人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷
一、选择题
1.(2017高二上·惠州期末)如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是( )
A.向左 B.向右 C.向上 D.向下
【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;磁感应强度
【解析】【解答】解:根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极,右侧为S极,因此左侧小磁针静止时N极指向左侧,故BCD错误,A正确.
故选A.
【分析】利用安培定则判断通电螺线管周围磁场方向,然后根据磁场方向的定义即可判断小磁针静止时N极的指向.
2.(人教版物理选修1-1第三章第一节电磁感应现象同步训练)1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.在奥斯特实验中,将直导线沿南北方向水平放置,指针靠近直导线,下列结论正确的是( )
A.把小磁针放在导线的延长线上,通电后,小磁针会转动
B.把小磁针平行地放在导线的下方,在导线与小磁针之间放置一块铝板,通电后,小磁针不会转动
C.把小磁针平行地放在导线的下方,给导线通以恒定电流,然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小
D.把黄铜针(用黄铜制成的指针)平行地放在导线的下方,通电后,黄铜针会转动
【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据安培定则可知,针小磁针放在导线上的延长线上,小磁针所在位置没有磁场,故小磁针不会转动;故A错误;
B、同于铝板不能有效屏蔽磁场,故通电后小磁针不会转动;故B正确;
C、离导线越远的地方,磁场越弱,则逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小;故C正确;
D、铜不能被磁化,故不会被磁场所吸引;故D错误;
故选:C.
【分析】对于电流的磁效应,根据安培定则进行分析.注意磁场及磁场的应用.
3.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,一带负电的金属环绕轴 以角速度 匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】带负电的金属环绕轴 以角速度 匀速旋转时,根据右手定则可知,可产生沿 方向的向左的磁场,故小磁针的N极沿轴线向左,选项C正确。
故选C
【分析】利用右手定则判断环形电流的磁场,根据磁场对小磁针的作用力分析小磁针的偏转方向。
4.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在下列图中“ × ”表示直线电流方向垂直纸面向里,“⊙”表示直线电流方向垂直纸面向外,则下列图形中能正确描绘直线电流周围的磁感线的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据右手定则可得AC图中的磁感线为逆时针方向,AC错误;BD图中磁感线方向为顺时针方向,B错误,所以正确答案为D。
故选D
【分析】利用右手定则判断环形电流的磁场,磁感线是封闭的曲线,从而得出正确答案。
5.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,两根可自由移动的靠得很近的平行长直导线,通以相反方向的电流,且I1>I2,则两导线所受的安培力F1和F2的大小关系及其运动方向为( )
A.F1>F2,且相互靠近 B.F1<F2,且相互远离
C.F1=F2,且相互靠近 D.F1=F2,且相互远离
【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;左手定则
【解析】【解答】通电导线在其周围产生磁场,通电导线在磁场中受到安培力作用, 由右手螺旋定则可知:I1在I2处产生的磁场垂直纸面向里,由左手定则可知,I2所所受安培力向右;由右手螺旋定则可知:I2在I1处产生的磁场垂直纸面向里,由左手定则可知,I1所所受安培力向左;则两导线相互远离;两导线所受安培力是作用力与反作用力,它们大小相等即F1=F2。
故选D
【分析】通电直导线周围有磁场,相互靠近的两通电直导线,电流方向相同时相互吸引而靠近,电流方向相反时相互排斥而远离。
6.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如下图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为υ0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )
A.向右偏转,速率不变 B.向左偏转,速率改变
C.向左偏转,速率不变 D.向右偏转,速率改变
【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;左手定则
【解析】【解答】由右手定则可知,直导线右侧的磁场垂直纸面向里,根据左手定则可知,电子受洛伦兹力方向向右,故向右偏转;由于洛伦兹力不做功,故速率不变。
故选A
【分析】考查对左右手定则的实际应用。
7.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长直通电导线,电流的方向垂直纸面向里,以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点,连线ac和bd是相互垂直的两条直径,且b、d在同一竖直线上,则( )
A.c点的磁感应强度的值最小 B.b点的磁感应强度的值最大
C.b、d两点的磁感应强度不同 D. a、b两点的磁感应强度相同
【答案】A,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据安培定则,长直通电导线产生的磁场沿顺时针方向,在c点与磁场的的磁感应强度方向相反,c点的磁感应强度的值最小,A正确;
在a点与磁场的的磁感应强度方向相同,a点的磁感应强度的值最大,BD错误;
b、d两点的磁感应强度大小相同,方向不同,C错误。
故选AC
【分析】本题考查磁场的叠加,磁场叠加应满足平行四边形定则。
8.(人教版物理高二选修3-1 3.1磁现象和磁场同步检测卷)根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷,如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实,那么由此推断,地球上总体应该是( )
