优化方案2016_2017学年高中物理3.1磁现象磁场课时作业(含解析)教科版选修3_1

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高中物理选修3-1 磁现象和磁场课后作业(含解析)

《磁现象和磁场》课后作业一、选择题考点一磁现象与磁场1．(多选)某同学身边有一个长铁条，为了检验它是否具有磁性，该同学用它的一端靠近能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象以及相应结论，其中正确的是() A．若小磁针被吸引过来，则说明长铁条一定有磁性B．若小磁针被吸引过来，则长铁条可能没有磁性C．若小磁针被推开，则说明长铁条一定有磁性D．若小磁针被推开，则长铁条可能没有磁性答案BC解析因为磁铁有吸引铁质物体的性质，小磁针有磁性，可吸引长铁条，故长铁条可能没有磁性，选项A错，B对；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，选项C对，D错．2.如图1所示，举世瞩目的上海磁悬浮列车线是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线，其全程共30 km，列车最高速度可达552 km/h，单向运行约8 min.磁悬浮列车底部装有电磁铁，轨道地面上则安装有线圈．通过地面线圈与列车上的电磁铁之间的排斥力使列车悬浮起来．地面线圈的上端磁极极性与列车上的电磁铁下端极性总保持()图1A．相同B．相反C．不能确定D．以上均不对答案A解析磁悬浮列车采用磁场力使列车与轨道分离并悬浮起来，减小摩擦阻力，地面线圈与列车上的电磁铁间存在斥力，相对的磁极极性应相同．3.如图2所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右从条形磁铁上方缓慢移动时，弹簧测力计的示数()图2A．不变B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小答案C解析磁铁上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右移动时，所受磁铁的引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大，故选C.4．(多选)下列说法中正确的是()A．磁场并不存在，它是人们为了研究问题方便而假想出来的B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引C．磁体和通电导体都能产生磁场D．若小磁针始终指向南北方向，则小磁针的附近一定没有磁铁答案BC解析磁场是一种“场”物质，它和我们常见的分子、原子组成的物质不同，它是以一种“场”的形式存在的，故选项A错误．由磁极间相互作用的基本规律及电流的磁效应可知，选项B、C正确．若磁铁放在小磁针的南方或北方，小磁针仍可能始终指向南北方向，故选项D错误．5.将A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对的磁极极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图3所示，设两磁环受到的重力相等且都为G，则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是()图3A．F＜G B．F＝GC．G＜F＜2G D．F＝2G答案D解析由A、B两磁环相对的磁极极性相同，知它们之间相互作用力是斥力．A悬浮在空中，说明A受力平衡，因此，A受到的重力和B对A的排斥力大小相等．根据牛顿第三定律，B 受到A的斥力大小等于G.对B受力分析可知，B受到重力、向下的斥力和底座对B向上的支持力，B静止，所以F支＝2G，所以B对底座的压力F也为2G.6．(多选)如图4所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()图4A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的答案BC解析题图甲中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；题图乙中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；题图丙中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的．综上所述，选项B、C正确．考点二电流的磁效应7．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．导线沿南北方向放置在磁针的正上方D．导线沿东西方向放置在磁针的正上方答案C解析把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于沿南北方向放置的通电导线的正下方的磁场恰好是东西方向．正确选项为C. 8．(多选)下列说法正确的是()A．小磁针放在一根通电直导线附近，小磁针没有转动，说明电流没有磁效应B．两根通电直导线相互垂直放置，解除固定后都发生转动，说明了电流的磁效应C．奥斯特发现的电流磁效应现象，首次揭示了电与磁之间是有联系的D．以上说法均错误答案BC解析把小磁针放在电流周围，如果小磁针N极方向正好与该处电流磁场方向一致，小磁针不转动，说明不了电流有没有磁效应，选项A错；两根相互垂直放置的通电直导线都发生转动，说明了电流的磁效应，选项B对，选项D错；选项C显然也对．考点三地磁场9.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5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()图5A．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答案A二、非选择题10．(磁现象与磁场)关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想．有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一枚小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时N极指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．你认为这个实验方案中有没有需要改进和改正的地方，如有，请改进或改正．答案有需改进和改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极．11．(磁现象与磁场)两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图6所示，开始时平板和磁铁均处于水平位置，且静止不动．图6a．若将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起；b．若将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两个条形磁铁也吸在了一起．回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动的原因是__________________________________；左侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________(填“左”或“右”)．(2)在a过程中，磁铁开始滑动时，平板在向上做______(填“加速”或“减速”)运动．(3)在b过程中，磁铁开始滑动时，平板在向下做______(填“加速”或“减速”)运动．(4)若平板AB突然向右加速，则左侧的磁铁将会做什么运动？答案(1)两磁铁间相互作用的磁力小于磁铁与平板间的最大静摩擦力左(2)减速(3)加速(4)相对于平板AB静止或相对于平板AB向左滑动解析(1)两磁铁间相互作用的磁力小于磁铁与平板间的最大静摩擦力，所以两磁铁都静止不动，此时对左侧的磁铁来说，吸引力向右，故静摩擦力的方向向左．(2)平板向上运动时，两磁铁吸在了一起，说明磁铁受到的摩擦力减小，支持力减小，磁铁处于失重状态，加速度方向向下，故平板向上做减速运动．(3)平板向下运动时，两磁铁也吸在了一起，说明磁铁仍处于失重状态，故平板向下做加速运动．(4)若平板AB运动的加速度较小，左侧磁铁相对于平板AB静止不动；若平板AB运动的加速度较大，左侧磁铁将会相对于平板AB向左滑动．。

教科高二版物理选修3—1第3章磁场练习含答案

（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是()A．奥斯特B．爱因斯坦C．牛顿D．伽利略2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大3、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B e＝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 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域6、如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32B8、一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定()A．粒子从a到b，带正电B．粒子从a到b，带负电C．粒子从b到a，带正电D．粒子从b到a，带负电9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况()A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C．在a、b表面都聚集正电荷D．无法判断a、b表面聚集何种电荷10、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11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1 T，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝33T，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v的大小；(2)离子的比荷q m；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.（高二）教科版物理选修3—1第3章磁场练习含答案教科版选修3--1第三章磁场1、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是()A．奥斯特B．爱因斯坦C．牛顿D．伽利略A[奥斯特发现了电流的磁效应，即把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，故A正确．]2、螺线管正中间的上方悬挂一个通有顺时针方向电流的小线圈，线圈的平面与螺线管的轴线在同一竖直面内，如图所示．当开关S合上时(一小段时间内)，从上方俯视，线圈应该()A．顺时针方向转动，同时向左移动B．逆时针方向转动，同时向右移动C．顺时针方向转动，同时悬线的拉力减小D．逆时针方向转动，同时悬线的拉力增大D[闭合S后，螺线管左端为S极，右端为N极，由左手定则知圆环右边受垂直于纸面向里的安培力，左边受垂直于纸面向外的安培力，所以从上向下看线圈逆时针方向转动，当转动到线圈与纸面垂直时，线圈等效为左端为N极、右端为S极的磁针，由磁极间的作用力可知悬线拉力增大．]3、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B e＝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 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 TC[将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电ACD[ 根据左手定则，带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的粒子向右偏，因此选A、C、D.]5、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子()A．带正电B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域C[粒子穿过铝板受到铝板的阻力，速度将减小. 由r＝m vBq可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小，故可得粒子由Ⅰ区域运动到Ⅱ区域，结合左手定则可知粒子带负电，选项A、B、D错误；由T＝2πmBq可知粒子运动的周期不变，粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域中运动的时间均为t＝12T＝πmBq，选项C正确．]6、如图所示，在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边垂直，指向左边B．与ab边垂直，指向右边C．与ab边平行，竖直向上D．与ab边平行，竖直向下A[等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流．由安培定则可得：导线a、b的电流在c处的合磁场方向竖直向下．再由左手定则可得：安培力的方向是与ab边垂直，指向左边．]7、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d 处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32BB[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝k2l ；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：B a＝B c＝kl＝2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝2B a＋B＝3B.]8、一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)．从图中情况可以确定()A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电D [垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R ＝m v qB .由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又据E k ＝12m v 2知，v 在减小，故R 减小，可判定粒子从b 向a 运动；另据左手定则，可判定粒子带负电．]9、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况( )A ．在b 表面聚集正电荷，而a 表面聚集负电荷B ．在a 表面聚集正电荷，而b 表面聚集负电荷C ．在a 、b 表面都聚集正电荷D ．无法判断a 、b 表面聚集何种电荷A [金属导体靠自由电子导电，金属中正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成．根据左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向．也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a 表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a 表面的作用力，并在a 表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b 的表面“裸露”出正电荷层，并使b 表面电势高于a 表面电势，A 正确．]10、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A [导体棒受力如图所示．tan θ＝Fmg＝BILmg；棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D错误．]11、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误B[题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝FIL＝0.41×0.1T＝4 T．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，故B正确．]12、如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．解析：如图所示，由于质子在O 点的速度垂直于板NP ，所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心O ′一定位于NP 所在的直线上．如果直径小于ON ，则轨迹将是圆心位于ON 之间的一段半圆弧．(1)如果质子恰好从N 点射出，R 1＝d 4，q v 0B 1＝m v 20R 1. 所以B 1＝4m v 0dq .(2)如果质子恰好从M 点射出R 22－d 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R 2－d 22，q v 0B 2＝m v 20R 2，得B 2＝4m v 05dq . 所以B 应满足4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq .答案：4m v 05dq ≤B ≤4m v 0dq13、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m ，电压为10 V ；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B 0＝0.1 T ，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R 为0.1 m 、圆心为O 的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ＝33 T ，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A 点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD 方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝π3，不计离子重力．求：(1)离子速度v 的大小；(2)离子的比荷q m ；(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.解析：(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力大小相等，即：B 0q v ＝qE 0E 0＝U d解得v ＝2 000 m/s.(2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：Bq v ＝m v 2r由几何关系有：tan θ2＝R r解得离子的比荷为：q m ＝2×104 C/kg.(3)弧CF 对应圆心角为θ，离子在圆形磁场区域中运动时间t ，t ＝θ2π·TT ＝2πm qB解得t ＝3π6×10－4 s ≈9×10－5 s.答案：(1)2 000 m/s (2)2×104 C/kg (3)9×10－5 s。

