高中物理教科版选修11 章末整合课件+章末检测：第二章 电流与磁场(2份)第二章 电流与磁场 章末检

章末检测
一、选择题
1．关于磁场和磁感线的描述，下列正确的是
() 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极指向螺线管内部的磁场方向C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
答案 B
解析磁感线是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，A不正确．通电螺线管内部的磁感线由S极到N极，所以放置其中的小磁针N极必然是指向螺线管的北极，B正确．只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，某点的磁场方向用该点的切线方向来表示，C不正确．磁感线是假想的曲线，只要有磁场的地方就有磁感线，D不正确．2．下列过程中一定能产生感应电流的是
() A．导体和磁场做相对运动
B．导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动
C．闭合导体静止不动，磁场相对导体运动
D．闭合导体内磁通量发生变化
答案 D
解析产生感应电流的条件：①电路必须闭合．②导体内的磁通量发生变化．故只有D说法正确．
3. (2013·江苏扬州市学业水平测试模拟)如图1所示，关于奥斯特实验的意义，下列说
法中正确的是
()
图1
A．发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质
B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础
C．发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础
D．发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来
答案 D
解析奥斯特发现了电流的周围存在磁场，即电流的磁效应，首次把电与磁联系起来，为电磁学的统一研究奠定了基础．选项D正确．
4．(2013·江苏省扬州市学业水平考试模拟)法拉第发现了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气化时代．下列器件中也是利用磁生电原理工作的是
() A．电视机的显像管B．电动机
C．指南针D．发电机
答案 D
解析电视机的显像管利用了电子在磁场中受到洛伦兹力的作用而偏转，电动机利用了通电导线在磁场中受到的安培力作用而转动，指南针利用了地磁场而实现指南北，发电机利用了线圈在磁场中切割磁感线而产生感应电流，选项D正确．
5．关于磁通量，下列说法中正确的是
() A．穿过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
B．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
C．磁感应强度越大，磁通量越大
D．磁通量就是磁感应强度
答案 A
6．如图2所示，环中电流方向由左向右，且I1＝I2，则圆环中心O处的磁场是
()
图2
A．最大，穿出纸面
B．最大，垂直穿入纸面
C．为零
D．无法确定
答案 C
解析根据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生的磁场垂直纸面向里，下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面向外，由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消．
7．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是
()
答案 D
解析A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错误；B图中导线受到垂直纸面向里
的安培力，它不会向右弯曲，B错误；C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错误；D中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正确．8．穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则
() A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V
B．线圈中的感应电动势一定是2 V
C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2 A
D．线圈中的感应电流不一定是2 A
答案 B
解析E＝ΔΦ
Δt
＝2
1V＝2 V，B对，A错；I＝
E
R
＝2
1A＝2 A，故C、D错．
9．(2013·江苏省扬州市学业水平考试模拟)如图3所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方，磁针的S极向纸内偏转，这一带电粒子束可能是
()
图3
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向左飞行的负离子束
D．无法确定
答案 B
解析由磁针的S极向纸内偏转可知磁针所在位置的磁感应强度方向垂直纸面向外，根据安培定则可知电流方向向左，即可能是正离子束向左运动，也可能是负离子束向右运动，选项B正确．