A.不带电 B.带负电 C.带正电 D.不能确定
【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】地磁场磁感线的分布与环形电流的磁场分布相似,可以想像地球的表面带有电荷,地球的自转形成环形电流,从而产生地磁场,地磁场的方向在地球内部由北极附近指向南极附近,地球由西向东自转,由安培定则,电流的方向应由东指向西,与电荷运动方向相反,所以地球带负电,故B项正确。
故选B
【分析】物地磁场磁感线的分布与环形电流的磁场分布相似,可以想像地球的表面带有电荷,地球的自转形成环形电流,从而产生地磁场;地磁场的方向在地球内部由北极附近指向南极附近。
9.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图所示,那么这束带电粒子可能是 ( )
A.向右飞行的正离子束 B.向右飞行的负离子束
C.向左飞行的正离子束 D.向左飞行的负离子束
【答案】B,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】若能使磁针的S极转向纸内,说明磁场的方向垂直纸面向外,根据右手定则可知,此粒子可能是向左飞行的正离子束,或者向右飞行的负离子束,选项BC正确。
故选BC
【分析】正离子束的速度方向为电流方向,根据右手定则判断离子束的磁场方向,进而确定小磁针偏转方向。
10.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;A、B、C、D为导线某一横截面所在平面内的四点,且A、B、C与两导线共面;B点在两导线之间,B、D的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】两电流在该点的合磁感应强度为0,说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系.根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反,则为A或C,又I1>I2,所以该点距I1远距I2近,所以是C点;
故选C
【分析】本题考查了通电直导线和通电线圈周围磁场、磁感应强度的叠加。
11.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面积位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示。O点磁感应强度的方向 ( )
A.沿oa向上 B.沿oc向下 C.沿ob向右 D.沿od向左
【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据题意,由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消,而a与c导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则,则得磁场方向水平向左。
故选D
【分析】由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消,而a与c导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则可判断磁场方向。
12.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束粒子可能是( )
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
【答案】B,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】若能使磁针的S极转向纸内,说明磁场的方向垂直纸面向外,根据右手定则可知,此粒子可能是向左飞行的正离子束,或者向右飞行的负离子束,选项BC正确。
故选BC
【分析】正离子束的速度方向为电流方向,根据右手定则判断离子束的磁场方向,进而确定小磁针偏转方向。
13.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)图中的四幅图为电流产生磁场的分布图,其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】①电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故①正确;
②电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故②错误;
③图中电流为环形电流,由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故③错误;
④根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故④正确,所以C正确;
故选C
【分析】本题主要考查右手螺旋定则的应用,利用右手定则判断通电直导线和环形电流的磁场。
14.(2017高二上·儋州期末)图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里.在电键S接通后,导线D所受磁场力的方向是( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
【答案】A
【知识点】安培力;左手定则
【解析】【解答】解:电流由左侧流入,则由安培定则可知电磁铁右侧为N极,故导线所在处的磁场向左;
则由左手定则可知,导线受安培力向上;
故选A.
【分析】由安培定则可得出导线所在位置的磁感线的方向,由左手定则可判断安培力的方向.
15.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,一通电直线竖直放置,其右侧A、B两点的磁感应强度分别为BA和BB,则( )
A.BA>BB,方向均垂直纸面向外 B.BAC.BABB,方向均垂直纸面向里
【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】由右手定则可知,AB两点的磁场方向均垂直纸面向里;由于A点离通电导线较近,故BA >BB,选项D正确。
故选D
【分析】利用右手定则判断通电直导线的磁场,距离导线近的地方磁场强。
二、填空题
16.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右端,则电源C端为 极,通电螺线管的a端是 极.
