人教版物理选修3-1 同步练习：第3章 第1节 磁现象和磁场

第三章　磁　场
第1节　磁现象和磁场
磁现象、磁场
1.(多选)以下说法中正确的是(　BC　)
A.磁场看不见、摸不着,所以它并不存在,它是人们为了方便研究问题而假想出来的
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.磁体和通电导体都能产生磁场
D.若小磁针始终指向南北方向,则小磁针附近一定没有磁铁
解析:磁场是一种“场”物质,它和我们常见的分子、原子组成的物质不同.它是以一种“场”的形式存在的,故选项A错误.由磁极间、磁体与电流间相互作用的基本规律,可知选项B,C正确.若磁铁放在小磁针的南方或北方,小磁针仍可能指向南北方向,选项D错误.
2.力是物体与物体间的相互作用,对于磁铁与附近的铁钉,下列说法中正确的是(　C　)
A.施力物体只有磁铁,受力物体只有铁钉
B.只有当磁铁和铁钉接触时,才会产生力的作用
C.磁铁和铁钉虽然没有接触,但也会产生力的作用
D.磁铁对铁钉有吸引作用,而铁钉不会吸引磁铁
解析:磁场力是通过磁场作用的,所以磁铁和铁钉不一定要接触才会产生力的作用,故选项B错误.既然磁场力也是力,则其作用应是相互的,因此,磁铁和铁钉互为施力物体和受力物体,故选项A错误.由于铁钉被磁化而具有磁性,铁钉也会吸引磁铁,故选项C正确,D错误.
地磁场
3.关于地磁场,下列叙述正确的是(　D　)
A.地球的地磁两极和地理两极重合
B.我们用指南针确定方向,指南的一极是指南针的北极
C.地磁的北极与地理的南极重合
D.地磁的北极在地理南极附近
解析:地球是一个大磁体,其磁北极(N极)在地理南极附近,磁南极(S极)在地理北极附近,并不重合.指南针指南的一极应该是磁针的南极(S极),选项D正确.
4.月球表面周围没有空气,它对物体的引力仅为地球上的1/6,月球表面没有磁场,根据这些特征,在月球上,图中的四种情况能够做到的是(　D　)
解析:既然月球表面没有磁场,那么在月球上就不能用指南针定向,所以选项A错误;月球表面周围没有空气,所以无法使用电风扇吹风,而声音的传播需要介质,所以选项B,C均不对,只有选项D正确.
电流的磁效应
5.判断一段导线中是否有直流电流通过,手边若有几组器材,其中最可行的是(　A　)
A.被磁化的缝衣针及细棉线
B.带电的小纸球及细棉线
C.小灯泡及导线
D.蹄形磁铁及细棉线
解析:判断一段导线中有无电流通过时,可以看导线周围有无磁场,所以可以用一根细棉线将被磁化的缝衣针(相当于一个小磁针)水平吊起,如果发生偏转,则说明导线中有电流通过,A方法可用;通电导线周围不会产生电场,所以用细棉线悬挂带电的纸球不会产生任何现象,B方法不可行;若将小灯泡用导线连接到要判断的导线上,若电流太小小灯泡可能不会发光,若电流过大还会损坏小灯泡,所以C方法不科学;由于蹄形磁铁质量较大,即使导线周围产生了磁场,可能也观测不到悬挂磁铁的偏转,D方法不科学.
磁场力与力学的综合
6.如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不会掉下来.原来,棋盘和棋子都是由磁性材料制成的.棋子不会掉落是因为(　B　)
A.质量小,重力可以忽略不计
B.受到棋盘对它向上的摩擦力
C.棋盘对它有吸引力且与重力平衡
D.它一方面受到棋盘的吸引,另一方面还受到空气的浮力
解析:棋子受力如图所示,
磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力,棋盘对棋子有向外的弹力.重力使得棋子有向下滑动的趋势,因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力,此力和重力平衡,使得棋子不会掉下来.由于空气浮力远小于重力,故可以忽略不计.
7.如图所示,甲、乙、丙、丁四幅图,其中甲、乙中弹簧处于伸长状态,且四个相同的磁体都处于静止状态,则(　D　)
A.对地面压力最大的是丙
B.对地面压力最大的是甲
C.对地面压力最大的是甲、丙、丁
D.对地面压力最大的是丙、丁
解析:将相互作用的两个磁铁看做一个整体,甲、乙中整体受向上的拉力,而磁体间的作用力为内力,由平衡条件可知甲、乙对地面的压力小于丙、丁对地面的压力,选项D正确.
8.如图所示为一电磁选矿机的示意图,其中M为矿石漏斗,D为电磁
铁.在开矿中,所开采出的矿石有含铁矿石和非含铁矿石,那么矿石
经过选矿机后,落入B槽中的矿石是　　　　,落入A槽中的矿石是　　　　.
解析:含铁矿石被电磁铁D磁化吸引,故落入B槽;非含铁矿石不受D的作用,故落入A槽.
答案:含铁矿石　非含铁矿石
9.如图所示,a,b,c三根铁棒中有一根没有磁性,则这一根是(　A　)
A.a
B.b
C.c
D.都有可能
解析:由题图知b,c相互排斥,说明b,c都有磁性,故a棒无磁性.故选项A正确.
10.如图所示,A为电磁铁,C为胶木大秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升过程中,轻绳上拉力F的大小为(　D　)
A.F=mg
B.MgC.F=(M+m)g
D.F>(M+m)g
解析:A,C(包括支架)受重力Mg,绳拉力为F,B给A的磁场力为f1,B受力为重力mg和A给B的磁场力f2,对A,C(包括支架)由平衡条件有F=Mg+f1,
对B由牛顿第二定律有f2-mg=ma(a>0),
由牛顿第三定律有f1=f2,
联立解得F=Mg+m(g+a)>(M+m)g.
该题亦可用超重规律分析:以A,B,C(包括支架)组成的系统为研究对象,整个系统处于超重状态,
故F>(M+m)g,且在A,B接触前F不断增大.
11.如图所示,质量为m的一枚大头针用细线系住,被磁铁吸引保持静止,此时线与竖直方向的夹角为θ,问:
(1)能否求得此时细线的拉力
(2)现用燃烧的火柴给大头针加热,会有何变化 请说明原因.
解析:(1)大头针静止时受重力、细线的拉力和磁铁的吸引力而处于平衡状态,但由于磁铁的吸引力大小和方向不能确定,故无法求得细线的拉力.
(2)当用火柴给大头针加热时,会发现夹角θ变小甚至减小到零,原因是磁铁吸引大头针时,大头针被磁化了具有磁性,当给它加热时,大头针的磁性会减弱甚至消失,磁铁对
它的吸引力减小甚至消失.
答案:见解析
(教师备用)
【补偿题组】
1.(针对第6题)(多选)超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这项技术,磁体悬浮的原理是(　BD　)
A.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同
B.超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反
C.超导体使磁体处于失重状态　
D.超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
解析:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反.磁体悬浮在空中,重力和磁力平衡.
2.(针对第11题)在超市里,顾客可以自己在货架上挑选商品,十分方便,但如果有人想拿了东西不付钱而偷偷溜走,那么出口处的报警器马上会鸣响报警,你知道这是为什么吗
答案:在超市中的每一件商品上都有一小片带磁性的商标,当经过出口时,那里的磁性探测器便检测出来并发出报警,只有当你付款后,售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性消除,探测器才会让你把商品带出超市.