第五章《 磁场》章末测试题 word版含答案

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2019鲁科版高中物理选修3-1第五章《磁场》章末测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题，每小题3.0分,共60分)


1.如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是(　　)

A． 伽利略
B． 爱因斯坦
C． 奥斯特
D． 牛顿
【答案】C
【解析】当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特．故C正确，A、B、D错误．
2.在xOy坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内(如图所示)，此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场．已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向(　　)

A． 沿x轴正方向
B． 沿x轴负方向
C． 沿y轴正方向
D． 沿y轴负方向
【答案】D
【解析】用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，a点有电流产生的向下的磁场，若还有向下的磁场，则电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加合磁场最大．
3.在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未发火的炸药残留在爆破孔内，很容易发生人身伤亡事故．为此，科学家制造了一种专门的磁性炸药，在磁性炸药制造过程中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体，然后放入磁化机磁化．使用磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不发火的情况可用磁性探测器测出未发火的炸药，已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃，炸药的爆炸温度约2 240 ℃～3 100 ℃，一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右．以上材料表明(　　)
A． 磁性材料在低温下容易被磁化
B． 磁性材料在高温下容易被磁化
C． 磁性材料在低温下容易被消磁
D． 磁性材料在高温下容易被消磁
【答案】D
【解析】根据材料分析可知，磁性材料在高温下容易被消磁。
4.上海磁悬浮列车线的试运行，是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线．运行全程共30 km，最高时速可达552 km，单向运行约8 min.磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性总保持(　　)
A． 相同
B． 相反
C． 不能确定
D． 以上均不对
【答案】A
【解析】列车通过地面线圈与列车上电磁体的排斥力使列车悬浮起来，说明两个磁极之间的作用力为排斥力，所以地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性总保持相同．
5.长直导线中电流在周围空间产生的磁感应强度大小为：B＝k，k为常数，r为到导线的距离，如图所示，两个半径相同，材料不同的半圆环并联地接在电路中，电路中的总电流为I，流过ABD半圆环的电流为I，流过ACD半圆环的电流为I，在圆环圆心处电流产生的磁场的磁感应强度为B，若将ABD半圆环绕直径AD转过90°，这时在O点的磁感应强度大小为(　　)



A．B
B． 3B
C．B
D．B
【答案】A
【解析】在圆环圆心处电流产生的磁场的磁感应强度为B，若将ABD半圆环绕直径AD转过90°，根据磁感应叠加原理，在O点的磁感应强度大小为B。
6.物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是(　　)
A． 该实验必须在地球赤道上进行
B． 通电直导线应该竖直放置
C． 通电直导线应该水平东西方向放置
D． 通电直导线应该水平南北方向放置
【答案】D
【解析】小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选D.
7.在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B＝5.0×10－5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)

A． 5.0×10－5T
B． 1.0×10－4T
C． 8.66×10－5T
D． 7.07×10－5T
【答案】C
【解析】将罗盘放在通电导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处的磁感应强度为B1＝Btanθ，代入数据得：B1＝8.66×10－5T．C正确

8.科学研究表明，地球自西向东的自转速度正在变慢．假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可以断定(　　)
A． 地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
B． 地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
C． 地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱
D． 地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强
【答案】C
【解析】地球的磁场类似于通电螺线管的磁场．我们已经知道，地理的南极是地磁N极，地理北极是地磁S极．按照右手螺旋定则，可以看出要有自东向西的电流才符合，那么必然是由于地球表面带负电自西向东旋转引起的．由于地球自转变慢，相当于电流减弱，地磁场将变弱．
9.如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I.直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则选项图中O处磁感应强度和题图中O处磁感应强度相同的是(　　)

甲
A．　　　　B．
C．　　　　D．
【答案】A
【解析】由题意可知，题图中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；
A图中根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；
同理，B图中四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直纸面向里，故B错误；
由上分析可知，C图中右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故C错误；
与C选项分析相同，D图中四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误．
10.如图所示，水平放置的两根平行直导线把空间分成a、b、c三个区域，导线中通有方向相反的大小不等的电流I1和I2，则磁感应强度为零的区域(　　)

A． 只可能出现在b区
B． 可能同时出现在a、c区
C． 只可能出现在a、c区中的一个区域
D．a、b、c中一定不存在磁感应强度为零的区域
【答案】C
【解析】根据安培定则判断得知：电流I1在a区域产生的磁场方向垂直纸面向外，在b、c区域产生的磁场方向垂直纸面向里；
电流I2在a、b区域产生的磁场方向垂直纸面向里，在c区域产生的磁场方向垂直纸面向外；
所以在a、c两区域磁场方向相反，若磁感应强度大小相等，则可能出现磁感应强度为零的区域．
由于电流产生的磁场离电流越近磁场越强，所以合磁感应强度为0处离比较小的电流比较近，即在小电流的一侧．所以不可能同时出现在a、c区．故只有选项C正确．
11.假设一个电子在地球表面随地球自转，则(　　)
A． 它由东向西绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场
B． 它由西向东绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场
C． 它由南向北绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场
D． 它由北向南绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场
【答案】B
【解析】一个电子在地球表面随地球自转，那么它将会由西向东绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场。
12.铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为(　　)