【答案】正;S
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】在螺线管内部,磁感线是从S极指向N极,而小磁针N极所指的方向为螺线管内部磁感线的方向,故通电螺线管的a端是S极,进一步可通过安培定则,判出螺线管内电流的方向,从而断定出电源C端为正极。
【分析】通电螺旋管的磁场要掌握,只要是螺旋管内部磁场是从S极道N极。
17.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在磁体内部,磁感线由 极通向 极. (选填“N”或“S”)
【答案】S;N
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】在磁体外部,磁感线是从N极出发回到磁体S极,磁体内部,磁感线从S极到N极。
【分析】磁感线时封闭的曲线。在磁体外部,磁感线是从N极出发回到磁体S极,磁体内部,磁感线从S极到N极。
18.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在1820年,丹麦物理学家 ,首先通过实验发现通导线周围存在磁场。如图所示,给圆环通电时,与其共面的小磁针S极转向读者,则圆环中的电流方向是 (填顺时针或逆时针)。
【答案】奥斯特;顺时针
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;物理学史
【解析】【解答】在1820年,丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现通导线周围存在磁场。
小磁针N极受力方向即为磁场方向(向里),根据右手螺旋定则(拇指指磁场方向,弯曲的四指指电流方向)可知圆环中的电流方向是顺时针。
【分析】物理学常识需要平时多积累,属于识记类习题,环形电流磁场利用右手定则即可判断其磁场方向。
19.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针沿顺时针转动,则磁场方向 。(填“向左”或“向右”)
【答案】向右
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】小磁针N极的受力方向即为磁感线的方向,小磁针沿顺时针转动,N极受力向右,所以磁场方向向右。
【分析】小磁针N极的受力方向即为磁感线的方向。
20.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在图所示的情况中,电源的a端为 极(填“正”或“负”),在通电螺线管中的c点放一小磁针,它的北极受力方向为 .
【答案】正;左
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据同名磁极相斥异名磁极向吸原理可得螺线管的右端为S极,根据右手定则可判断出a端为电源的正极,通电螺线管内部磁场是由S指向N极的,所以C点小磁针北极受力方向向左。
【分析】通电螺旋管磁场是常见的一种磁体,要掌握其磁场分布特点。
21.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)从太阳和其他天体上,时刻有大量的高能带电粒子放出形成“宇宙线”,“宇宙线”到达地球附近时,会受到地磁场对它的 力的作用,迫使这些运动电荷改变运动方向,到达地球的 附近,有时会在那里形成美丽的极光。
【答案】洛伦兹;两极(或南极、北极)
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;洛伦兹力的计算
【解析】【解答】地球的磁场由南向北,当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东,当其到达两极附近时,会形成美丽的极光。
【分析】此类型的题目是基础性的,多看课本,有助于学生解题。
22.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)两个绝缘导线环AA′、BB′大小相同,环面互相垂直,环中通有相同大小的恒定电流,如图所示.则圆心O处磁场的方向为(AA′面水平,BB′面垂直纸面) .
【答案】指向左上方
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】圆心O处的磁场是两个环形电流产生磁场的合磁场,水平环形电流在O处产生的磁场B1竖直向上,竖直环形电流在O处产生磁场B2水平向左,则B1、B2的合矢量方向指向左上方,如图所示:
故圆心O处磁场的方向指向左上方。
【分析】磁场叠加同样满足矢量叠加原则。
23.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一个带负电的橡胶圆盘,在垂直纸面的平面内,绕着处在纸面内的中心轴OO′高速旋转,转动方向如图所示,在其右面放置一个在水平面内可自由转动的小磁针,小磁针N极原先指向纸内,橡胶圆盘转动后,俯视观察小磁针将做 时针转动,最后静止时N极指向 方(不考虑地磁场的作用).
【答案】顺;右
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】圆盘带负电,等效电流的方向与圆盘转动方向相反,即电流为顺时针。用安培定则可以判断环形电流磁场指向右,所以小磁针顺时针转动,静止后N极指向右边。
【分析】圆盘带负电,等效电流的方向与圆盘转动方向相反,即电流为顺时针。用安培定则可以分析判断小磁针转动情况。
24.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,当给圆环中通电时,与其共面且在正下方的小磁针S极转向读者,则圆环中的电流方向是 (填“顺时针”或“逆时针”),圆环中小磁针的 极转向读者.
