第五章 复习提升（含答案解析）

第5章　初识电磁场与电磁波
本章复习提升
易混易错练
易错点1　不能正确理解定义式B=的含义
1.下列说法正确的是 (　　)
A.B=只是定义式,磁感应强度的大小取决于场源以及在磁场中的位置,而与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关
B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
C.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值,即B=
D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
易错点2　不能正确运用安培定则
2.下列各图中,已标出电流及电流产生磁场的方向,其中正确的是 (　　)
　　　　　　　　　
　　　　
易错点3　对磁通量的计算公式Φ=BS理解
不深
3.如图所示,在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量ΦA与穿过B环的磁通量ΦB相比较 (　　)
A.ΦA>ΦB　　　　B.ΦA<ΦB
C.ΦA=ΦB　　　　D.不能确定
易错点4　影响磁通量的因素不明确
4.(多选)如图所示,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为l,匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里,磁感应强度的大小为B,两根金属杆1、2放在导轨上,与导轨垂直,它们分别以速度v1、v2朝同一方向做匀速直线运动。下列情形能使回路中有电流通过的是 (　　)
A.v1=v2
B.v1>v2
C.v1D.以上情形都不能
5.如图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I,矩形金属线框abcd与MN处在同一平面,边ab与MN平行,则 (　　)
A.线框向左平移时,线框中有感应电流
B.线框竖直向上平移时,线框中有感应电流
C.线框以MN为轴转动时,线框中有感应电流
D.MN中电流突然变小时,线框中没有感应电流
思想方法练
一、结论法
1.下列给出了四幅与感应电流产生条件相关的情景图,判断正确的是 (　　)
　　　
A.图甲,水平直导线中电流逐渐减小时,其正下方的水平金属圆线圈中有感应电流
B.图乙,正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时,线圈中无感应电流
C.图丙,矩形导线框以其任何一条边为轴转动时,线框中都有感应电流产生
D.图丁,正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时,线框中无感应电流产生
2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是 (　　)
二、矢量合成法
3.如图所示,四根相互平行的通有电流均为I的长直导线a、b、c、d,放在正方形的四个顶点上。每根通电直导线单独存在时,正方形中心O点的磁感应强度大小都是B,则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为 (　　)
A.2B,方向向左　　　　B.2B,方向向下
C.B,方向向右　　　　D.B,方向向上
4如图所示,完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置,甲的圆心为O1,乙的圆心为O2,在两环圆心的连线上有a、b、c三点,其中aO1=O1b=bO2=O2c,此时a点的磁感应强度大小为B1,b点的磁感应强度大小为B2。当把环形电流乙撤去后,c点的磁感应强度大小为 (　　)
A.B1-　　B.B2-　　C.B2-B1　　D.
5.(多选)(2022广东惠州期末)如图,两根平行长直导线相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定电流;a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是 (　　)
A.a处的磁感应强度大小比c处的大
B.b、c两处的磁感应强度大小相等
C.a、c两处的磁感应强度方向相同
D.b处的磁感应强度为零
答案与分层梯度式解析
第5章　初识电磁场与电磁波
本章复习提升
易混易错练
1.A 2.D 3.A 4.BC 5.A
1.A　B=只是定义式,磁感应强度的大小取决于场源以及在磁场中的位置,选项A正确;通电导线在某点不受磁场力的作用,可能是直导线与磁场方向平行,该点的磁感应强度不一定为零,选项B错误;磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的最大的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值,即B=,选项C错误;通电导线所受磁场力的方向与磁场的方向是垂直的,选项D错误。故选A。