A． 向下
B． 向上
C． 垂直于纸面向里
D． 垂直于纸面向外
【答案】A
【解析】铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O处磁场方向向下．
13.一个磁场的方向如图所示，一个小磁针被放入磁场中，最后小磁针N极将(　　)

A． 向右
B． 向左
C． 向上
D． 向下
【答案】A
【解析】由于磁场对小磁针的作用，最后小磁针N极将向右。
14.在做“奥斯特实验”时，下列操作中现象最明显的是(　　)
A． 沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上
B． 沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方
C． 导线沿南北方向放置在磁针的正上方
D． 导线沿东西方向放置在磁针的正上方
【答案】C
【解析】把导线沿南北方向放置在地磁场中处于静止状态的磁针的正上方，通电时磁针发生明显的偏转，是由于沿南北方向放置的通电导线的正下方的磁场恰好是东西方向．正确选项为C.
15.关于磁现象的电本质，安培提出了分子电流假说．他提出此假说的背景是(　　)
A． 安培通过精密仪器观察到分子电流
B． 安培根据原子结构理论，进行严格推理得出的结论
C． 安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说
D． 安培凭空想出来的
【答案】C
【解析】安培根据环形电流的磁性与磁铁相似提出的一种假说。
16.如图所示，两根长直导线m、n竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔P、Q中，O为P、Q连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称，导线中通有大小、方向均相同的电流I.下列说法正确的是(　　)

A．O点的磁感应强度为零
B．a、b两点磁感应强度的大小Ba>Bb
C．a、b两点的磁感应强度相同
D．n中电流所受安培力方向由P指向Q
【答案】A
【解析】根据安培定则，m在O点产生的磁场方向垂直ab连线向里，n在O点产生的磁场方向垂直ab连线向外，根据对称性，磁感应强度大小相等，磁场矢量和等于0，选项A对．根据对称性，m、n在a、b两点产生的合磁场大小相等，但是方向不同，选项B、C错．同向电流相吸引，n中电流所受安培力方向由Q指向P，选项D错．
17.关于地磁场，下列叙述正确的是(　　)
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，指南针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． 地磁的北极在地理的南极附近
【答案】D
【解析】地球是一个大磁体，地球的地磁两极与地理两极并不重合，且相对位置在极其缓慢地变化，因此A、C错误；因为地磁北极在地理南极附近，因此，指南针指南的一极应是指南针的南极，其实指南针的南北极就是按其指向来命名的，故B错误，D正确．
18.指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于(　　)
A． 指南针的两个磁极相互吸引
B． 指南针的两个磁极相互排斥
C． 指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D． 地磁场对指南针的作用
【答案】D
【解析】用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．
19.如图所示，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】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c点。
20.如图所示，系在细线下端的回形针被磁铁吸引，现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．对回形针失去磁性所作的解释正确的是(　　)

A． 回形针加热后，内部的磁分子电流消失了
B． 回形针加热后，内部的磁分子电流反向了
C． 回形针加热后，内部的磁分子电流排列整齐了
D． 回形针加热后，内部的磁分子电流排列无序了
【答案】D
【解析】当用火对回形针加热时，回形针内部的分子电流虽然仍然存在但变得杂乱无章，每个分子电流产生的磁场相互抵消，从而对外不显磁性．


第Ⅱ卷
二、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分)


21.如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0 cm.在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm,10 匝；B线圈半径为2.0 cm,1 匝；若磁场方向不变，在B减为0.4 T的过程中，A和B线圈中磁通量各改变了多少？

【答案】1.256×10－4Wb　1.256×10－4Wb
【解析】A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A，B线圈的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积．
设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A，Φ＝BπR2，磁通量的改变量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb，对线圈B，ΔΦ＝|Φ2′－Φ1′|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb.
22.如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，矩形线圈长为2L，宽为L，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要线圈以ab边为轴转动60°，求线圈磁通量的变化．

【答案】BL2
【解析】原来的磁通量Φ1＝BS＝BL2
转过60°时，由数学知识可知dc边恰好离开磁场，此时Φ2＝0
所以ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BL2.
23.如图所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？

【答案】　
【解析】当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S⊥＝，所以磁通量相同，都等于.
24.如图所示，正方形线圈abcO边长为0.8 m，匀强磁场沿x轴正向，B＝0.2 T，线圈在图示位置绕Oz轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？

【答案】0.11 Wb
【解析】由题意，初磁通量Φ1＝BSsin 0°＝0
末磁通量Φ2＝BSsin 60°＝0.2×0.82×Wb＝0.064Wb≈0.11 Wb
所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb.