高中物理 第5章 磁场章末综合测评 鲁科版选修3-1

第5章 磁场 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第810题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1下列关于磁感线的叙述，正确的是()A磁感线是磁场中确实存在的一种曲线B磁感线总是从N极指向S极C磁感线是由磁场中的铁屑形成的D磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线【解析】磁感线是人们为了形象地描述磁场而人为画出来的曲线，实际是不存在的，故A、C错误，D正确磁感线是闭合的曲线，磁体外部磁感线方向从N极指向S极，而磁体内部磁感线方向由S极指向N极，故B错误【答案】D219世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到温度差会引起电流安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)()A由西向东垂直磁子午线B由东向西垂直磁子午线C由南向北沿磁子午线D由赤道向两极沿磁子午线【解析】由于地磁场的N极在地理上的南极附近，如果地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，据安培定则，该环形电流应该由东向西，垂直磁子午线，所以正确选项是B.【答案】B3在下列图中，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】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，A正确B错误【答案】B4如图1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() 【导学号：34660132】图1A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】磁通量的大小可以用磁感线的条数来表示，穿过线圈S1的条数多，磁通量比较大，A对【答案】A5有两个固定的完全相同的通电圆环，通过的电流大小相同，方向如图2所示，其中一个位于竖直平面内，另一个位于水平平面内，每个圆环中的电流在它们的共同圆心O处产生的磁感应强度大小均为B，则在O点总磁感应强度大小为()图2A.BB.BC.B D.B【解析】由安培定则知，水平环电流产生(在O处)的磁场方向竖直向下，同理得竖直环在O处的磁场方向垂直纸面向外(如图)，知A正确【答案】A6如图3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()图3A增大B减小C不变D无法确定如何变化【解析】由条形磁铁磁场的内、外分布情况知，弹簧包围面积增大，穿过包围面积的磁感线的净条数减少，故B正确【答案】B7如图4所示，a、b、c三个闭合线圈，放在同一平面内，当a线圈中有电流I通过时，它们的磁通量分别为a、b、c，下列说法中正确的是 ()图4AabcBabcCacbDacb【解析】因为磁感线是闭合曲线，故a线圈的环形电流产生的磁场在a线圈内部垂直纸面向里，在a线圈外部垂直纸面向外，而磁通量是合磁通量，故b、c线圈有“抵消”，c线圈“抵消”最多，故a线圈磁通量最大【答案】B8下列说法正确的是()A通过某平面的磁感线条数为零，则此平面处的磁感应强度一定为零B空间某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C凡是磁感应强度大小处处相等的磁场就是匀强磁场D磁感应强度为零，则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零【解析】磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B项正确；磁感应强度为零，放在该处的某平面无磁感线穿过，故D项正确；若某平面无磁感线穿过，可能磁场很强，只是平面平行于磁场放置而导致磁感线穿过该平面的条数为零，所以A项错误；磁感应强度是矢量，既有大小又有方向，只有磁感应强度大小和方向处处相同的磁场才是匀强磁场，C项错误【答案】BD9在三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动，如图5所示，则() 【导学号：34660133】图5A利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时，大拇指应沿电子的运动方向B利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时，大拇指应沿形成的电流方向C由电子运动产生的磁场在图示a处方向沿x方向 D由电子运动产生的磁场在图示a处方向沿x方向【解析】由安培定则知，伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致A错B对弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向在a点的切线方向沿x方向，所以C错D对【答案】BD10如图6所示，处于同一平面内的两根平行长直导线中通有方向相反、大小不同的电流，这两根导线把它们所在的平面分成a、b、c三个区域，则磁感应强度为零的区域()图6A可能出现在b区B可能出现在a区C可能同时出现在a、c区D可能出现在c区【解析】根据安培定则判断得知：电流I1在a区域产生的磁场方向垂直纸面向外，在b、c区域产生的磁场方向垂直纸面向里；电流I2在a、b区域产生的磁场方向垂直纸面向里，在c区域产生的磁场方向垂直纸面向外，所以在a、c两区域磁场方向相反，又I1，I2大小不同，则产生的磁感应强度大小可能相等【答案】BD二、计算题(本题共3小题，共40分按题目要求作答)11(12分)已知山东地面处的地磁场水平分量约为3105 T，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，如图7所示小磁针静止时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(保留一位有效数字)图7【解析】根据小磁针的指向可知该处磁场的方向如图所示：接通电源后，小磁针N极指向的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，由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示由题意知地磁场水平分量By3105 T，设通电螺线管产生的磁场为Bx.由图知tan 60，解得Bx3105 T5105 T.【答案】见解析图5105 T12(12分)如图8所示，一个矩形线圈abcd的面积为S，放在直角坐标系内，线圈平面垂直于Oxy平面，与x、y轴的夹角分别为30、60，匀强磁场的磁感应强度为B.则当磁场方向分别沿x、y、z轴方向时，穿过线圈的磁通量各是多少？图8【解析】当磁场方向沿x轴方向时，穿过线圈的磁通量1BSsin BS；当磁场方向沿y轴方向时，穿过线圈的磁通量2BSsin BS；当磁场方向沿z轴方向时，穿过线圈的磁通量3BSsin 00.【答案】BSBS013(16分)如图9所示为发电机的原理图发电机转子为一边长为0.3 m的正方形线圈，处于B0.5 T的匀强磁场中【导学号：34660134】图9(1)当线圈平面与磁场方向夹角为45时，穿过线圈的磁通量是多少？(2)当线圈以ab边为轴沿顺时针方向转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？(3)当线圈以ab边为轴沿逆时针方向转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？【解析】(1)由BS得：BSsin 45BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb.(2)初状态时，1BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb.末状态磁感线由反面穿入，正面穿出，如图，则：2BL2sin 453.2102 Wb，则121(3.21023.2102) Wb6.4102 Wb，只考虑其大小，16.4102 Wb.(3)初态与末态时，穿过线圈的磁通量相同，都是从同一面穿入和穿出，如图，则：20.【答案】(1)3.2102 Wb(2)6.4102 Wb(3)0