中物理选修3-1第三章3.1《磁现象和磁场》
人教版高中物理选修3-1第三章3.1《 磁现象 和磁场 》 (共31张PPT)
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最初发现的磁体是被称为“天然磁石”的矿物,其中含有 主要成分为Fe3O4。
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奥斯特
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电和磁?!
安培写道:“奥斯特先 生……已经永远把他的名字 和一个新纪元联系在一起 了.”
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磁现象在生活中的应用
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库仑
托马斯·杨
安培
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电与磁之间的 联系
1731年,一位英国商人 发现雷电过后, 刀叉带上了磁性
2、下列关于磁场的说法中,正确的是 BCD
A.磁场跟电场一样,是人为假设的 B.磁极或电流在自己周围的空间会产生 磁场 C.指南针指南说明地球周围有磁场 D.磁极对磁极的作用、电流对电流的作 用都是通过磁场发生的
高二物理人教版选修3-1第三章 1 磁现象和磁场
极附近是地磁的北极,地理的北极附近是地磁的南极。
2.磁偏角:地球的地理两极与地磁的两极并不重合,小磁针静止时
的指向与南北方向的夹角叫磁偏角。
知识自学
自我检测
1.正误判断。 (1)磁场看不见,摸不着,因此磁场是人们假想的,实际并不存在。 () 解析:磁场和电场一样,是客观存在的一种物质。 答案:× (2)磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的,通电导线与通电导 线之间的作用是通过电场发生的。 ( ) 解析:磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的,通电导线与通 电导线之间的作用也是通过磁场发生的。 答案:×
A.①②④ B.②③④
C.①⑤
D.②③
解析:地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,其特点主要有:(1)地磁
场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近。(2)地磁场的水平
分量总是从地理南极指向北极,而竖直分量则南北相反,在南半球
垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。(3)在赤道正上方,距离地
球表面相等的各点,磁场的强度相等,且方向水平向北。选项D正确。
物质。
1.磁体与磁体、磁体与通电导线、通电导线与通电导线之间都
能产生相互作用。这些相互作用是通过磁场发生的。
2.磁体、通电导体周围都存在着磁场。
四、地球的磁场
阅读教材第81页“地球的磁场”部分,知道地球表面存在磁场,初步
了解地球的磁场的特点。
1.地磁场的北极、南极:地球周围存在的磁场叫地磁场。地理南
探究一
探究二 当堂检测
123
1. 就磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发、碎纸屑两种现 象比较,下列说法正确的是 ( ) A.两者都是电现象 B.两者都是磁现象 C.前者是电现象,后者是磁现象 D.前者是磁现象,后者是电现象 解析:磁铁是靠其周围的磁场作用于小铁钉,是磁现象;摩擦过的塑 料尺带上电荷,靠其周围的电场作用于毛发、碎纸屑等物体,是电 现象,选项D正确。 答案:D
高二人教物理选修3—1第3章 磁场含答案
1、磁性是物质的一种普遍属性,大到宇宙星体,小到电子、质子等微观粒子, 几乎都会有磁性,地球就是一个巨大的磁体。在一些生物体内也会含有微量磁 性物质,鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。若在鸽子身 上绑一块永久磁铁,且其产生的磁场比附近的地磁场强的多,则在长距离飞行 中( ) A.鸽子仍能如平时一样辨别方向 B.鸽子会比平时更容易的辨别方向 C.鸽子会迷失方向 D.不能确定鸽子是否会迷失方向 C [永久磁铁会产生磁场,该磁场干扰鸽子识别地磁场,影响鸽子通过地磁场 识别方向,所以鸽子会迷失方向,C 项正确。] 2、(双选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图中能正确反
A.32BIL,方向竖直向上 B.2BIL,方向竖直向上 C.34BIL,方向竖直向下 D.3BIL,方向竖直向下 *10、(双选)如图所示,用丝线吊一个质量为 m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场 中,空气阻力不计,当小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时( )
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方向竖直向上,故 A 正确。] *10、(双选)如图所示,用丝线吊一个质量为 m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场 中,空气阻力不计,当小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时( )
A.小球的动能相同 B.丝线所受的拉力相同 C.小球所受的洛伦兹力相同 D.小球的向心加速度相同 *11、如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入 速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场和匀强电场。匀强磁场的 磁感应强度为 B,匀强电场的电场强度为 E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A1A2.平板 S 下方有磁感应强度为 B0 的匀强磁场。下列 表述不正确的是( )
人教版高二物理选修3-1 第三章《磁场》 达标检测 word版含解析答案
人教版选修3-1 第三章磁场达标检测本章达标检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项正确,第6~8题有多个选项正确,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分) 1.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通以大小不等的同向电流,则它们的运动情况是()A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动C.以相等的加速度相向运动D.以相等的加速度背向运动2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右3. 如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流,沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下的运动情况是()A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面向右平动C.静止不动D.a 端转向纸里,b 端转向纸外4.一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。
则下列能表示运动周期T 与半径R 之间的关系的图象是( )5.如图所示的区域中存在着匀强电场和匀强磁场,二者平行但方向相反。
质量为m,所带电荷量为-q 的粒子(不计重力)沿电场方向以初速度v 0射入场区,下列关于该粒子的说法正确的是( )A.所受洛伦兹力越来越小B.速度方向保持不变C.所受电场力越来越小D.向右的最大位移为mv 022qE6.如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中,O 为M 、N 连线的中点,连线上a 、b 两点关于O 点对称。
导线均通有大小相等、方向向上的电流。
已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度B=k I r,式中k 是常量、I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。
人教版高中物理选修3-1第三章第1节磁现象和磁场