人教版高二物理选修3-1课时作业第三章磁场 3.1磁现象和磁场、磁感应强度 word版含解析答案

第三章磁场磁现象和磁场1.(多选)某同学身边有一个长铁条,为了检验它是否具有磁性,该同学用它的一端靠近能自由转动的小磁针。

下列给出了几种可能产生的现象以及相应结论,其中正确的是()A.若小磁针被吸引过来,则说明长铁条一定有磁性B.若小磁针被吸引过来,则长铁条可能没有磁性C.若小磁针被推开,则说明长铁条一定有磁性D.若小磁针被推开,则长铁条可能没有磁性2.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,如图所示,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3.月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的1/6,月球表面没有磁场。

根据这些特征,在月球上,下图中的四种情况能够做到的是()4.物理实验都需要有一定的控制条件,奥斯特做电流磁效应实验时就应排除地磁场对实验的影响。

下列关于奥斯特实验的说法正确的是()A.该实验必须在地球赤道上进行B.通电直导线必须竖直放置C.通电直导线应该水平东西方向放置D.通电直导线可以水平南北方向放置5.(多选)下列说法正确的是()A.小磁针放在一根通电直导线附近,小磁针没有转动,说明电流没有磁效应B.两根通电直导线相互垂直放置,解除固定后都发生转动,说明了电流的磁效应C.奥斯特发现的电流磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的D.以上说法均错误6. (多选)一束离子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束离子可能是()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7.地球是一个大磁体:①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;②地磁场的北极在地理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行;④北半球地磁场的方向相对地面是斜向上的;⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的。

优化方案2016_2017学年高中物理5.1磁场课时作业(含解析)鲁科版选修3_1

磁场一、选择题1．(多选)下列物体中，周围一定存在磁场的有( )A．地球B．通电直导线C．磁铁附近的铁棒D．静止的带电金属球解析：选ABC.地球和通电直导线周围都存在磁场．铁棒放在磁铁附近会被磁化，磁化后的铁棒周围也有磁场，静止的带电小球，由于其中的电荷不定向移动，所以其周围不存在磁场，故选ABC.2．(多选)以下关于地磁场的说法中正确的是( )A．地磁场是地球的盾牌，起着保护地球上的生命的作用B．地磁场的N极在地理北极附近，但不与北极重合C．地磁场的方向会随时间的流逝而缓慢地变化D．在所有行星中，只有地球有磁场解析：选AC.正是由于地磁场的保护，使得大量射向地球的高能粒子发生偏转，人类和其他生命才得以延续，故A正确；地磁场的N极应在地理南极附近，故B错误；地磁场的N、S极的位置会不断变化，甚至会颠倒，故C正确；在所有行星中，并不是只有地球有磁场，故D错误．故选AC.3．(·龙岩一中高二检测)关于磁体和磁场的下列说法正确的是( )A．电荷可以吸引碎纸屑，磁体也可以吸引碎纸屑B．正负电荷可以单独存在，也一定存在只有一个磁极的磁体C．将一块条形磁铁从正中间断开后，就形成了两个只有单一磁极的磁体D．电流的磁场和磁体的磁场具有相同的性质解析：选D.磁体可以吸引铁磁性物质，不能吸引碎纸屑，A错误．任意磁体都同时存在N极和S极，B、C错误．电流的磁场和磁体的磁场虽然产生磁场的物质不同，但是磁场的性质相同，都能对放入其中的磁极或电流产生力的作用，D正确．故选D.4．关于地磁场，以下说法正确的是( )A．地球是一个巨大的磁体，地磁N极在地理北极附近，地磁S极在地理南极附近B．地磁场在地表附近某处有两个分量，水平分量指向地理的北极附近，竖直分量一定是竖直向下C．若指南针能放入地心，则它的N极将指向地理北极附近D．若指南针能放入地心，则它的N极将指向地理南极附近解析：选D.地表处南半球B竖直分量竖直向上，北半球B竖直分量竖直向下，地球内部磁场方向由S极指向N极即指向地理南极附近．故选D.5．(·济南高二检测)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，就会引起水雷爆炸，其依据是( )A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理解析：选B.当磁性水雷距离军舰足够近时，水雷中的小磁针受到被地磁场磁化了的军舰的作用而发生偏转，从而引发起爆装置使水雷爆炸．故选B.6．甲、乙两块条形磁铁异性磁极相互靠近，关于乙磁铁N极的受力原因，下列说法正确的是( )A．甲的S极直接施力给乙的N极B．甲通过自己的磁场施力给乙的N极C．甲通过乙的磁场施力给乙的N极D．以上说法均不正确解析：选B.磁体之间的作用不是一种超距作用，是通过磁场发生的，甲磁铁对乙磁铁施加作用力是甲在空间激发的磁场对乙施力，故选B.7．关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是( )A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作D．指南针在所有的天体上都不能正常工作解析：选A.宇宙中的许多天体都有磁场，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风等活动都与太阳磁场有关，A正确，B错误．月球也和地球、太阳一样有全球性的磁场，只有在全球性的磁场天体上，指南针才能正常工作；火星就不是一个全球性的磁体，指南针就无法正常工作．C、D错误．故选A.8．(多选)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，不能确定锯条是否有磁性D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性解析：选AC.若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的同名磁极．若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选AC.9．(·三明质检)磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会呈现出磁性．地球就是一个巨大的磁体，甚至在一些生物体内也会含有微量强磁性物质，如Fe3O4.研究表明，鸽子正是利用这种体内所含的微量强磁性物质在地磁场中所受到的作用来辨别方向的．若在鸽子身上缚一块永磁体，且其附近的磁场比地磁场强，则( )A．鸽子仍能辨别方向B．鸽子更容易辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向解析：选C.鸽子是利用自身的磁性物质与地球磁场的相互作用辨别方向的，如果在鸽子身上缚上强磁性材料，使鸽子不能正确的感知地球磁场的分布，鸽子就不能正确的判断方向，从而会迷失方向，故选C.☆10.如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数( )A．不变B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小解析：选C.磁体上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右逐渐移动时，所受磁体的引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大．故选C.二、非选择题11.两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起请回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力，右侧的一块磁铁受到的静摩擦力的方向向________．(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________.(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________.解析：(1)磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左、静摩擦力向右．(2)当平板向上运动而两磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下．(3)当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍应向下，故是向下加速运动．答案：(1)吸引右(2)减速(3)加速12．如图所示是医生用来取出病人吞下的金属物品的仪器．当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，再拉出整条塑料管，你能说出这种仪器的原理吗？如果小孩不慎吞下的是易拉罐环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？解析：回形针可以用这种仪器取出来．当仪器顶部接触金属物品时，医生将手控环内推，仪器内的活动永久磁铁向前接触金属物品，能将铁制品物吸引．回形针是铁的，而易拉罐环一般是铝制品不能被吸引，所以回形针可以用这种仪器取出来．答案：见解析。

