3.1磁场 磁感线 课时检测（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
3.1磁场磁感线 课时检测（解析版）
1．在做奥斯特实验时，下列操作中现象最明显的是（　　）
A．沿导线方向放置磁针，使小磁针在导线的延长线上
B．垂直导线方向放置磁针，使小磁针在导线的正下方
C．导线沿南北方向放置在小磁针的正上方
D．导线沿东西方向放置在小磁针的正上方
2．在科学发展史上，不少物理学家作出了重大贡献．下列陈述中不符合历史事实的是（ ）
A．伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法
B．牛顿发现了万有引力定律的同时测出了万有引力常量
C．开普勒发现了行星运动的规律
D．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
3．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿运动定律在宏观、低速领域中经受了实践的检验，取得了巨大成功
B．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说
C．四种基本相互作用指的是：重力、弹力、摩擦力、库仑力
D．元电荷e的数值为，最早由法国物理学家汤姆逊通过实验测量得出
4．在物理学中常用比值法定义物理量．选出不是用比值法定义的物理量（ ）
A．用定义电场强度
B．用定义磁感应强度
C．用定义电容器的电容
D．用定义导体的电阻
5．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，牛顿通过实验加逻辑推理推翻了他的观点
B．库仑在实验室里测量了元电荷的具体数值
C．安培提出了分子电流假说，成功解释了一些磁现象
D．法拉第发现电流的磁效应
6．下列说法正确的是（　　）
A．磁感线有可能出现相交的情况
B．磁感线总是由N极出发指向S极
C．某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致
D．某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致
7．两直导线通有大小相等、方向相反的电流，现垂直于纸面分别置于A、B两点，O点为A、B连线中点，如图所示，两导线分别在O点处所产生的磁感应强度的大小均为B。则O点的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B．B C．2B D．无法确定
8．如图所示，水平直导线 ab 通有向右的电流 I，置于导线正下 方的小磁针 N 极将（　　）
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转 C．在纸面内顺时针转过 90° D．不动
9．关于磁感线，下列说法中正确的是（　　）
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线的方向总是从N极指向S极
C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D．磁感线是真实存在的曲线，它们之间有交点
10．关于电场和磁场，下列所法中错误的是( )
A．电场对处于其中的电荷有力的作用 B．磁场对处于其中的小磁针有力的作用
C．电场线和磁感线是客观存在的 D．电场和磁场都是特殊的物质
11．下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度为零的点，电势不一定为零
B．电容器所带的电荷量越多，电容越大
C．电场线和磁感线都是一条闭合曲线
D．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大，材料的导电性能越好
12．关于电场线和磁感线的概念，以下说法中正确的是(　　)
A．电场线和磁感线都是不封闭的曲线
B．沿着磁感线的方向，磁场越来越弱
C．任意两条电场线或磁感线都不能相交
D．电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱
13．下列公式中定义的物理量是采用比值定义法得出的是 ( )
A． B． C． D．
14．关于电场线、磁感线的性质，下列说法正确的是
A．电场线、磁感线都是假想的，不是真实存在的
B．电场线、磁感线都是闭合曲线
C．电场线、磁感线的疏密都表示场的强弱
D．电场线、磁感线都是不相交的曲线
15．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1cm，电流为0.5A，所受的磁场力为5×10﹣4 N．求：
（1）该位置的磁感应强度多大？
（2）若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？
（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？
16．离子发动机是利用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的航天器发动机．其原理如图所示，其原理如下：首先系统将等离子体经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、方向垂直纸面向里的匀强磁场的区域I内，栅电极MN和PQ间距为d．当栅电极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域I系统（包括进入其中的通道、匀强磁场B1）．区域Ⅱ内有垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2，放在A处的中性粒子离子化源能够发射任意角度，但速度均为v2的正、负离子，正离子的质量为m，电荷量为q，正离子经过该磁场区域后形成宽度为D的平行粒子束，经过栅电极MN、PQ之间的电场中加速后从栅电极PQ喷出，在加速正离子的过程中探测器获得反向推力（不计各种粒子之间相互作用、正负离子、等离子体的重力，不计相对论效应）．求：
（1）求在A处的正离子的速度大小v2；
（2）正离子经过区域I加速后，离开PQ的速度大小v3；
（3）在第（2）问中，假设航天器的总质量为M，正在以速度v沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成角，如图所示．为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整．如果沿垂直于飞船速度v的方向进行推进，且推进器工作时间极短，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N为多少？
参考答案
1．C
【详解】
为了使现象明显，应该将小磁针放置在导线一侧，且平行导线方向放置小磁针。又由于小磁针只能在水平面内转动，所以应该将小磁针放置在导线下方或上方，即将小磁针和导线放置在同一竖直面内，而不能将小磁针和导线放置在同一水平面内，由于地球的磁场是沿南北方向的，为了使实验现象明显，应该使电流的磁场不沿南北方向，最好沿与南北方向夹角最大的东西方向，所以应在南北方向放置导线。
故选C。
2．B
【详解】
伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，即理想实验法．A正确；牛顿发现了万有引力定律后一百多年，卡文迪许测出了万有引力常量，B错误；开普勒发现了行星运动的规律，C正确；奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，D正确．本题选错误的，所以选B．
3．A
【详解】
A．牛顿运动定律在宏观、低速领域中经受了实践的检验，取得了巨大成功，A正确；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，B错误；
C．四种基本相互作用指的是：万有引力作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用，C错误；
D．元电荷e的数值为，最早由美国物理学家密立根通过油滴实验测量得出，D错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．公式
是电场强度的定义式，采用比值定义法，定义出的电场强度E与F、q无关，选项A不符合题意；
B．公式
是磁感应强度的定义式，采用比值定义法，定义出的磁感应强度B与F、IL无关，选项B不符合题意；
C．公式
是电容的定义式，C与Q及U均无关，这个公式是比值定义法，选项C不符合题意；
D．公式
是电阻的决定式，R与ρ、L成正比，与S成反比，不符合比值定义法的共性，选项D符合题意。
故选D。
5．C
【详解】
A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略通过实验加逻辑推理推翻了他的观点，A错误；
B．密立根在实验室里测量了元电荷的具体数值，B错误；
C．安培提出了分子电流假说，成功解释了一些磁现象，C正确；
D．奥斯特发现电流的磁效应，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．根据磁感线的特点，磁感线在空间内不能相交，A错误；
B．磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，B错误；
CD．磁感线的切线方向表示磁场的方向（小磁针静止时N极指向）。C正确，D错误。
故选C。
7．C
【详解】
由右手螺旋定则可知，两导线在O点处的磁感应强度方向均向上，故O点的合磁感应强度大小为2B，C正确。
故选C。
8．A
【详解】
当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动，S极向指外偏转，故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．磁感线不是真实存在的物质，是用以形象地描绘磁场分布的一些曲线，磁场存在于磁体周围的空间中，不存在磁场强度为零的间隙，故A项错误。
B．磁感线是闭合的曲线，在磁体内部，磁感线的方向是由S极到N极，故B项错误。
C．引入磁感线时规定，磁感线上每一点的切线方向与该点的磁场方向一致，故C项正确。
D．磁感线不是真实存在的曲线；空间中任意一点磁场方向只有一个，即磁感线不可能相交，故D项错误。
故选C。
10．C
【详解】
试题分析：电场的性质就是对放入其中的电荷有力的作用；当通电导线和磁场不平行时；通电导线就要受到磁场力的作用；电场和磁场的电场线和磁感线是为了形象形象的描述电场和磁场而引入的，是假想的．
A、电场的性质就是对放入其中的电荷有力的作用，所以A正确．
B、当通电导线（与磁感线不平行）在磁场中是就要受到力的作用，所以B正确．
C、电场和磁场的电场线和磁感线是为了形象形象的描述电场和磁场而引入的，是假想的，不是客观存在的，所以C错误．
D、电场和磁场都是客观存在的，只是不能直接的观察到，所以D正确．
本题选错误的，故选C．
考点：电场；磁现象和磁场．
点评：本题是对电场和磁场的基本性质的考查，平时要加强基础知识的掌握．
11．A
【详解】
A．电场强度与电势没有关系，电场强度为零的点，电势不一定为零，因为电势为零是人为选取的， A正确；
B．电容器的电容由本身结构决定，与所带的电荷量无关，B错误；
C．电场线是一条不闭合曲线，从正电荷出发到负电荷终止，而磁感线是一条闭合曲线，磁铁外部由N极到S极，内部从S极到N极， C错误；
D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，材料的导电性能越好，D错误。
故选A。
12．CD
【详解】
由于磁感线是闭合曲线且不相交，故A错误，C正确；磁场的强弱是用磁感线的疏密表示的，故B错误，D正确．所以CD正确，AB错误．
13．AC
【详解】
电场强度与放入电场中的电荷无关，所以属于比值定义法．故A正确．电阻，是属于决定式，不属于比值定义法．故B错误．磁感应强度与放入磁场中的电流元无关．所以属于比值定义法．故C正确． 是电容的决定式，不是比值定义法，选项D错误；故选AC．
点睛：比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，解决本题的关键理解比值定义法的特点：被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变.
14．ACD
【详解】
A、电场线、磁感线都是人为假想的曲线，不是真实存在的，故A正确；
B、电场线从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止，所以电场线是不闭合的，而磁感线是闭合曲线，故B错误；
C、电场线、磁感线的疏密都表示场的强弱，故C正确；
D、电场线、磁感线都不相交，否则交点处场的方向有两个，故D正确．
点睛：记住电场线和磁感线的特点即可顺利解出此题，故要在理解的基础上牢记基本概念．电场线不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线是本题容易出现错误的地方．
15．（1）0.1T；（2）0.1T；（3）0
【详解】
（1）根据公式
得
（2）撤去电流元，该处的磁感应强度不变
B=0.1T
（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力为零。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）根据左手定则可知，正离子向右偏转，负离子向左偏转，不会进入区域1中，因此也不会产生相应推力．所以只有加速正离子过程中才会产生推力．正离子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力：qv2B2=m，,根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的正离子后，形成宽度为D的平行正离子束，即：r=，则在A处的正离子的速度大小v2=．
（2）等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为q ，则q E=q v1B1，即：E=B1v1；正离子束经过区域I加速后，离开PQ的速度大小为v3，根据动能定理可知：qU=mv32-mv22，其中电压U=Ed=B1v1d
联立可得：v3=．
（3）飞船方向调整前后，其速度合成矢量如图所示：
因此tan=，离子喷出过程中，系统的动量守恒：Mv=Nmv3，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N=