【答案】逆时针;N
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】由于下方小磁针转向读者,即环形电流磁场指向读者,根据安培定则可以判定圆环中电流方向为逆时针方向;又因为小磁针受力方向为该处磁场方向,所以环中小磁针N极转向读者。
【分析】考查安培定则的灵活应用;小磁针北极受力方向就是磁场方向是本题着手点。
三、解答题
25.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过以下实验证明:
(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应 .
A.平行于南北方向,位于小磁针上方
B.平行于东西方向,位于小磁针上方
C.平行于东南方向,位于小磁针下方
D.平行于西南方向,位于小磁针下方
此时从上向下看,小磁针的旋转方向是 .(填顺时针或逆时针)
(2)如图(b)所示,是一个抽成真空的电子射线管,从阴极发射出来的电子束,在阴极和阳极间的高压作用下,轰击到长方形的荧光屏上激发出荧光,可以显示出电子束运动的径迹.实验表明,在没有外磁场时,电子束是沿直线前进的.如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间,荧光屏上显示的电子束运动径迹发生了弯曲,这表明:运动电荷受到了 力,图中a为 极(填阴或阳)
【答案】(1)A;逆时针
(2)洛伦兹;阴
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;洛伦兹力的计算
【解析】【解答】(1)无通电导线时小磁针S极向南,所以为使实验方便效果明显,导线应平行于南北方向位于小磁针上方,故A正确;(2)电子束运动径迹发生了弯曲,这表明运动电荷受到了磁场力,由左手定则知a为阴极;
【分析】(1)小磁针平时呈南北方向,为使效果明显应让其向东西方向转;(2)电子受到向下的磁场力,由左手定则判定阴极。
1 / 1人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷
一、选择题
1.(2017高二上·惠州期末)如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧.当螺线管通以恒定电流时,不计其它磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是( )
A.向左 B.向右 C.向上 D.向下
2.(人教版物理选修1-1第三章第一节电磁感应现象同步训练)1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.在奥斯特实验中,将直导线沿南北方向水平放置,指针靠近直导线,下列结论正确的是( )
A.把小磁针放在导线的延长线上,通电后,小磁针会转动
B.把小磁针平行地放在导线的下方,在导线与小磁针之间放置一块铝板,通电后,小磁针不会转动
C.把小磁针平行地放在导线的下方,给导线通以恒定电流,然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小
D.把黄铜针(用黄铜制成的指针)平行地放在导线的下方,通电后,黄铜针会转动
3.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,一带负电的金属环绕轴 以角速度 匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下
C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
4.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在下列图中“ × ”表示直线电流方向垂直纸面向里,“⊙”表示直线电流方向垂直纸面向外,则下列图形中能正确描绘直线电流周围的磁感线的是( )
A. B.
C. D.
5.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,两根可自由移动的靠得很近的平行长直导线,通以相反方向的电流,且I1>I2,则两导线所受的安培力F1和F2的大小关系及其运动方向为( )
A.F1>F2,且相互靠近 B.F1<F2,且相互远离
C.F1=F2,且相互靠近 D.F1=F2,且相互远离
6.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如下图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为υ0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )
A.向右偏转,速率不变 B.向左偏转,速率改变
C.向左偏转,速率不变 D.向右偏转,速率改变
7.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长直通电导线,电流的方向垂直纸面向里,以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点,连线ac和bd是相互垂直的两条直径,且b、d在同一竖直线上,则( )
A.c点的磁感应强度的值最小 B.b点的磁感应强度的值最大
C.b、d两点的磁感应强度不同 D. a、b两点的磁感应强度相同
8.(人教版物理高二选修3-1 3.1磁现象和磁场同步检测卷)根据安培假说的物理思想:磁场来源于运动电荷,如果用这种思想解释地球磁场的形成,根据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实,那么由此推断,地球上总体应该是( )
A.不带电 B.带负电 C.带正电 D.不能确定
9.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方,并与磁针指向平行,能使磁针的S极转向纸内,如图所示,那么这束带电粒子可能是 ( )
A.向右飞行的正离子束 B.向右飞行的负离子束
C.向左飞行的正离子束 D.向左飞行的负离子束
10.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;A、B、C、D为导线某一横截面所在平面内的四点,且A、B、C与两导线共面;B点在两导线之间,B、D的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
11.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面积位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相等的电流,方向如图所示。O点磁感应强度的方向 ( )
A.沿oa向上 B.沿oc向下 C.沿ob向右 D.沿od向左
12.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束粒子可能是( )
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
13.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)图中的四幅图为电流产生磁场的分布图,其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
14.(2017高二上·儋州期末)图中的D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线,电流方向垂直于纸面向里.在电键S接通后,导线D所受磁场力的方向是( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
15.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,一通电直线竖直放置,其右侧A、B两点的磁感应强度分别为BA和BB,则( )
A.BA>BB,方向均垂直纸面向外 B.BAC.BABB,方向均垂直纸面向里
二、填空题
16.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右端,则电源C端为 极,通电螺线管的a端是 极.