优化方案2016_2017学年高中物理3.3磁感应强度磁通量课时作业(含解析)教科版选修3_1

磁感应强度磁通量一、选择题1．下列说法中正确的是( )A ．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B ．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C ．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D ．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：选AC ．通电导体受磁场力与电荷受电场力不同，磁场力的大小与导体放置的方向有关，导体与磁场方向垂直时磁场力最大，导体与磁场方向平行时磁场力为零．2．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I 、长度L 和受力F ，则可以用F IL表示磁感应强度B 的是( )解析：选AC ．当通电导线垂直于磁场方向时，可用F IL表示B ．3．关于磁感应强度B 、电流强度I 、导线长L 和导线所受磁场力F 的关系，下列说法中正确的是( )A ．在B ＝0的地方，F 一定等于零 B ．在F ＝0的地方，B 一定等于零C ．若B ＝1 T ，I ＝1 A ，L ＝1 m ，则F 一定等于1 ND ．若L ＝1 m ，I ＝1 A ，F ＝1 N ，则B 一定等于1 T解析：选A ．由F ＝ILB ，当B ＝0时，F 一定为零．但是用B ＝F IL判断B 时，B 一定要和通电导线垂直，没有垂直这个条件，是无法判断的．故只有A 正确．4. 如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I ，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是( )A ．增大电流IB ．增加直导线的长度C ．使导线在纸面内顺时针转过30°D ．使导线在纸面内逆时针转过60°解析：选ABD ．由磁场力公式F ＝ILB sin θ可知，导线与磁场方向垂直时磁场力最大，故A 、B 、D 均正确．5．(·重庆一中高二检测)在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a 和b ，a 、b 导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图像表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图像中各描出一个点．在A、B、C、D四幅图中，正确的是( )解析：选BC．通电导线在磁场中受的力F＝BIL，由题意知，a、b两导线长度相等，电流不同，所受力不同，但力F与I成正比，F－I图线一定是过原点的直线，因此只有B、C两幅图正确．6. 如图所示，矩形线圈abcd绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是( )A．线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B．线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零C．线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零D．线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零解析：选AD．由磁通量变化公式ΔΦ＝Φ2－Φ1计算，因此只要能正确地表示出始末位置的磁通量，就能准确写出磁通量的变化量．7. (·杭州二中高二检测)如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的两根平行直导线在同一平面且处于两条导线的中央，则( )A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析：选A．两电流同向时，一根导线在线圈中产生向里的磁通量，另一根产生的磁通量向外，二者大小相等，相互抵消，故合磁通量为零．两电流反向时，两电流产生的磁通量均向里或均向外，合磁通量不为零，由于线圈放置位置具有对称性，虽然电流产生的磁场是不均匀的，但穿过线圈的两个方向的磁感线的条数是相同的，所以本题只有A正确．8. 如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b等远处有一点P，若P点合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是( )A ．a 中向纸里，b 中向纸外B ．a 中向纸外，b 中向纸里C ．a 、b 中均向纸外D ．a 、b 中均向纸里解析：选A ．因为通电直导线周围磁场的磁感线是一组以导线各点为圆心垂直于导线的同心圆，所以直导线a 中电流在P 处激发的磁场方向垂直于a 、P 连线，直导线b 中电流在P 处激发的磁场方向垂直于b 、P 连线．又因为P 点合磁感应强度B 的方向水平向左，所以由矢量合成法则可知，a 中电流在P 处激发的磁场方向垂直aP 向下，b 中电流在P 处激发的磁场方向垂直bP 向上，再根据安培定则很容易判断a 、b 中的电流方向，a 中向纸里，b 中向纸外，故选A ．9. 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 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点解析：选A ．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沿顺时针方向，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定则来确定．☆10. 电磁轨道炮的工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )A ．只将轨道长度L 变为原来的2倍B ．只将电流I 增加至原来的2倍C ．只将弹体质量减至原来的一半D ．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变解析：选BD ．因为F 安＝BId ，W 安＝BIdL ，所以由动能定理知，BIdL ＝12mv 2，所以v ＝2BIdLm，故使L 变为原来的2倍，速度仅变为原来的2倍，A 错；I 变为原来的2倍，B 也变为原来的2倍，B 、D 正确，C 错．二、非选择题11. 如图所示，正方形线圈abcO 边长为0.8 m ，匀强磁场沿x 轴正向，B ＝0.2 T ，线圈在图示位置绕Oz 轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？解析：由题意，初磁通量 Φ1＝BS sin 0°＝0. 末磁通量Φ2＝BS sin 60°＝0.2×0.82×32Wb ＝0.064 3 Wb ≈0.11 WB ．所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 WB ．答案：0.11 Wb☆12. 安培秤如图所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场B 中，下边一段长为L ，它与B 垂直．当线圈的导线中通有电流I 时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m 的砝码，才能使两臂再次达到平衡．求磁感应强度B 的大小．解析：前后电流方向发生改变，线圈受力方向也发生改变．设开始时线圈受力方向竖直向上，大小为F .此时左、右两盘中物体质量分别为m 1和m 2，则有m 1g ＝m 2g －F ①电流反向后，线圈受力方向竖直向下，此时需要在左盘中增加质量为m 的砝码才能再次达到两臂平衡，则m 1g ＋mg ＝m 2g ＋F ② 由②－①得mg ＝2F ，所以F ＝12mg ，而F ＝NBIL ，所以B ＝mg2NIL .答案：mg2NIL。

优化方案2016_2017学年高中物理5.2用磁感线描述磁场课时作业(含解析)鲁科版选修3_1

用磁感线描述磁场一、选择题1．(多选)如图所示，磁场中有A、B两点，下列说法正确的是( )A．A点比B点磁场强B．B点比A点磁场强C．A、B两点磁场方向一致D．A、B两点磁场方向不同解析：选AD.磁场的方向为磁感线的切线方向，磁场的大小可由磁感线的疏密程度来判断．故选AD.2．(多选)下列说法中正确的是( )A．条形磁铁和蹄形磁铁的内部磁感线都是从磁铁的南极到北极B．直线电流产生的磁场的磁感线是以导线上的点为圆心的一系列同心圆，该圆的平面与导线垂直C．把安培定则用于通电螺线管时，大拇指所指的方向是螺线管外部磁感线的方向D．把安培定则用于环形导线时，当右手弯曲的四指和环形电流方向一致时，大拇指所指的方向是环形导线中心轴线上的磁感线方向解析：选ABD.永磁体内部的磁感线从S极到N极，所以A正确；直线电流、通电螺线管和环形电流的磁感线由安培定则来确定，这时大拇指和四指所指的方向都各不相同，要注意区分．故选ABD.3．(多选)关于磁场中某一点的磁场方向，下列说法正确的是( )A．与放在该点的小磁针北极受的磁力方向相同B．与放在该点的小磁针静止时北极所指方向相同C．与放在该点的小磁针所受磁力方向相同D．与经过该点的磁感线的切线方向相同解析：选ABD.我们规定，磁场的方向就是磁感线的切线方向，是小磁针静止时N极受力的方向，也是它静止时N极所指的方向．故选ABD.4．(·龙海高二期中)如果设想地磁场是由地球内部的环形电流形成的，那么，这一环形电流的方向应该是( )A．由东向西B．由西向东C．由南向北D．由北向南解析：选A.地球内部的磁场方向由北极指向南极．由安培定则可知，地球内部环形电流的方向由东向西，故选A.5．(多选)(·四川广元高二诊断)要想在如图所示的虚线框内有方向垂直于纸面向里的磁场，下列方法可行的是( )A．电子在框内顺时针旋转B．正离子在框内顺时针旋转C．电子沿a到d的方向运动D．正离子沿a到b的方向运动解析：选BCD.由题意，根据右手螺旋定则得，选项B、C、D正确．6．(多选)如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B带电情况的说法中正确的是( )A．带同种电荷B．带异种电荷C．B带正电D．A带正电解析：选BD.A、B放电相当于通电直导线，小磁针在通电直导线的上方，根据题意可以判断上方磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可以判断放电电流由北向南，即A带正电，B 带负电．7．(·厦门高二检测)下图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )A．①③B．②③C．①④D．②④解析：选C.由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确、②错误．③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出④正确、③错误．故选C.8.如图所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针的北极N(黑色一端)指示出磁场方向正确的是( )A．a、c B．b、cC．c、d D．a、d解析：选A.据安培定则判断出：(1)AB直导线产生的磁场在小磁针a所在位置垂直纸面向外，所以磁针a的N极指向正确；(2)C左侧为N极，内部磁场向左，所以磁针c的N极指向正确，磁针b的N极指向不对；(3)D左为S极，右为N极，所以磁针d的N极指向不正确．故选A.9．如图所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是( )A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极解析：选D.当电流从a端流入电磁铁时，根据安培定则，判断出电磁铁的上端为S极，此时能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极．故选D.二、非选择题10.(·晋江高二测试)如图所示，ABCD是一环形导线，在C，D处用导线与直导线ab接通，图中标出了环形电流的磁感线方向，则可知A、B两端中接电源正极的是________端，放在导线ab下方的小磁针________极将转向纸外．解析：由安培定则可知，ABCD中电流的方向应为B→D→C→A，故B端接电源正极，同理由安培定则可知，导线ab下方磁场方向垂直纸面向外．答案：B N11.解析：如图所示：答案：见解析12．根据图中合上电键S 后小磁针A 向右摆动的现象，分析小磁针B 、C 的转动方向．解析：合上电键后小磁针A 向右移，说明受到向右的力作用，通电螺线管左端相当于S 极．根据安培定则，B 处导线中的电流方向向左，此电流在B 处产生的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针B 的N 极受磁场力垂直纸面向外，故小磁针B 的N 极向外转动．通电螺线管在C 处的磁场方向向左，小磁针C 的N 极受磁场力向左，故小磁针C 转动后N 极指向左．答案：小磁针B 的N 极向外转动小磁针C 转动后N 极指向左。