10．(2013·江苏省扬州市学业水平考试模拟)如图4所示，一段通电的直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线中的电流方向由左向右．将导线从图示位置在纸面内转过90°，在此过程中导线所受安培力的大小
()
图4
A．保持不变
B．由零逐渐增大
C．由最大逐渐减小到零
D．先增大再减小到零
答案 B
解析当导线与磁场平行时不受安培力的作用，当导线与磁场垂直时受到的安培力最大，所以导线从图示位置在纸面内转过90°的过程中导线所受安培力的大小由零逐渐增大，选项B正确．
11．磁场中一段2 cm长的直导线，通过2.5 A的电流时，受到的安培力为0.1 N，则通电直导线处的磁感应强度B不可能是
() A．2 T B．4 T C．3 T D．1 T
答案 D
解析当导线方向垂直于磁场时，该导线受到的安培力最大，由磁感应强度定义得B
＝F IL ＝0.1
2.5×2×10－2
T＝2 T，可知A正确；当导线方向不垂直于磁场时导线受到的
安培力为0.1 N，则当导线方向垂直于磁场时导线受到的安培力大于0.1 N，由磁感
应强度定义B＝F
IL
知磁感应强度大于2 T，选项B、C都有可能．所以答案为D. 12.如图5所示，在长直导线AB旁，有一带正电的小球用绝缘细绳悬挂在O点，当导线
中通入恒定电流时，下列说法正确的是
()
图5
A．小球受到洛伦兹力的作用，其方向指向纸里
B．小球受到洛伦兹力的作用，其方向指向纸外
C．小球受到洛伦兹力的作用，其方向垂直AB向右
D．小球不受洛伦兹力的作用
答案 D
解析直线电流周围存在磁场，而带电小球相对磁场静止，故带电小球不受洛伦兹力．电荷在磁场中受到洛伦兹力的条件：①电荷必须运动；②运动方向不能与磁场方向平行．
二、填空和实验题
13.在如图6所示的匀强磁场中，垂直磁场方向放有一段长0.04 m的通电直导线，当通
以水平向右的电流时，受到的安培力方向是__________，若电流的大小是0.8 A，受到的安培力大小为0.048 N，则该匀强磁场的磁感强度B＝____________T.
图6
答案竖直向下 1.5
解析根据左手定则知，导线所受的安培力方向竖直向下．
根据F＝BIL得，B＝F
IL ＝0.048
0.8×0.04
T＝1.5 T.
14．电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的．探究这个现象应选用如图7中________(填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验．利用电磁感应现象可以制成________，实现机械能转化为电能．
图7
答案 甲 发电机
解析 电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的；电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故探究这个现象应选用图7中甲所示的装置进行实验；根据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能．
15. (2013·江苏省泰州市学业水平考试模拟)如图8所示，一匝数为100匝正方形线圈放在一匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里．此时穿过线圈平面的磁通量为0.4 Wb ，现将线圈平面绕OO ′轴转过90°，此时穿过线圈平面的磁通量为________Wb ，若此过程历时2 s ，则这段时间内线圈中平均感应电动势的大小为________V .
图8
答案 0 20
解析 当线圈与磁场平行时穿过线圈的磁通量为零．所以将线圈平面绕OO ′轴转过90°，此时穿过线圈平面的磁通量为0.若此过程历时2 s ，由法拉第电磁感应定律可得，
平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝100×0.42 V ＝20 V .
三、计算题
16．某线圈共200匝，1 s 时磁通量为0.5 Wb,1.2 s 时增加为0.6 Wb ，求这段时间内线圈
中的感应电动势．
答案 100 V
解析 ΔΦ＝0.6 Wb －0.5 Wb ＝0.1 Wb
Δt ＝1.2 s －1 s ＝0.2 s
由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝200×0.10.2 V ＝100 V .
17．匀强磁场中长2 cm 的通电导线垂直于磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A 时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N ，问：该处的磁感应强度B 是多大？若磁场、电流不变，导线长度减小到1 cm ，该处的磁感应强度B 又是多大？
答案 0.1 T 0.1 T
解析 由磁感应强度的表达式B ＝F IL ，得到B ＝0.1 T ，磁感应强度由磁场本身来决定，
与导线长度无关，故导线长度减小到1 cm 时磁感应强度仍是0.1 T.
18．如图9所示，一根轻弹簧将质量为m ，长度为L 的绝缘直导线悬挂在竖直平面内，直导线在匀强磁场中处于水平静止状态．匀强磁场的方向垂直于纸面向里，大小为B ，当导线中通有如图所示的恒定电流I 时，稳定后弹簧处于静止状态，此时弹簧对直导线施加的拉力大小为多少？
图9
答案 BIL ＋mg
解析 导线所受安培力大小F ＝BIL ，方向竖直向下，导线受力如图所示，故弹簧拉力大小为F T ＝F ＋mg ＝BIL ＋mg .。