17.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在磁体内部,磁感线由 极通向 极. (选填“N”或“S”)
18.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在1820年,丹麦物理学家 ,首先通过实验发现通导线周围存在磁场。如图所示,给圆环通电时,与其共面的小磁针S极转向读者,则圆环中的电流方向是 (填顺时针或逆时针)。
19.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针沿顺时针转动,则磁场方向 。(填“向左”或“向右”)
20.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)在图所示的情况中,电源的a端为 极(填“正”或“负”),在通电螺线管中的c点放一小磁针,它的北极受力方向为 .
21.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)从太阳和其他天体上,时刻有大量的高能带电粒子放出形成“宇宙线”,“宇宙线”到达地球附近时,会受到地磁场对它的 力的作用,迫使这些运动电荷改变运动方向,到达地球的 附近,有时会在那里形成美丽的极光。
22.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)两个绝缘导线环AA′、BB′大小相同,环面互相垂直,环中通有相同大小的恒定电流,如图所示.则圆心O处磁场的方向为(AA′面水平,BB′面垂直纸面) .
23.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)一个带负电的橡胶圆盘,在垂直纸面的平面内,绕着处在纸面内的中心轴OO′高速旋转,转动方向如图所示,在其右面放置一个在水平面内可自由转动的小磁针,小磁针N极原先指向纸内,橡胶圆盘转动后,俯视观察小磁针将做 时针转动,最后静止时N极指向 方(不考虑地磁场的作用).
24.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)如图所示,当给圆环中通电时,与其共面且在正下方的小磁针S极转向读者,则圆环中的电流方向是 (填“顺时针”或“逆时针”),圆环中小磁针的 极转向读者.
三、解答题
25.(人教版物理高二选修3-1 3.3几种常见的磁场同步检测卷)磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用,此现象可通过以下实验证明:
(1)如图(a)所示,在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便效果明显,通电导线应 .
A.平行于南北方向,位于小磁针上方
B.平行于东西方向,位于小磁针上方
C.平行于东南方向,位于小磁针下方
D.平行于西南方向,位于小磁针下方
此时从上向下看,小磁针的旋转方向是 .(填顺时针或逆时针)
(2)如图(b)所示,是一个抽成真空的电子射线管,从阴极发射出来的电子束,在阴极和阳极间的高压作用下,轰击到长方形的荧光屏上激发出荧光,可以显示出电子束运动的径迹.实验表明,在没有外磁场时,电子束是沿直线前进的.如果把射线管放在蹄形磁铁的两极间,荧光屏上显示的电子束运动径迹发生了弯曲,这表明:运动电荷受到了 力,图中a为 极(填阴或阳)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;磁感应强度
【解析】【解答】解:根据安培定则可以判断通电螺线管左则为N极,右侧为S极,因此左侧小磁针静止时N极指向左侧,故BCD错误,A正确.
故选A.
【分析】利用安培定则判断通电螺线管周围磁场方向,然后根据磁场方向的定义即可判断小磁针静止时N极的指向.
2.【答案】C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】根据安培定则可知,针小磁针放在导线上的延长线上,小磁针所在位置没有磁场,故小磁针不会转动;故A错误;
B、同于铝板不能有效屏蔽磁场,故通电后小磁针不会转动;故B正确;
C、离导线越远的地方,磁场越弱,则逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小;故C正确;
D、铜不能被磁化,故不会被磁场所吸引;故D错误;
故选:C.