优化方案2016_2017学年高中物理6.1探究磁场对电流的作用课时作业(含解析)鲁科版选修3_1

探究磁场对电流的作用一、选择题1．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是( )A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直解析：选C.根据左手定则中电流方向、安培力的方向和磁场方向的关系，可知C是正确的.2．在赤道处沿东西方向放置一根通电直导线，导线中电子定向移动的方向是由东向西，则导线受到的地磁场的作用力的方向为( )A．向上B．向下C．向北D．向南解析：选A.地球磁场在赤道处的磁感应强度方向由南向北，而导线中电流方向由西向东，由左手定则可判定，导线所受安培力的方向向上．故选A.3.(·淮安高二检测)如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路．当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用．要使安培力增大，可采用的方法有( )A．减小金属导轨的间距B．增大磁感应强度C．减小磁感应强度D．减小电流强度解析：选B.由图可知磁场方向和电流垂直，由公式F＝BIl知，选项B能增大安培力．故选B.4．(多选)关于电流计以下说法正确的是( )A．指针稳定后，游丝形变产生的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的B．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大C．在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D．在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关解析：选ABD.游丝形变产生的阻力效果与安培力引起的动力效果平衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二力方向相反，A正确．电流计内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小相等方向不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大，B、D正确，C错误．故选ABD.5．(多选)(·福州高二检测)如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是( )解析：选ABD.只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，而A、D中导线均与磁场垂直，B中导线与磁场方向夹角为60°，因此都受安培力的作用，故选ABD.6.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )A．方向沿纸面向上B．大小为(2－1)ILBC．大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下解析：选AC.将导线分为三段直导线，根据左手定则分别判断出安培力的方向，根据F ＝BIL 计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F ＝BIL ＋2BIL sin 45°＝(2＋1)·BIL ，方向沿纸面向上．故选AC.7.(·大庆高二检测)一根粗细均匀的导线AB 长为0.5 m ，质量为10 g ，用两根柔软的细线水平悬挂在磁感应强度为0.4 T 的匀强磁场中，如图所示，要使悬线的拉力为零，则金属导线中的电流方向和大小为( )A ．由A 到B,0.49 AB ．由B 到A,0.49 AC ．由A 到B,0.98 AD ．由B 到A,0.98 A解析：选A.要使悬线的拉力为零，悬线竖直方向受到重力和安培力两个力的作用，且二力平衡，故安培力的方向竖直向上，由左手定则可判断金属导线中的电流方向由A 到B ，由BIL ＝mg 得，I ＝0.49 A ，故选A.8.(·长春高二检测)直导线ab 长为L ，水平放置在匀强磁场中，磁场方向如图，磁感应强度为B ，导线中通有恒定电流，电流为I ，则( )A ．导线所受安培力大小为BILB ．若电流方向由b 向a ，则安培力方向竖直向上C ．若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变成BIL sin αD ．若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变为BIL cos α解析：选A.由安培力的公式可知，A 正确．若使导线在纸面内转过α角，由于I 与B 还是垂直，所以安培力大小还是BIL ，C 、D 错误．若电流方向由b 向a ，由左手定则可判定安培力方向竖直向下，B 错误．故选A.9．在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，过c 点的导线所受安培力的方向( )A ．与ab 边平行，竖直向上B ．与ab 边平行，竖直向下C ．与ab 边垂直，指向左边D ．与ab 边垂直，指向右边解析：选C.根据直流电流的安培定则，a 、b 在c 处所激发的磁场方向分别如图中B a 、B b 所示，应用平行四边形定则可知c 导线所在处的合磁场方向如图所示．根据左手定则可知安培力F 安的方向与ab 连线垂直、指向左边．故选C.☆10.(·厦门高二期末)如图所示的天平可用来测定磁感应强度B .天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L ，共N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流I (方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m 1、m 2的砝码，天平平衡．当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡．由此可知( )A ．B 的方向垂直纸面向里，大小为(m 1－m 2)g /(NIL )B ．B 的方向垂直纸面向里，大小为mg /(2NIL )C ．B 的方向垂直纸面向外，大小为(m 1－m 2)g /(NIL )D．B的方向垂直纸面向外，大小为mg/(2NIL)解析：选B.电流反向后，需在右边再加砝码，天平重新平衡，说明此时线圈受安培力向上，由左手定则可判磁感应强度方向垂直纸面向里，电流反向前：m1g＝m2g＋m′g＋NBIL.m′为线框的质量，电流反向后：m1g＝m2g＋mg＋m′g－NBIL.解得：B＝mg2NIL，故选B.二、非选择题11．地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5 T，一根长为500 m的电线，电流为10 A，试求导线受到的安培力的范围是多少？解析：当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作用，F＝0当电线的放置方式与磁场垂直时，安培力最大F max＝BIl＝0.2 N故导线受到的安培力范围：0≤F≤0.2 N答案：0≤F≤0.2 N☆12.如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力．解析：A图中，F＝IlB cos α，这时不能死记公式，而写成F＝IlB sin α.要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解．B图中，B⊥I，导线再怎么放，也在纸平面内．故F＝IlB.C图是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.故F＝2IlB.同理，从a→b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.F＝2IRB.所以，F＝IlB sin α，可以推广到任意形状的导线在匀强磁场中的受力计算．若在D图中，用导线将ab接通形成闭合线圈，则ab弧受力与ab直径受力方向刚好相反，故合力为零．所以，闭合的通电线圈受安培力为零．E图中，F＝0.答案：见解析。

高中物理 3-1 磁现象和磁场课后强化作业(含解析)新人教版选修3-1

解析）新人教版选修3-11．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( )答案：C解析：牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为C。

2．磁铁吸引小铁钉与摩擦过的塑料尺吸引毛发碎纸屑两现象比较，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，后者是电现象答案：D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纸屑等物体，是电现象，D对，A、B、C错。

3.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将( )A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下答案：D解析：北极点上磁场方向竖直向下，指南针的N、S两极受力分别竖直向下和竖直向上，即指南针的N极指向正下方。

4．(2013·海淀高二质检)目前许多国家都在研制磁悬浮列车，我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成通车(如图)。

一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，车厢用的磁体大多是通过强大电流的电磁铁，现有下列说法：①磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用；②磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥；③磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦；④磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦。

正确的组合是( )A．①③B．①④C．②③D．②④答案：A解析：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用的特性而与铁轨分离，这样它在前进过程中不再受到与铁轨之间的摩擦阻力，而只会受到空气的阻力。

故A正确。

5．明永乐三年(1405年)的一天，江苏太仓城外刘家港的港湾里，一支庞大的船队正准备起锚远航，“宝舟体势巍然，巨无匹敌，棚帆锚舵，非二三百人莫能举动。

”整个船队有官兵、水手、工匠、医生、翻译等两万多人……以上是对郑和统帅船队将要“下西洋”时的描述。

优化方案2016_2017学年高中物理第5章磁场章末检测(含解析)鲁科版选修3_1

第5章磁场(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．(·上海高二检测)关于磁通量，下列说法中正确的是( )A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大C．穿过某垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多，磁通量越大D．在磁场中所取平面的面积越大，磁通量越大解析：选C.在磁感应强度大的地方，若某平面与磁场平行，即使是增大平面的面积，穿过该面的磁通量一直为零，A、B、D错误．由磁通量Φ＝B·S n知，穿过某垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多，磁通量越大，C正确．2．下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场，正确的是( )解析：选B.根据安培定则可以确定导线上、下的磁场方向分别垂直纸面向外和向里，A、C错误．距离导线越远磁场越弱、磁感线逐渐稀疏，B正确，D错误．故选B.3．一位同学设计实验以验证奥斯特实验的结论，以下操作及判断正确的是( )A．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向南方B．让电流由东向西流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向北方C．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向东方D．让电流由北向南流过水平放置的直导线，直导线下方的小磁针N极指向西方解析：选C.受地磁场的影响，小磁针静止不动时指南北方向，当电流由东向西流过水平放置的直导线时，直导线下方的磁场与地磁场方向相反，则小磁针静止不动或轻拨一下后转动180°而静止，故A、B错误；当电流由北向南流过水平放置的直导线时，直导线下方的磁场方向由西向东，故小磁针N极指向东方，C正确D错误．故选C.4.如图所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是( )A．穿过线圈S1的磁通量比较大B．穿过线圈S2的磁通量比较大C．穿过线圈S1、S2的磁通量一样大D．不能比较解析：选A.线圈S1处的磁感线密集，磁感应强度大；线圈S2处的磁感线稀疏，磁感应强度小，由Φ＝BS可知，穿过线圈S1的磁通量比较大，选项A正确．5．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )解析：选B.由于地磁场的北极在地球的南极附近，由安培定则可知，安培假设中环形电流方向如B 图所示，故A 、C 、D 错，B 正确．6．如图所示，矩形线圈abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( )A ．BSB.4BS 5C.3BS 5D.3BS 4 解析：选B.由磁通量的计算式Φ＝BS ⊥＝BS sin θ(θ为B 与S 的夹角)，得Φ＝45BS ，故B 正确，A 、C 、D 错误．7．如图所示，环形导线a 中有顺时针方向的电流，a 环外有两个同心导线圈b 、c ，与环形导线a 在同一平面内．当a 中的电流增大时，穿过线圈b 、c 的磁通量在相同时间内的变化情况是( )A ．ΔΦc >ΔΦbB ．ΔΦc <ΔΦbC ．ΔΦc ＝ΔΦbD ．不能确定解析：选B.b 、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以总磁通量向里．a 线圈中的电流增大时，总磁通量也向里增大．由于穿过b 线圈向外的磁通量比穿过c 线圈的少，所以穿过b 线圈的磁通量更大，变化也更大．二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)8．关于磁场和磁感线的描述，正确的是( )A ．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向就表示该点的磁场方向B ．磁感线从N 极到S 极C ．磁极间的相互作用是通过磁场发生的D ．磁感线是磁场中实际存在的线解析：选AC.磁感线是闭合的曲线，在磁体内部从S 极到N 极，在磁体外部从N 极到S 极，所以B 错误；磁感线是假想的曲线，并不是实际存在的，D 错误．故选AC.9.如图所示为磁场中的两条磁感线，A 、B 、C 为磁场中的三个点，其中A 、C 在同一条磁感线上，下列关于三点所在处的磁感应强度B A 、B B 、B C 的说法正确的是( )A ．B A 不可能小于B BB ．B A 可能与B B 大小相等C ．B A 与B C 同向D．B A与B B无法比较大小关系解析：选AC.由图可知A处磁感线比B、C处磁感线密集，所以B A最大，故B、D错误，A正确，A、C在同一条直线磁感线上，所以B A与B C同向，C正确．10．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向相同解析：选CD.根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A 选项错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B项错误；根据对称性，c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D选项正确．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)11.(12分)已知北半球某地面处的地磁场水平分量约为3×10－5 T．某学校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的通电螺线管的轴线上，如图所示．没接通电源时，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．请在图上标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应强度大小．解析：小磁针静止时N极指向合磁感应强度方向，知通电螺线管在中心轴线上磁感应强度方向指向x轴正方向，螺线管右端为N极，(4分)据安培定则可判导线绕向如图所示．(4分)螺线管磁感应强度大小为：B＝B地tan 60°＝3×10－5× 3 T＝5.2×10－5 T．(4分)答案：见解析图 5.2×10－5 T12.(12分)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，求：(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？解析：(1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的面积为S1＝0.1×0.1 m2＝0.01 m2(2分)此时穿过曲面的磁通量为Φ1＝BS1＝2×0.01 Wb＝0.02 Wb.(2分)(2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的面积为S2＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2(2分)若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，则穿过曲面左半部分的磁通量为 Φ2′＝BS 2＝2×0.02 Wb＝0.04 Wb(2分)穿过曲面右半部分的磁通量为Φ2″＝－BS 2＝－2×0.02 Wb＝－0.04 Wb(2分)穿过整个曲面的磁通量为Φ2＝Φ2′＋Φ2″＝0.(2分)答案：(1)0.02 Wb (2)013．(16分)如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ＝60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S ＝0.4 m 2，匀强磁场磁感应强度B ＝0.6 T ，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd 为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？解析：线圈在垂直磁场方向上的投影面积S ⊥＝S cos 60°＝0.4×12m 2＝0.2 m 2(4分) 穿过线圈的磁通量Φ＝BS ⊥＝0.6×0.2 Wb＝0.12 Wb.(4分)线圈沿顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量Φ2＝－BS ＝－0.6×0.4 Wb＝－0.24 Wb.(4分)故磁通量的变化量．ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－0.24－0.12|Wb ＝0.36 Wb.(4分)答案：0.12 Wb 0.36 Wb。

