河北张家口市第四中学物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习

河北张家口市第四中学物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习

一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优（难）

1．如图所示，三根相互平行的固定长直导线1L 、2L 和3L 垂直纸面如图放置，与坐标原点

分别位于边长为a 的正方形的四个点上， 1L 与2L 中的电流均为I ，方向均垂直于纸面向外， 3L 中的电流为2I ，方向垂直纸面向里（已知电流为I 的长直导线产生的磁场中，距导

线r 处的磁感应强度kI

B r

（其中k 为常数）．某时刻有一质子（电量为e ）正好沿与x 轴正方向成45°斜向上经过原点O ，速度大小为v ，则质子此时所受磁场力为( )

A ．方向垂直纸面向里，大小为23kIve

B ．方向垂直纸面向外，大小为322kIve

a C ．方向垂直纸面向里，大小为32kIve

a

D ．方向垂直纸面向外，大小为23kIve

【答案】B 【解析】 【详解】

根据安培定则，作出三根导线分别在O 点的磁场方向，如图：

由题意知，L 1在O 点产生的磁感应强度大小为B 1＝ kI a

，L 2在O 点产生的磁感应强度大小

为B2＝

2

kI

a

，L3在O点产生的磁感应强度大小为B3＝2kI

a

，先将B2正交分解，则沿x轴

负方向的分量为B2x＝

2

kI

a

sin45°＝

2

kI

a

，同理沿y轴负方向的分量为

B2y＝

2

kI

a

sin45°＝

2

kI

a

，故x轴方向的合磁感应强度为B x＝B1+B2x＝

3

2

kI

a

，y轴方向的合磁感应强度为B y＝B3−B2y＝

3

2

kI

a

，故最终的合磁感应强度的大小为22

32

2

x y

kI

B B B

a

＝＝，

方向为tanα＝y

x

B

B

＝1，则α=45°，如图：

故某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O，由左手定则

可知，洛伦兹力的方向为垂直纸面向外，大小为f＝eBv＝

32

2

kIve

a

，故B正确; 故选B．

【点睛】

磁感应强度为矢量，合成时要用平行四边形定则，因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.

2．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，右图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（）

A．0 B．B C．2B D．B

【答案】C

【解析】

分析：三角形中心O点到三根导线的距离相等．根据安培定则判断三根导线在O点产生的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则进行合成，求出三根导线同时存在时的磁感应强

度大小．

解答：解：根据安培定则判断得知：三根导线在O 点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B 方向水平向左，大小为B ；

下面左边导线产生的B 方向斜向左上方，与水平成60°角， 下面右边导线产生的B 方向斜向右上方，与水平成60°角，

则根据平行四边形定则进行合成可知，下面两根导线产生的合场强大小为

B ，方向水平向左，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B ，方向水平向左． 故选C

点评：本题首先运用安培定则判断B 的方向，其次要利用平行四边形定则进行合成，同时要利用好几何关系．

3．如图甲，一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝，式中r 是A 点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I 的通电圆环，O 是圆环的圆心，圆环的半径为R ，B 是圆环轴线上的一点，OB 间的距离是r 0，请你猜测B 点处的磁感应强度是( )

A ．220

R I

B r ∝

B ．

(

)

32

220

I

B R r

∝

+

C ．

()

232

220

R I

B R

r ∝

+

D ．

()

2032

220

r I

B R

r

∝

+

【答案】C 【解析】

因一电流强度为I 的通电直导线在其中垂线上A 点处的磁感应强度B ∝ I r

，设比例系数为

k ，得：B=K I r ，其中 I

r

的单位A/m ；220R I r 的单位为A ，当r 0为零时，O 点的磁场强度变

为无穷大了，不符合实际，选项A 错误．

()

3

2

220

I

R

r

+ 的单位为A/m 3，单位不相符，选项

B 错误，

()

232

220

R I

R

r

+的单位为A/m ，单位相符；当r 0为零时，也符合实际，选项C 正

确．

()

2032

220

r I

R

r

+ 的单位为A/m ，单位相符；但当r 0为零时，O 点的磁场强度变为零了，

不符合实际，选项D 错误；故选C ．

点睛：本题关键是结合量纲和特殊值进行判断，是解决物理问题的常见方法，同时要注意排除法的应用，有时能事半功倍．

4．如图所示，匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁感线平行，能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种（ ）

A ．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动

B ．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动

C ．线圈绕着与磁场平行的直径ab 旋转

D ．线圈绕着与磁场垂直的直径cd 旋转 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故A 错误．

B ．线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故B 错误．

C ．线圈绕着与磁场平行的直径ab 旋转时，磁通量始终为零，保持不变，线圈中没有感应电流产生；故C 错误．

D ．线圈绕着与磁场垂直的直径cd 旋转时，磁通量从无到有发生变化，线圈中有感应电流产生；故D 正确． 故选D ． 【点睛】

感应电流产生的条件有两个：一是线圈要闭合；二是磁通量发生变化.