【分析】对于电流的磁效应,根据安培定则进行分析.注意磁场及磁场的应用.
3.【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】带负电的金属环绕轴 以角速度 匀速旋转时,根据右手定则可知,可产生沿 方向的向左的磁场,故小磁针的N极沿轴线向左,选项C正确。
故选C
【分析】利用右手定则判断环形电流的磁场,根据磁场对小磁针的作用力分析小磁针的偏转方向。
4.【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据右手定则可得AC图中的磁感线为逆时针方向,AC错误;BD图中磁感线方向为顺时针方向,B错误,所以正确答案为D。
故选D
【分析】利用右手定则判断环形电流的磁场,磁感线是封闭的曲线,从而得出正确答案。
5.【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;左手定则
【解析】【解答】通电导线在其周围产生磁场,通电导线在磁场中受到安培力作用, 由右手螺旋定则可知:I1在I2处产生的磁场垂直纸面向里,由左手定则可知,I2所所受安培力向右;由右手螺旋定则可知:I2在I1处产生的磁场垂直纸面向里,由左手定则可知,I1所所受安培力向左;则两导线相互远离;两导线所受安培力是作用力与反作用力,它们大小相等即F1=F2。
故选D
【分析】通电直导线周围有磁场,相互靠近的两通电直导线,电流方向相同时相互吸引而靠近,电流方向相反时相互排斥而远离。
6.【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;左手定则
【解析】【解答】由右手定则可知,直导线右侧的磁场垂直纸面向里,根据左手定则可知,电子受洛伦兹力方向向右,故向右偏转;由于洛伦兹力不做功,故速率不变。
故选A
【分析】考查对左右手定则的实际应用。
7.【答案】A,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据安培定则,长直通电导线产生的磁场沿顺时针方向,在c点与磁场的的磁感应强度方向相反,c点的磁感应强度的值最小,A正确;
在a点与磁场的的磁感应强度方向相同,a点的磁感应强度的值最大,BD错误;
b、d两点的磁感应强度大小相同,方向不同,C错误。
故选AC
【分析】本题考查磁场的叠加,磁场叠加应满足平行四边形定则。
8.【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】地磁场磁感线的分布与环形电流的磁场分布相似,可以想像地球的表面带有电荷,地球的自转形成环形电流,从而产生地磁场,地磁场的方向在地球内部由北极附近指向南极附近,地球由西向东自转,由安培定则,电流的方向应由东指向西,与电荷运动方向相反,所以地球带负电,故B项正确。
故选B
【分析】物地磁场磁感线的分布与环形电流的磁场分布相似,可以想像地球的表面带有电荷,地球的自转形成环形电流,从而产生地磁场;地磁场的方向在地球内部由北极附近指向南极附近。
9.【答案】B,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】若能使磁针的S极转向纸内,说明磁场的方向垂直纸面向外,根据右手定则可知,此粒子可能是向左飞行的正离子束,或者向右飞行的负离子束,选项BC正确。
故选BC
【分析】正离子束的速度方向为电流方向,根据右手定则判断离子束的磁场方向,进而确定小磁针偏转方向。
10.【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】两电流在该点的合磁感应强度为0,说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系.根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反,则为A或C,又I1>I2,所以该点距I1远距I2近,所以是C点;
故选C
【分析】本题考查了通电直导线和通电线圈周围磁场、磁感应强度的叠加。
11.【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据题意,由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消,而a与c导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则,则得磁场方向水平向左。
故选D
【分析】由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消,而a与c导线产生磁场正好相互叠加,由右手螺旋定则可判断磁场方向。
12.【答案】B,C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】若能使磁针的S极转向纸内,说明磁场的方向垂直纸面向外,根据右手定则可知,此粒子可能是向左飞行的正离子束,或者向右飞行的负离子束,选项BC正确。
故选BC
【分析】正离子束的速度方向为电流方向,根据右手定则判断离子束的磁场方向,进而确定小磁针偏转方向。
13.【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】①电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故①正确;
②电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故②错误;
③图中电流为环形电流,由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故③错误;
④根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故④正确,所以C正确;
故选C
【分析】本题主要考查右手螺旋定则的应用,利用右手定则判断通电直导线和环形电流的磁场。
14.【答案】A
【知识点】安培力;左手定则
【解析】【解答】解:电流由左侧流入,则由安培定则可知电磁铁右侧为N极,故导线所在处的磁场向左;
则由左手定则可知,导线受安培力向上;
故选A.