优化方案2016_2017学年高中物理第三章磁场章末检测(含解析)教科版选修3_1

磁场(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )解析：选B．由于地磁场的北极在地球的南极附近，由安培定则可知，安培假设中环形电流方向如B图所示，故A、C、D错，B正确．2．一个松弛的螺旋线圈如图所示，当线圈通有电流I时，线圈中将出现的现象是( )A．轴向收缩，径向变大B．轴向收缩，径向收缩C．轴向伸长，径向变大D．轴向伸长，径向收缩解析：选A．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．3. (抚顺一中高二检测)如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上．由于磁场的作用，则( )A．板左侧聚集较多电子B．板右侧聚集较多电子C．a点电势高于b点电势D．b点电势高于a点电势解析：选AD．铜板中电流向上，也就是自由电子向下，由左手定则知，自由电子向板左侧偏转，A对B错．由于左侧积累电子，则右侧积累正电荷，故a点电势低于b点电势，C错D对．4. 如图所示，带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将( )A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极水平向左D．小磁针在水平面内转动解析：选C．带电金属环形成逆时针电流(从右向左看)，据安培定则可以确定，通过金属环轴OO′处的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方，C 项正确．5. 在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A．c、d两点的磁感应强度大小相等B．a、b两点的磁感应强度大小相等C．c点的磁感应强度的值最小D．b点的磁感应强度的值最大解析：选C．通电直导线在c点的磁感应强度方向与B0的方向相反，b、d两点的电流磁场与B0垂直，a点电流磁场与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感应强度最小．6．如图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成的．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是( )解析：选B．要使炮弹加速，安培力方向必须向右，由左手定则判知B中磁场方向符合要求，故B对，A、C、D错．7．(·锦州模拟)如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置．若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将( )A ．增大B ．减小C ．不变D ．无法确定如何变化解析：选B ．内部磁感线条数一定，但当弹簧沿半径向外使面积增大，相反的磁感线条数增多，抵消的多，因此穿过弹簧所包围面积的磁通量将减小，选项B 对．8. 如图所示，水平放置的平行金属板a 、b 带有等量异种电荷，a 板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是( )A ．沿竖直方向向下B ．沿竖直方向向上C ．沿水平方向向左D ．沿水平方向向右解析：选D ．带正电的液滴受到的电场力竖直向下，重力也竖直向下，做直线运动时必须是洛伦兹力与这两个力方向相反，且大小与这两个力的合力相等，液滴必做匀速直线运动，否则洛伦兹力会发生变化失去平衡而做曲线运动．故答案D 正确．9．(2012·高考安徽卷)如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成60°角．现将带电粒子的速度变为v /3，仍从A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( )A ．12Δt B ．2Δt C ．13Δt D ．3Δt解析：选B ．设带电粒子以速度v 进入磁场做圆周运动，圆心为O 1，半径为r 1，则根据qvB ＝mv 2r ，得r 1＝mv qB ，根据几何关系得R r 1＝tan φ12，且φ1＝60°.当带电粒子以13v 的速度进入时，轨道半径r 2＝m ·13vqB ＝mv 3qB ＝13r 1，圆心在O 2，则R r 2＝tan φ22.即tan φ22＝R r 2＝3R r 1＝3tan φ12＝ 3.故φ22＝60°，φ2＝120°；带电粒子在磁场中运动的时间t ＝φ360°T ，所以Δt 2Δt 1＝φ2φ1＝21，即 Δt 2＝2Δt 1＝2Δt ，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．10．(2012·高考北京卷)处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值( )A ．与粒子电荷量成正比B ．与粒子速率成正比C ．与粒子质量成正比D ．与磁感应强度成正比解析：选D ．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πmqB，该粒子运动等效的环形电流I ＝q T ＝q 2B 2πm ，由此可知，I ∝q 2，故选项A 错误；I 与速率无关，选项B 错误；I ∝1m，即I 与m 成反比，故选项C 错误；I ∝B ，选项D 正确．11．如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，阻力不计，以下说法中正确的是( )A ．液滴一定带负电B ．液滴在C 点时动能最大C ．液滴从A 运动到C 的过程中机械能守恒D ．液滴将由B 点返回A 点解析：选AB ．由轨迹走向可知液滴一定带负电．洛伦兹力不做功，液滴由A 到C ，克服电场力做功；由C 到B ，电场力做正功，所以运动过程中机械能不守恒，由于重力大于电场力，所以由动能定理知，液滴在C 点时动能最大．液滴到达 B 处后，向右重复类似于A →C →B 的运动，不能再由B 点返回A 点．12. (·安徽师大附中高二检测)如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABCD ，其中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC 从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是( )A ．入射速度越大的电子，其运动时间越长B ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等D ．从AC 边出射的电子的运动时间都相等解析：选C ．画出电子的轨迹圆如图所示，设电子的速度为v 1时，圆心在O 1与AB 交点在D 1.由于∠ABC 不变，当v 变大，R 增大时，α角不变，当D 点在AB 边上时，电子的运动时间都相等．A 、B 错，C 对．从AC 边射出的电子，由几何特点知时间不都相等，D 错．二、计算题(本题共4小题，共52分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13. (12分)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒，导体棒中通有大小为I 、方向垂直纸面向里的电流，欲使导体棒静止在斜面上，可以加方向垂直于导体棒的匀强磁场．求：(1)若匀强磁场的方向在水平方向，则磁场方向向左还是向右？磁感应强度为多大？ (2)若匀强磁场的方向在竖直方向，则磁场方向向上还是向下？磁感应强度为多大？ (3)沿什么方向加匀强磁场可使磁感应强度最小？最小为多少？解析：(1)方向水平向左(1分) 由BIL ＝mg 得B ＝mg IL.(3分) (2)方向竖直向上(1分) 由BIL ＝mg tan α，得B ＝mg tan αIL .(3分) (3)方向垂直斜面向上(1分) 由BIL ＝mg sin α，得B ＝mg sin αIL.(3分) 答案：(1)水平向左mg IL (2)竖直向上 mg tan αIL(3)垂直斜面向上mg sin αIL14. (12分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，宽度为d ，边界为CD 和EF .一电子从CD 边界外侧以速度v 0垂直射入匀强磁场，入射方向与CD 边界间夹角为θ.已知电子的质量为m ，电荷量为e ，为使电子能从磁场的另一侧EF 射出，求电子的速率v 0至少多大？若θ角可取任意值，v 0的最小值是多少？电子做圆周运动的半径最小为多少？解析：当入射速率v 0很小时，电子会在磁场中转动一段圆弧后又从CD 一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界EF 相切时，电子恰好不能从EF 射出，如图所示．电子恰好射出时，由几何知识可得：r ＋r cos θ＝d ①(3分)又r ＝mv 0Be②(3分)由①②得v 0＝Bedm （1＋cos θ）③(2分)故电子要从EF 侧射出磁场，速率至少应为Bedm （1＋cos θ）.由③式可知，θ＝0°时，v 0＝Bed2m 最小，(2分) 由②式知此时半径最小，r min ＝d2.(2分)答案：见解析15．(14分)如图所示，两块水平放置、相距为d 的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m 、水平速度均为v 0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U ，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M 点．(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量； (2)求磁感应强度B 的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M 点，应将磁感应强度调至B ′，则B ′的大小为多少？解析：(1)墨滴在电场区域做匀速直线运动，有q Ud＝mg ①(2分) 由①式得：q ＝mgdU②(1分) 由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷．③(2分)(2)墨滴垂直进入电、磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有qv 0B ＝m v 20R④(2分)考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半径R ＝d ⑤(1分)由②④⑤式得B ＝v 0Ugd 2⑥(1分)(3)根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为R ′，有qv 0B ′＝m v 20R ′⑦(2分)由图示可得：R ′2＝d 2＋(R ′－d2)2(1分)得：R ′＝54d ⑨(1分)联立②⑦⑨式可得：B ′＝4v 0U5gd 2.(1分)答案：(1)负mgd U (2)v 0U gd 2 (3)4v 0U 5gd2 16. (14分)(·成都七中高二检测)如图所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里，边界跟y 轴相切于坐标原点O .O 点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为v 的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍．已知该带电粒子的质量为m 、电量为＋q ，不考虑带电粒子的重力．(1)磁场区域的半径为多少？(2)在匀强磁场区域内加什么方向的匀强电场，可使沿Ox 方向射出的粒子不发生偏转，场强为多少？(3)若粒子与磁场边界碰撞后以原速率反弹，则从O 点沿x 轴正方向射入磁场的粒子第一次回到O 点经历的时间是多长？(已知arctan2＝7π/20)解析：(1)由半径公式R ＝mv Bq，得R 场＝12R ＝mv2Bq.(3分) (2)加－y 方向的匀强电场(2分) 由Bqv ＝qE ，得E ＝Bv .(3分)(3)对于相邻碰撞点之间的圆弧对应的圆心角α，有： tan 12α＝RR 场＝2(2分) 要使粒子碰撞后返回O 点，应有 k 1α＝2πk 2(k 1、k 2为整数)(2分) 易知第一次返回O 点：k 1＝20，k 2＝7(即碰撞了20次转了7周第一次回到O 点) 故t ＝20Δt ＝20π－α2πT ＝6πmBq.(2分)答案：(1)mv 2Bq (2)－y 方向 Bv (3) 6πmBq。