错解分析　有的同学只记住了磁感应强度的公式,忽视了公式的适用条件,B=为磁感应强度的定义式,B与F、I、L无比例关系。解决方法是要理解磁感应强度的决定因素和公式的适用条件。磁场在某位置的磁感应强度与通过导线的电流大小、导线的长短无关,与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。即使不放入通电导线,磁感应强度也照样存在,故不能说B与F成正比或B与IL成反比。
2.D　根据安培定则可知,只有D正确。
错解分析　判断电流产生的磁场方向需用安培定则,使用安培定则时,手指指向有区别:一是拇指指向电流方向,一是拇指指向环形导线轴线上的磁场方向。其实它们的本质是一样的,环形电流磁场方向的判定方法是直线电流磁场方向判定方法的延伸和归纳,环形电流磁场方向完全可以用直线电流磁场方向的判定方法作出判定,只需把环形电流等分为无数段直线电流。同理,通电螺线管的磁场亦是如此。
3.A　穿过A、B环的磁感线条数应该这样粗略计算,用磁铁内的磁感线条数减去磁铁外每个环中的磁感线条数(因为磁铁内、外磁感线的方向相反)。很明显,磁铁外部的磁感线穿过B环的条数比穿过A环的多,故穿过B环的净磁感线条数比穿过A环的净磁感线条数少,所以ΦA>ΦB。故A正确,B、C、D错误。
错解分析　求解穿过圆环的磁通量时,求的是合磁通量。若磁感线由正、反两面穿过圆环,则磁通量是相互抵消后剩余的部分。
4.BC　只要两杆速度不同,穿过闭合回路的磁通量就会变化,回路中就会有感应电流。选项A中,v1=v2,闭合回路的面积不变,在匀强磁场中磁通量也不会变,所以回路中没有感应电流产生;选项B中,v1>v2,两金属杆1、2间距离减小,回路面积减小,磁通量减少,在回路中会产生感应电流;同理,选项C中,回路的磁通量增加,也会产生感应电流。所以选项B、C正确。
错解分析　此题磁感应强度不变,只要闭合回路的面积变化,导致磁通量变化,就会产生感应电流。
5.A　由于导线周围的磁场不均匀,线框向左平移时,通过线框的磁通量增加,线框中产生感应电流,故A正确;线框竖直向上平移及以MN为轴转动时,磁通量不发生变化,无感应电流,故B、C错误;MN中电流突然变小时,线框所在处的磁感应强度变化,线框中磁通量变化,则有感应电流产生,故D错误。故选A。
错解分析　此题中金属线框有效面积不变,导线周围的磁场不均匀,线框向左平移时,磁感应强度变化,故磁通量变化,就会有感应电流产生。
思想方法练
1.D 2.B 3.A 4.A 5.AD
1.D　图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方,则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零,即使减小通过导线的电流,圆线圈中也不会有感应电流产生,故A错误;图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中,回路磁通量发生变化,有感应电流产生,故B错误;图丙线框以竖直边为轴旋转时,线框中的磁通量始终为零,线框中磁通量也就不变化,不产生感应电流,故C错误;图丁,正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时,磁感线与线框平面平行,回路磁通量始终为零,线框中无感应电流产生,故D正确。故选D。
方法点津　结论法是指利用已知的规律、定理或推导出的一些正确的结论进行解题的方法。判断电路中是否产生感应电流时,先明确电路是否是闭合电路,然后判断穿过回路的磁通量是否发生变化。对于A图,必须要弄清楚通电直导线周围的磁感线分布情况,而对于立体图,往往还需要将立体图转换为平面图,如转换为俯视图、侧视图等。
2.B　根据地磁场分布和安培定则判断可知正确选项是B。
3.A　根据安培定则可知四根通电导线在O点产生的磁感应强度的方向:a导线由b→d,大小为B;c导线由b→d,大小为B;b导线由c→a,大小为B;d导线由c→a,大小为B。则根据平行四边形定则可知,四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度大小为2B,方向水平向左。故选A。
4.A　甲、乙两环在b点产生的磁感应强度大小相等,方向相同,则两环在b点分别产生的场强大小为,两环在a点产生的磁感应强度大小为B1,甲环在a点产生的磁感应强度大小为,两环在a点产生的磁感应强度方向相同,则乙环在a点产生的磁感应强度大小为B1-,由于乙环在a点产生的磁感应强度与甲环在c点产生的磁感应强度大小相等,则当把环形电流乙撤去后,c点的磁感应强度大小为B1-,故A正确,B、C、D错误。
5.AD　由安培定则可以判断,a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场叠加,但a距离两导线比c近,故a处的磁感应强度大小比c处的大,选项A正确;由右手定则可以知,a处的磁场方向垂直纸面向里,c处的磁场方向垂直纸面向外,C错;b与两条导线的距离相等,故两磁场叠加为零,D正确,B错误。
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