人教版物理高二选修3-1第3章第3节几种常见的磁场同步检测卷

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人教版物理高二选修3-1第3章
第3节几种常见的磁场同步检测卷
一、选择题
1．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
解析：解答：由右手定则可知，闭合电键后，螺线管的左端是N极，根据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时N极的指向是向左，选项A正确。
故选A
分析：需要掌握利用右手定则判断螺旋管磁场，属于基础题。
2．1820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
解析：解答：没有通电时，小磁针在地磁场影响下，N极指向北方，当导线南北放置，会在导线周围产生以导线为中心轴的环形磁场，但在导线的延长线上没有磁场，所以通电后小磁针不会转动，选项A错；
导线南北放置，使得导线的正上方和正下方产生东西方向的磁场，与地磁场方向垂直。即使放置铝板，也不能割断磁场影响磁场，所以小磁针会由地磁场的方向偏转到地磁场和电磁场的合磁场方向，选项B错；
逐渐增大导线和小磁针之间的距离，使得小磁针所在处的电磁场减弱，合磁场更偏向与地磁场方向，小磁针的偏转方向变小，选项C对；
磁场只对放入其中的铁钴镍产生作用，对黄铜没有作用，所以黄铜针不会转动，选项D错；
故选C
分析：地球是个大的磁体，地磁场能对指南针施加力的作用，地磁场方向是从地理南极指向地理北极，而小磁针北极指向始终是该处磁场的方向，所以指南针北极始终指北，如果小磁针周围有其他磁场，小磁针就会偏转。
3．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
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．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
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．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
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．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
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．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：AC
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．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
解析：解答：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，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,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：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。
9．一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：BC
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．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
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．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
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。
12．一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：BC
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．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
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．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
解析：解答：电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知电磁铁右侧为N极，故导线所在处的磁场向左；再由左手定则可判断，导线受安培力向上，故A正确。
故选A
分析：本题主要考查右手螺旋定则的掌握程度。
15．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．BA C．BA D．BA >BB，方向均垂直纸面向里
答案：D
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．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
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．在磁体内部，磁感线由 极通向 极. （选填“N”或“S”）
答案：S|N
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．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
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。
19．一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
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．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
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．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）
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。
22．两个绝缘导线环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
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。
23．一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
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．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
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．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）
答案：A|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：洛伦兹力|阴
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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