优化方案2016_2017学年高中物理3.1_3.2我们周围的磁现象认识磁场课时作业(含解析)粤教版选修3_1

我们周围的磁现象认识磁场一、单项选择题1．现有甲、乙两根钢棒，当把甲的一端靠近乙的中部时，没有力的作用；而把乙的一端靠近甲的中部时，两者相互吸引，则( )A．甲有磁性，乙无磁性B．甲无磁性，乙有磁性C．甲、乙均无磁性D．甲、乙均有磁性解析：选B.对于磁铁，磁性最强的区域是磁极，若钢棒有磁性，其磁性最强的区域是两端，中间几乎没有磁性．由于甲的一端与乙的中部不吸引，则说明甲棒无磁性；乙的一端能吸引甲的中部，则说明乙棒有磁性，故B项正确．2．关于磁感线的描述正确的是( )A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B．磁感线是磁场中客观存在的线C．沿着磁感线的方向磁场逐渐减弱D．实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：选A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟．磁场的强弱由磁感线疏密表示，与磁感线方向无关．故只有A正确．3.如图，在奥斯特实验中，通电导线在小磁针的正上方，小磁针N极所示方向是否正确？你觉得N极应怎样偏转( )A．错误应该垂直于纸面向外B．正确垂直于纸面向里C．正确向上D．错误向下解析：选B.导线中存在如题图所示电流时，根据安培定则可知，它在导线下方产生的磁场方向垂直于纸面向里，所以N极静止时向里偏转，B项正确．4．在下图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向．其对应不正确的是( )解析：选B.由安培定则判断C、D正确．又因小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向相同，所以A正确，B错误．5.如图所示，一个带正电的粒子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此粒子的运动( )A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D．只在圆周内侧产生磁场解析：选C.带正电粒子做圆周运动可以等效为一个环形电流，由安培定则可以判定圆心处的磁场方向为垂直纸面向外．☆6.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )解析：选B.由于地磁场的北极在地球的南极附近，由安培定则可知，安培假设中环形电流方向如图B所示，故A、C、D错，B正确．二、双项选择题7．下列元件哪些是由软磁性材料制造的( )A．半导体收音机内天线的磁棒B．磁电式电流表中的磁铁C．变压器的闭合铁芯D．磁化水杯中的磁铁解析：选AC.软磁性材料磁性较弱，也容易磁化，主要用于收音机内的磁性天线、变压器、继电器的铁芯和计算机中的记忆元件．磁电式电流表中的磁铁及磁化水杯中的磁铁为硬磁性材料．8．下列说法正确的是( )A．指南针指示的“北”不是真正的北，两者有一定的差别B．地球两极与地磁两极不重合，地磁南极在地理南极附近，地磁北极在地理北极附近C．在任何星球上都能利用指南针进行方向判断D．我国是最早在航海上使用指南针的国家解析：选AD.因为磁偏角的存在，所以地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故A正确，B错误．火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作，故C错误．据史书记载，我国是最早在航海上使用指南针的国家，故D正确．☆9.(西安高二检测)如图所示，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，则这束带电粒子可能是( )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解析：选BC.小磁针N极的指向即是磁针所在处的磁场方向．题中磁针S极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外．由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动．故正确答案为B、C.三、非选择题10．在超市里，顾客可以自己在货架上挑选商品，十分方便，但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走，那么出口处的报警器马上会鸣响报警，你知道这是为什么吗？解析：超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的商标，当经过出口时，那里的磁性探测器便检测出来并发出报警，只有当你付款后，售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性消除，探测器才会让你把商品带出超市．答案：见解析11．如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右端，试判定电源的正、负极．解析：小磁针N极的指向即为该处的磁场方向，所以螺线管内部磁感线由a→b.根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出，d端流入，故c端为电源正极，d 端为负极．答案：c为正极，d为负极12.在蹄形铁芯上绕有线圈，如图所示，根据小磁针的指向，画出线圈的绕线方向．解析：由静止的小磁针指向可判定磁感线的方向，由安培定则可判定线圈的绕线方向．答案：线圈的绕线方向如图所示。

高中物理 3.1 磁现象磁场课时作业(含解析)教科版选修31

磁现象磁场一、选择题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( )解析：选C．牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为C．2．在地球赤道上放置一个小磁针，静止时小磁针N极指向( )A．地理南极B．地理北极C．东方D．西方解析：选B．地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极和北极分别位于地理的北极和南极附近，在赤道处，地磁场方向由地理南极指向地理北极，小磁针静止时N极指向地理北极．指南针就是利用上述原理制成的．3．下列四图为电流产生磁场的分布图，其中正确的是( )A．①③B．②③C．①④D．②④解析：选C．由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确，②错误．③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出④正确，③错误．故正确选项为C．4．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有( )A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B．磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的北极出发到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线解析：选AB．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，是一种物质．磁感线是用来形象地描述磁场的工具，能形象地表示磁场强弱和方向，但磁感线是假想出来的，并不是真实存在的．磁感线的方向在磁体外部是从北极到南极，但在磁体内部是从南极到北极的．5. 一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图所示．此时小磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是( )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解析：选AD．磁针S极向纸内转，说明电流产生的磁场在小磁针处垂直纸面向外，由安培定则可得，电流方向向右．可以形成方向向右的电流的是向右飞行的正离子束或向左飞行的负离子束．6. 如图所示，一个电子沿逆时针方向做匀速圆周运动，则此电子的运动( )A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D．只在圆的内侧产生磁场解析：选B．电子沿逆时针转动，形成顺时针方向电流．由安培定则可得，在圆心处的磁场方向垂直纸面向里．7．地球是一个大磁体：①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；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是( )A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③解析：选D．本题考查地球磁场的特点与分布，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：(1)地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．(2)地磁场B的水平分量(B x)总是从地理南极指向北极，而竖直分量(B y)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)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北．故正确选项为D．8．(西安中学高二检测)如图所示，带负电的橡胶环绕轴OO′以角速度ω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极竖直向下B．N极沿轴线向左C．N极竖直向上D．N极沿轴线向右解析：选B．沿OO′方向看金属环旋转相当于逆时针方向的环形电流，由安培定则得金属环中心轴线上的磁感线方向水平向左，小磁针稳定后，N极指向磁感线方向，故B项正确．9．(·石家庄二中高二检测)“神舟号”系列飞船的成功发射和顺利回收，标志着我国载人航天技术的研究已经进入了世界领先行列，我国宇航员登上月球即将成为现实．月球表面周围没有空气，它对物体的引力仅为地球上的1/6，月球表面没有磁场，根据这些特征，在月球上，下图中的四种情况能够做到的是( )解析：选D．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．10．《新民晚报》曾报道一则消息，“上海雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海区鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇，人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：A．信鸽对地球地貌有极强的记忆力B．信鸽能发射并接收某种超声波C．信鸽能发射并接收某种次声波D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．科学家们的实验支持了上述哪种猜想( )解析：选D．这是一道要求从阅读试题的过程中收集信息、分析处理信息的应用类题，题中设计了一个陷阱(似乎科学家们的实验表明信鸽辨别方向的能力与磁场无关，否则缚有小磁铁的一组信鸽怎会全飞散呢？)．然而其实D是正确的，因为信鸽所缚的小磁铁所产生的磁场扰乱了它靠体内磁性物质借助地磁场辨别方向的能力，所以缚磁铁的一组信鸽全部飞散．二、非选择题11．如图所示，ABCD是一环形导线，在C、D处用导线与直导线ab接通，图中标出了环形电流的磁感线方向，则可知A、B两端中接电源正极的是________端，放在ab下方的小磁针________极将转向纸外．解析：环形导线内的磁场为AC、BD上的电流形成的，由右手螺旋定则知电流方向为B→D，C→A，则接电源正极的是B端，放在ab下方的小磁针N极转向纸外．答案：B N☆12.如果小朋友误吞了金属类物品于腹腔内，如何把它取出来呢？某同学在学习了磁场之后，设计出了这样一个仪器，如图所示．当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，再拉出整条塑料管．(1)你能说出这种仪器的原理吗？(2)如果小朋友不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？(3)如果把活动永磁铁换成电磁铁，你认为是不是更实用呢？解析：(1)当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，其上的活动永磁铁使固铁磁化，磁化后吸引铁磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出．(2)由于磁铁只能吸引铁磁性物体，而易拉罐拉环是铝合金材料的，不是铁磁性物质，因此不能取出；回形针是铁磁性物体，可以用此仪器取出．(3)电磁铁的磁性强弱可以随电流的变化而变化，如果是误吞了比较重的金属，可通过调节电流大小使磁性增强，把金属取出来．故使用电磁铁应更实用一些．答案：见解析。