【分析】由安培定则可得出导线所在位置的磁感线的方向,由左手定则可判断安培力的方向.
15.【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】由右手定则可知,AB两点的磁场方向均垂直纸面向里;由于A点离通电导线较近,故BA >BB,选项D正确。
故选D
【分析】利用右手定则判断通电直导线的磁场,距离导线近的地方磁场强。
16.【答案】正;S
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】在螺线管内部,磁感线是从S极指向N极,而小磁针N极所指的方向为螺线管内部磁感线的方向,故通电螺线管的a端是S极,进一步可通过安培定则,判出螺线管内电流的方向,从而断定出电源C端为正极。
【分析】通电螺旋管的磁场要掌握,只要是螺旋管内部磁场是从S极道N极。
17.【答案】S;N
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】在磁体外部,磁感线是从N极出发回到磁体S极,磁体内部,磁感线从S极到N极。
【分析】磁感线时封闭的曲线。在磁体外部,磁感线是从N极出发回到磁体S极,磁体内部,磁感线从S极到N极。
18.【答案】奥斯特;顺时针
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;物理学史
【解析】【解答】在1820年,丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现通导线周围存在磁场。
小磁针N极受力方向即为磁场方向(向里),根据右手螺旋定则(拇指指磁场方向,弯曲的四指指电流方向)可知圆环中的电流方向是顺时针。
【分析】物理学常识需要平时多积累,属于识记类习题,环形电流磁场利用右手定则即可判断其磁场方向。
19.【答案】向右
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】小磁针N极的受力方向即为磁感线的方向,小磁针沿顺时针转动,N极受力向右,所以磁场方向向右。
【分析】小磁针N极的受力方向即为磁感线的方向。
20.【答案】正;左
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】根据同名磁极相斥异名磁极向吸原理可得螺线管的右端为S极,根据右手定则可判断出a端为电源的正极,通电螺线管内部磁场是由S指向N极的,所以C点小磁针北极受力方向向左。
【分析】通电螺旋管磁场是常见的一种磁体,要掌握其磁场分布特点。
21.【答案】洛伦兹;两极(或南极、北极)
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;洛伦兹力的计算
【解析】【解答】地球的磁场由南向北,当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东,当其到达两极附近时,会形成美丽的极光。
【分析】此类型的题目是基础性的,多看课本,有助于学生解题。
22.【答案】指向左上方
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】圆心O处的磁场是两个环形电流产生磁场的合磁场,水平环形电流在O处产生的磁场B1竖直向上,竖直环形电流在O处产生磁场B2水平向左,则B1、B2的合矢量方向指向左上方,如图所示:
故圆心O处磁场的方向指向左上方。
【分析】磁场叠加同样满足矢量叠加原则。
23.【答案】顺;右
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】圆盘带负电,等效电流的方向与圆盘转动方向相反,即电流为顺时针。用安培定则可以判断环形电流磁场指向右,所以小磁针顺时针转动,静止后N极指向右边。
【分析】圆盘带负电,等效电流的方向与圆盘转动方向相反,即电流为顺时针。用安培定则可以分析判断小磁针转动情况。
24.【答案】逆时针;N
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
【解析】【解答】由于下方小磁针转向读者,即环形电流磁场指向读者,根据安培定则可以判定圆环中电流方向为逆时针方向;又因为小磁针受力方向为该处磁场方向,所以环中小磁针N极转向读者。
【分析】考查安培定则的灵活应用;小磁针北极受力方向就是磁场方向是本题着手点。
25.【答案】(1)A;逆时针
(2)洛伦兹;阴
【知识点】磁现象和磁场、磁感线;洛伦兹力的计算
【解析】【解答】(1)无通电导线时小磁针S极向南,所以为使实验方便效果明显,导线应平行于南北方向位于小磁针上方,故A正确;(2)电子束运动径迹发生了弯曲,这表明运动电荷受到了磁场力,由左手定则知a为阴极;
【分析】(1)小磁针平时呈南北方向,为使效果明显应让其向东西方向转;(2)电子受到向下的磁场力,由左手定则判定阴极。
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