高中物理选修3-1(磁场和安培力)含解析

第六单元磁场和安培力

(时间：90分钟，满分：100分)

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)

1．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()

A．安培力的方向可以不垂直于直导线

B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半

2．为了形象地描述磁场的分布引入了磁感线，磁场中某区域的磁感线

如图所示，则下列说法正确的是()

A．a、b两处的磁感应强度的大小相等

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a

C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D．同一通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定

3．用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，

如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()

A．两导线环相互吸引B．两导线环相互排斥

C．两导线环无相互作用力D．两导线环先吸引后排斥

4.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，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．B、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大D．B点的磁感应强度的值最大

5.一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．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置D和位置C的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是()

A ．一直变大

B ．一直变小

C ．先变大后变小

D ．先变小后变大

6．六根互相绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相同的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，指向纸面内，磁通量最大的区域是( )

A ．Ⅰ

B ．Ⅱ

C ．Ⅲ

D ．Ⅳ

7．如图所示，菱形金属框架ABCD 各边用粗细均匀的电阻丝折成，已知∠ABC ＝120°，各边长度AB ＝BC ＝CD ＝AD ＝L ，ABC 部分长度为L 的电阻丝电阻值为r ，ADC 部分长度为L 的电阻丝电阻值为3r ，框架的两端A 、C 与一电源电动势为E ，内阻为r 的电源相接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到安培力的合力大小为( )

A.23BEL 5r

B ．0 C.3BEL 5r D.7BEL 11r

二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)

8．以下说法正确的是( )

A ．只有两个磁铁相互接触时，才能发生相互作用

B ．把一根条形磁铁从中间折断，则被分开的两部分只有N 极或只有S 极

C ．指南针能指南与地球的磁场有关

D ．人们代步的电动自行车中存在磁体 9．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

10．如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()

A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动

B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动

C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动

D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动

11．斜面倾角为θ，一条形磁铁静止在斜面上，若在磁铁上方中心

位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法

正确的是()

A．磁铁与斜面间压力增大

B．磁铁与斜面间的摩擦力减小

C．磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动

D．磁铁仍然保持静止状态

12.把一根不计重力的通电的硬直导线ab放在磁场中，硬直导线所在区域的磁感线呈弧形，如图所示．硬直导线可以在空中自由移动和转动，硬直导线中的电流方向由a向b，关于硬直导线的受力和运动情况下述说法正确的是()

A．硬直导线先转动，后边转动边下移

B．硬直导线只能转动，不会向下移动

C．硬直导线各段所受安培力的方向都与硬直导线垂直

D．在图示位置，a端受力垂直纸面向内，b端受力垂直纸面向外

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．) 13．(10分)匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长为2 cm的通电导线垂直磁场方向，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：

(1)该处的磁感应强度B是多大？

(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？

(3)若导线长度不变，电流增大为5 A，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？

14．(10分)地球上某地磁感应强度B的水平分量B x＝0.18×10－4T，竖直分量B y＝

0.54×10－4 T．求：

(1)地磁场磁感应强度B的大小及它与水平方向的夹角；

(2)在水平面2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.

15.(10分)如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m．质

量为6×10－2kg的通电直导线，电流I＝1 A，方向垂直纸面向外，导线

用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T，

方向竖直向上的磁场中，设t＝0，B＝0，则需要多长时间斜面对导线的

支持力为零？(g取10 m/s2)

16．(12分)如图所示为某种电流表的原理示意图．质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形区域abcd内有