优化方案2016_2017学年高中物理3.5洛伦兹力的应用课时作业(含解析)教科版选修3_1

洛伦兹力的应用一、选择题1．处在匀强磁场内部的两个电子A 和B 分别以速率v 和2v 垂直于磁场开始运动，经磁场偏转后，哪个电子先回到原来的出发点( )A ．条件不够无法比较B ．A 先到达C ．B 先到达D ．同时到达解析：选D ．由周期公式T ＝2πmqB可知，运动周期与速度v 无关．两个电子各自经过一个周期又回到原来的出发点，故同时到达，选项D 正确．2. 电子e 以垂直于匀强磁场的速度v ，从a 点进入长为d 、宽为L 的磁场区域，偏转后从b 点离开磁场，如图所示，若磁场的磁感应强度为B ，那么( )A ．电子在磁场中的运动时间t ＝d /vB ．电子在磁场中的运动时间t ＝ab ︵/vC ．洛伦兹力对电子做的功是W ＝BevLD ．电子在b 点的速度大小也为v解析：选BD ．粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，洛伦兹力不做功．3. 如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心O 处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外．当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应( )A ．向左偏转B ．向上偏转C ．向下偏转D ．不偏转解析：选C ．由安培定则可以判断出两个线圈的左端均是N 极，磁感线分布如图所示．再由左手定则判断出电子应向下偏转，C 项正确．4. 如图所示，一个静止的质量为m ，带电量为＋q 的带电粒子(不计重力)，经电压U 加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，粒子打至P 点，设OP ＝x ，能正确反映x 与U 之间函数关系的x －U 图像是下图中的( )解析：选B ．电场加速qU ＝12mv 2，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动qvB ＝m v2r ，x ＝2r ，所以有x ＝2B2mUq，B 正确．5. 如图所示为一“滤速器”装置的示意图．a 、b 为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O 进入a 、b 两板之间．为了选取具有某种特定速率的电子，可在a 、b 间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO ′运动，由O ′射出．不计重力作用．可能达到上述目的的办法是( )A ．使a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面向里B ．使a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面向里C ．使a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面向外D ．使a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面向外解析：选AD ．要使电子沿直线OO ′射出，则电子必做匀速直线运动，电子受力平衡．在该场区，电子受到电场力和洛伦兹力，要使电子二力平衡，则两个力的方向分别为竖直向上和竖直向下．A 选项电子所受电场力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，满足受力平衡．同理，D 选项也满足受力平衡．所以A 、D 选项正确．6．(·杭州十四中高二检测) 如图所示，在圆形区域里，有匀强磁场，方向如图所示，有一束速率各不相同的质子自A 点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中( )A ．运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大B ．运动时间越长的，其轨迹越长C ．运动时间越短的，射出磁场时，速率越小D ．运动时间越短的，射出磁场时，速度方向偏转越小解析：选AD ．带电粒子在磁场中做部分圆周运动，求所用的时间可用公式t ＝θ2πT ，T2π是恒量．所以t 和轨迹所对应的圆心角θ成正比，故A 正确；运动时间长，轨迹对应的圆心角θ大，而轨迹长度s ＝R ·θ，如果半径较小，s 也不一定就大，故B 不正确；运动时间短，则所对应的圆心角就小，由此题给出的圆形磁场分析轨迹半径应较大，由R ＝mv qB知，速度应较大，故C 错；由几何知识知道粒子在磁场中运动偏转角等于圆心角，故运动时间短的，射出磁场时速度方向偏转也小，故D 正确．7. 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子由加速器的中心附近进入加速器，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核和α粒子(氚核和α粒子质量之比为3∶4，电荷量之比为1∶2)，则以下说法正确的是( )A ．加速α粒子的交流电源的周期较大，α粒子获得的最大动能较小B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C ．若增大加速电压，氚核获得的最大动能增大D ．若增大加速电压，氚核在加速器中运动的总时间变短解析：选BD ．交流电源的周期T ＝2πm qB ，粒子获得的最大动能为E m ＝q 2B 2R22m ，所以加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小，A 错误，B 正确；而且从最大动能的影响因素可以看出，增大加速电压，最大动能不变，但由于电场加速一次获得的动能多，所以加速的总次数减小，即在磁场中运动的总时间减少，所以在加速器中运动的总时间变短，所以C 错误，D 正确．8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( )A ．增大匀强电场间的加速电压B ．增大磁场的磁感应强度C ．增加周期性变化的电场的频率D ．增大D 形金属盒的半径解析：选BD ．粒子最后射出时的旋转半径为D 形盒的最大半径R ，R ＝mv qB ，E k ＝12mv 2＝q 2B 2R22m.可见，要增大粒子射出时的动能，应增大磁感应强度B 或D 形盒的半径R ，故正确答案为B 、D ．9．如图所示，有a 、b 、c 、d 四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，且有m a ＝m b <m c ＝m d ，以速度v a <v b ＝v c <v d 进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入B 2磁场，由此可判定( )A ．射向P 1的是a 离子B ．射向P 2的是b 离子C ．射到A 1的是c 离子D ．射到A 2的是d 离子解析：选A ．从离子在磁场B 2中的偏转方向可知离子带正电，而正离子在速度选择器受到磁场B 1的洛伦兹力方向又可由左手定则判断为向右，电极P 1、P 2间的电场方向必向左，因为qv b B 1＝qv c B 1＝qE ，所以能沿直线穿过速度选择器的必然是速度相等的b 、c 两离子；因为qv a B 1<qE ，所以a 离子穿过速度选择器必向左偏射向P 1；因为qv d B 1>qE ，所以d 离子穿过速度器时必向右偏射向P 2；因为m b v b /qB 2<m c v c /qB 2，所以在B 2中偏转半径较小而射到A 1的是b 离子，在B 2中偏转半径较大而射到A 2的是c 离子．故A 正确．☆10. (·南京外国语学校高二检测)如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t .在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B ，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角，如图所示．根据上述条件不可能求下列物理量中的哪几个( )A ．带电粒子的荷质比B ．带电粒子在磁场中运动的时间C ．带电粒子在磁场中运动的半径D ．带电粒子在磁场中运动的角速度解析：选C ．设磁场区域的半径为R ，不加磁场时，带电粒子速度的表达式为v ＝2Rt带电粒子在磁场中运动半径由题图可知r ＝R cot 30°＝3R由粒子在磁场中运动的轨道半径公式可得3R ＝mvqB由以上三式可得q m＝23Bt，周期T ＝2πmqB ＝2π3qBt 2qB＝π3t ，在磁场中运动时间t ′＝T 6＝π36t ，运动角速度ω＝2πT ＝23t ＝233t，所以选C ．二、非选择题11．为了研究物质的微观结构，科学家必须用各种各样的加速器产生出速度很大的高能粒子．欧洲核子研究中心的粒子加速器周长达27 km ，为什么加速器需要那么大的周长呢？解析：由回旋加速器原理，带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB ＝mv 2r，得v ＝qBr m. 故粒子经电场加速后离开加速器时的动能 E k ＝12mv 2＝12·q 2B 2r 2m可见在其他条件一定时，加速器的半径越大，粒子加速后的能量越大．答案：半径越大，粒子加速后能量就越大☆12.(2013·高考天津卷改编)一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O .筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ．圆筒下面有相距为d 的平行金属板M 、N ，其中M 板带正电荷，N 板带等量负电荷．质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子自M 板边缘的P 处由静止释放，经N 板的小孔S 以速度v 沿半径SO 方向射入磁场中．粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S 孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：(1)M 、N 间电场强度E 的大小； (2)圆筒的半径R .解析：(1)设两板间的电压为U ，由动能定理得qU ＝12mv 2①由匀强电场中电势差与电场强度的关系得 U ＝Ed ②联立①②式可得E ＝mv 22qd.③(2)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，运用几何关系作出圆心为O ′，圆半径为r .设第一次碰撞点为A ，由于粒子与圆筒发生两次碰撞又从S 孔射出，因此，SA 弧所对的圆心角∠AO ′S 等于π3.由几何关系得r ＝R tan π3④粒子运动过程中洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律，得qvB ＝m v 2r⑤联立④⑤式得R ＝3mv 3qB.⑥ 答案：(1)mv 22qd (2)3mv3qB。