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)1.下列关于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的相互作用而人为引入的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解析:磁场和电场一样具有力的性质和能量是一种客观存在的物质,磁极与磁极间及磁极与电流间均是通过磁场而发生作用的。
答案:A2.把一个条形磁铁悬挂起来,则条形磁铁的N极应指向()A.地理正北极B.地理正南极C.地磁北极D.地磁南极解析:地磁场在地球外部由地磁北极指向地磁南极,因此,条形磁铁的N极应指向地磁南极,选项D正确。
答案:D3.实验表明:磁体能吸引一元硬币,对这种现象解释正确的是()A.硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁B.硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多D.硬币中含有磁性材料,磁化后能被吸引解析:一元硬币为钢芯镀镍,钢和镍都是磁性材料,放在磁体的磁场中能够被磁化,因而能够被磁体吸引,故D正确。
答案:D4.以下说法中正确的是()A.磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B.电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C.磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D.磁场和电场是同一种物质解析:电流能产生磁场,在电流的周围就有磁场存在,不论是磁极与磁极间,还是电流与电流间、磁体与电流间,都有相互作用的磁场力。
磁场是磁现象中的一种特殊物质,它的基本特点是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用;而电场是电荷周围存在的一种特殊物质,其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用,它不会对放入静电场中的磁体产生力的作用,因此磁场和电场是两种不同的物质,各自具有其本身的特点。
答案:A5.奥斯特实验说明了()A.磁场的存在B.磁场具有方向性C.通电导线周围存在磁场D.磁体间有相互作用解析:奥斯特实验中通过导线周围的小磁针在导线中通入电流时发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,C正确。
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自我小测
一、选择题(其中第1~2题为单选题,第3~7题为多选题)
1.先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直.如图所示,图中a、b两线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的磁场力F与通过导线的电流I 的关系,下列说法中正确的是()
A.A、B两点磁感应强度相等
B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D.无法比较磁感应强度的大小
2.在实验精度要求不高的情况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,具体做法是:在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘.导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度.现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10-5 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示.由此测出该通电直导线在其正下
方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为()
A.5.0×10-5 T B.1.0×10-4 T C.8.66×10-5 T D.7.07×10-5 T 3.下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是()
A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向
B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
4.关于磁感应强度的大小,下列说法正确的是()
A.磁体在磁场中受磁场力大的地方,该处的磁感应强度一定大
B.磁体在磁场中受磁场力大的地方,该处的磁感应强度不一定大,与放置方向有关C.通电导线在磁场中受磁场力大的地方,该处磁感应强度一定大
D.通电导线在磁场中受磁场力大的地方,该处磁感应强度不一定大,与放置方向有关5.关于磁感应强度的单位,下列等式中正确的是()
A.1 T=1 kg·A/s2 B.1 T=1 kg/(A·s2)
C.1 T=1 A/(kg·s2) D.1 T=1 N/(A·m)6.将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图象能正确反映各量间关系的是()
7.有一小段通电导线,长为1 cm,电流为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度可能是()A.B=2 T B.B=5 T C.B=1.5 T D.以上情况均有可能
二、非选择题
8.如图所示,长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多
大?
9.在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为1 cm,电流为0.5 A,所受的磁场力为5×10-4 N.
(1)该位置的磁感应强度多大?
(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大?
(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受磁场力多大?
参考答案
1.解析:导线受到的磁场力F ==BIL .对于题图给出的FI 图线,直线的斜率k ==BL ,由题图可知,k a >>k b ,又因A 、B 两点导线的长度L 相同,故A 点的磁感应强度大于B 点的磁感应强度,选项B 正确.
答案:B
2.解析:如图所示为磁场的分布图,则该位置产生的磁感应强度B 2的大小为B 2==B 1tan60°==8.66×10-
5 T.
答案:C
3.解析:本题考查对磁感应强度方向的理解.磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N 极受力的方向.但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向.
答案:BD
4.解析:磁体在磁场中的受力跟其放置方向无关,通电导线在磁场中的受力与其放置方向有关.
答案:AD
5.解析:根据磁感应强度的定义式B ==F IL 知:1 T ==1N A m ⋅==1 2kg m A m s ⋅⋅⋅==1 2kg A s
⋅.可见,选项B 、D 正确. 答案:BD
6.解析:由B ==F IL
或F ==BIL 知:匀强磁场中B 恒定不变,故选项B 对,选项D 错;B 、L 一定,且F 与I 成正比,故选项C 对,选项A 错.
答案:BC
7.解析:如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F ==0.1 N ,那么该点的磁感应强度为B ==F IL ==0.150.01
⨯ T ==2 T ;如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,那么受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1 N ,由定义式可知,B 应大于2 T ,选项A 、B 正确.
答案:AB
8.解析:由细线拉力恰好为0可知,磁场力为
F ==mg ①
又B==F
IL
②
由①②解得,B==mg IL
.
答案:mg IL
9.解析:(1)由B=F
IL
得,
B=
4
510
0.010.5
-
⨯
⨯
T=0.1 T.
(2)该处的磁感应强度不变,B=0.1 T.
(3)通电导线平行磁场放置时,不受磁场力,F=0. 答案:(1)0.1 T(2)0.1 T(3)0。