高中物理选修3-1课时作业16：3.1 磁现象和磁场

3.1磁现象和磁场1．下列说法中正确的是()A．奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力B．奥斯特实验说明了磁体对通电导线有作用力C．奥斯特实验说明了任意两条通电导线之间有作用力D．奥斯特实验说明了任意两个磁体之间有作用力2．最早发现电流的磁效应的科学家是()A．奥斯特B．罗兰C．安培D．法拉第3．下列说法正确的是()A．指南针指出的“北”不是真正的北，两者有一定的差别B．地球两极与地磁两极不重合，地磁南极在地球南极附近，地磁北极在地球北极附近C．在任何星球上都能利用指南针进行方向判断D．我国是最早在航海上使用指南针的国家4．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的．对磁场认识正确的是()A．磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的B．磁场只有在磁极与磁极、磁极与通电导体之间发生作用时才产生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．若在某区域内放置小磁针时不发生偏转，则该区域的磁感应强度一定为零5．判断两根钢条甲和乙是否有磁性，可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极．当钢条甲靠近时，小磁针自动远离，当钢条乙靠近时小磁针自动靠近，则() A．两根钢条均有磁性B．两根钢条均无磁性C．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性D．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性6．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7．铁棒A能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则() A．A，B一定相互吸引B．A，B一定相互排斥C．A，B之间有可能无磁场力作用D．A，B可能相互吸引，也可能相互排斥8．如图所示A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M；B为铁片，质量为m；整个装置用轻绳悬挂于O点，当电磁铁通电时，铁片被吸引上升的过程中，轻绳向上拉力F的大小为()A．F＝MgB．Mg＜F＜(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F＞(M＋m)g9．地球是个大磁场，在地球上，指南针能指南北是因为受到________的作用．人类将在本世纪登上火星，目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上宇航员能依靠指南针来导向吗？________(选填“能”“不能”或“不知道”)10．动手试一试：如图，把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转．当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？如果把导线放在与小磁针垂直的上方进行实验，小磁针的偏转又如何？动脑想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢不同又意味着什么？——★参考答案★——1．[解析]奥斯特实验说明了通电导线对磁体有作用力，所以正确选项为A.[答案]A2．[答案]A3．[解析]因为磁偏角的存在，所以地磁南极在地球北极附近，地磁北极在地球南极附近，故A正确，B错误．火星不像地球那样有一个全球性的磁场，因此指南针不能在火星上工作，故C错．据史书记载，我国是最早在航海上使用指南针的国家，故D正确．[答案]AD4．[解析]磁场是客观存在的物质，磁极间、磁极与通电导体间都是通过磁场发生作用的，既使没有发生作用，磁体和通电导体周围仍存在这种客观物质，故A、B错误，规定了某点磁场的方向是放在该处的小磁针静止时N极的指向，所以C正确，小磁针不偏转，有可能其N极就指向该点的磁场方向，故D错误．[答案]C5．[解析]磁体能吸引铁磁性物质，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，排斥的两者必然都是磁体，吸引时至少有一个是磁体．钢条甲靠近小磁针时，小磁针自动远离，说明它们相互排斥，则甲一定有磁性．当乙靠近小磁针时，它们相互吸引，这时可能有两种情况：一是乙没有磁性，此时属于磁体与铁磁性物质相互吸引；二是乙有磁性，且与小磁针是异名磁极，此时属于异名相互吸引，故D正确．[答案]D6．[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获得磁性，因而能被磁体吸引，故D正确．A、B、C错误．[答案]D7．[解析]小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒，故铁棒A可能有磁性，也可能没有磁性，铁棒B能排斥小磁针，说明铁棒B一定有磁性，若A无磁性，当A靠近B时，在B的磁场作用下也会被磁化而发生相互吸引作用．若A有磁性，则A和B两磁体都分别有北极和南极，当它们的同名磁极互相靠近时，相互排斥；当异名磁极互相靠近时，相互吸引．这说明不论A有无磁性，它们之间总有磁场力的作用，故正确[答案]为D [答案]D8．[解析]本题是磁场与超重和失重相结合的题目，解题的关键是应清楚电磁铁通电后，由于B铁片受到的吸引力大于重力，而处于超重状态．由于电磁铁通电后产生磁场，对铁片B有吸引力而上升，所以这时吸引力一定大于B铁片所受的重力，故B向上加速运动，即铁片B处于超重状态．而A和C处于平衡状态，选A、B、C组成的系统为研究对象，则整个系统处于超重状态，所以F＞(M＋m)g且在A、B接触前F不断增大．[答案]D9．[解析]地球周围有磁场，指南针就是因为受到地磁场的作用力而指南北的，火星上磁场情况不明，不能用指南针来导向．[答案]地磁场不能10．[答案]变快变慢不偏转小磁针偏转意味着所在处的磁场发生了变化，即电流产生了磁场小磁针静止时的指向与所在处磁场的方向有关，也即磁场是有方向的小磁针偏转的快慢不同意味着所在处的磁场的强弱的不同，也即磁场是有强弱之分的．。

高中物理第三章磁场 3 几种常见的磁场课时作业(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高中选修3-

课时作业22 几种常见的磁场时间：45分钟一、单项选择题1．关于磁感线与电场线的描述，如下说法正确的答案是( B )A．电场线起始于电荷，磁感线起始于磁极B．电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的C．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．沿磁感线方向磁场逐渐减弱解析：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．如下图中，已标出电流与电流产生的磁场方向，其中正确的答案是( D )解析：根据右手定如此可知，D正确，A、B、C错误．3．如下列图为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，如此三点中磁感线最密处为( A )A．a处B．b处C．c处D．无法判断4．如下列图，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，如此如下说法正确的答案是( C )A．回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mg tanθB．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mg cosθC．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了解析：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，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误．5.如下列图，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b 等远处有一点P，假设P点合磁感应强度B的方向水平向左，如此导线a、b中的电流方向是( A )A．a中向纸里，b中向纸外B．a中向纸外，b中向纸里C．a、b中均向纸外D．a、b中均向纸里解析：因为通电直导线周围磁场的磁感线是一簇以导线上各点为圆心的同心圆，所以直导线a中电流在P处激发的磁场方向垂直于a、P连线，直导线b中电流在P处激发的磁场方向垂直于b、P连线．又因为P点合磁感应强度B的方向水平向左，所以由矢量合成法如此可知，a中电流在P处激发的磁场方向垂直aP向下，b中电流在P处激发的磁场方向垂直bP向上，再根据安培定如此很容易判断a、b中的电流方向，a中向纸里，b中向纸外，应当选A.6．如下列图，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流，且I1＝I2＝I3，如此距三导线等距的A点的磁场方向为( B )A．向上B．向右 C．向左D．向下解析：I2与I3在A点产生的合磁场为0，A处磁场方向与I1在该处产生磁场一样，故答案为B.二、多项选择题7．如下图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是( AC )解析：磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小．8．如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外．a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外．如此( AC )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0解析：设导线L 1在a 、b 两点产生的磁感应强度大小为B 1，导线L 2在a 、b 两点产生的磁感应强度大小为B 2，以垂直于纸面向外为正方向，在a 点有B 0－B 1－B 2＝13B 0，在b 点有B 0－B 1＋B 2＝12B 0，解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0，应当选项A 、C 正确．9.如下列图是等腰直角三棱柱，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，下面说法中正确的答案是( 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22L2·BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱外表的磁通量为零解析：此题考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝22L2，所以Φ＝BS⊥＝22L2B，A错；dcfe平面与B垂直，S＝22L2，所以Φ＝22L2B，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10．如下列图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，发现吸引小磁铁向下运动，如此电磁铁的上端为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，还是利用交流电好？交流电(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)由安培定如此可以判断出电磁铁上端为S极，小磁铁下端为N极．(2)如果用直流电，小磁铁要么被吸引不放，要么被排斥远离，无法进展连续的充气，故用交流电好．(3)因为需要连续充气，所以应该用软磁性材料制作．11.山东地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．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，如下列图．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．请在图上标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应强度大小．(保存一位有效数字)答案：5×10－5 T解析：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，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定如此判定螺线管导线绕向如图甲所示．由题意知地磁场水平分量B y＝3×10－5 T，设通电螺线管产生的磁场为B x.由图乙知B x B y＝tan60°得B x ＝3×10－5× 3 T≈5×10－5 T.12.如下列图，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L ＝0.20 m 的正方形，放在磁感应强度为B ＝0.50 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．假设将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：线圈横截面是正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2Wb ＝2.0×10－2Wb. 截面形状为圆形时，其半径r ＝4L 2π＝2Lπ.截面积大小S 2＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫2L π2＝16100πm 2穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×16100π Wb≈2.55×10－2Wb.所以磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1 ＝(2.55－2.0)×10－2Wb ＝5.5×10－3Wb.。

2016-2017学年人教版选修3-1 磁现象和磁场学案含解析

1磁现象和磁场[学习目标］1。

知道磁场的概念，认识磁场是客观存在的物质．2。

了解磁现象及电流的磁效应．（重点)3．利用类比的方法，通过电场的客观存在性去理解磁场的客观实在性．（难点）4。

通过类比的学习方法，体会磁现象的广泛存在性、应用性．(难点）磁现象和电流的磁效应[1．磁现象（1）磁性：磁体吸引铁质物体的性质．（2）磁极:磁体上磁性最强的区域．①北极：自由转动的磁体,静止时指北的磁极,又叫N极．②南极：自由转动的磁体,静止时指南的磁极，又叫S极．2．电流的磁效应（1）发现：1820年,丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中,把导线沿南北方向放置在一个带玻璃罩的指南针上方,通电时磁针转动了．(2)实验意义：电流磁效应的发现，首次揭示了电与磁之间的联系，揭开了人类对电磁现象研究的新纪元．［再思考]若将一条形磁体从中间截开后，是不是一部分为北极，另一部分为南极?【提示】不是,磁体从中间分开后,成为两个小磁体，任何一磁体均有两个磁极．［后判断］（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．(√）(3）单独一个带电体可以只带正电荷（或负电荷),同样磁体也可以只有N极或S极．（×）磁场［先填空］1．电流、磁体间的相互作用（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产生力的作用．3．地磁场（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，如图3－1－1。