高中物理粤教版选修3-1 作业 3.1　我们周围的磁现象　认识磁场 Word版含解析

我们周围的磁现象　认识磁场

选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．(多选)关于磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间相互作用的示意图，以下正确的是(　　)
A．磁体?磁场?磁体 B．磁体?磁场?电流
C．电流?电场?电流 D．电流?磁场?电流
ABD　[磁体与磁体间、电流与磁体间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场来传递的．选项A、B、D正确．]
2．如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是(　　)
A．a B．b
C．c D．都有可能
A　[b、c肯定是有磁性，不然不会相互排斥，c被排斥，说明b、c磁性相反，b要是没有磁性，a也不会向b这边偏，只能是a没有磁性．]
3．下列说法正确的是(　　)
A．磁感线有可能出现相交的情况
B．磁感线总是由N极出发指向S极
C．某点磁场的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指方向一致
D．某点磁场的方向与放在该点的小磁针受力的方向一致
C　[根据磁感线的特点：(1)磁感线在空间内不能相交；(2)磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极；(3)磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极指向)．可判断选项A、B错误，C正确，D错误．]
4．磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微观粒子几乎都会呈现出磁性．地球就是一个巨大的磁体，其表面附近的磁感应强度约为3×10－5～5×10－5 T，甚至一些生物体内也会含有微量强磁性物质如Fe3O4.研究表明：鸽子正是利用体内所含有的微量强磁性物质在地磁场中所受的作用力来帮助辨别方向的．如果在鸽子的身上绑一块永磁体材料，且其附近的磁感应强度比地磁场更强，则(　　)
A．鸽子仍能辨别方向
B．鸽子更容易辨别方向
C．鸽子会迷失方向
D．不能确定鸽子是否会迷失方向
C　[鸽子是利用体内所含有微量强磁性物质在地磁场中所受的作用力来帮助它辨别方向的，即其体内所含有微量强磁性物质相当于一个小磁针，小磁针的N极受力方向就是地球的北极方向，而在鸽子的身上绑一块永磁体材料后严重干扰了地磁场对它的作用，使鸽子体内的小磁针N极受力的方向不再是地球的北极，这样会使鸽子迷失方向，故C正确．]
5．如图是一种利用电磁原理制造的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是(　　)
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
D　[当电流从a端流入电磁铁时，根据安培定则判断出电磁铁的上端为S极，此时它能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极．]
6．(多选)如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是(　　)
A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
BC　[甲图中，电流对小磁针的力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流的力的作用是通过该电流的磁场发生的．综上所述，选项B、C正确．]
7．讲解围棋赛事时，经常使用竖直放置的棋盘，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．这种棋盘和棋子都是用磁性材料制成的，棋子不会掉落是因为(　　)
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．棋盘对它的吸引力与重力平衡
D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力
B　[对棋子受力分析如图所示，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，因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会掉落．A错，B对．棋盘对棋子的吸引力与棋盘对棋子向外的弹力是一对平衡力，C错．由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计，D错．]
8．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的轴的环形电流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(　　)
B　[地磁场是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外，地表上空的磁场都具有向北的磁场分量．由安培定则，环形电流外部磁场方向向北，可知B正确．A图地表上空磁场方向向南，A错误．C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C、D错误．]
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．(多选)如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生摆动，以下说法正确的是(　　)
A．这个力F是通过磁场产生的
B．这个力F没有反作用力
C．这个力F的反作用力作用在通电导线上
D．这个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上
AD　[通电直导线放于蹄形磁铁两极间时发生了摆动，原因是受到了力的作用，该力是磁场对通电直导线的作用，其反作用力作用在蹄形磁铁上，选项A、D正确．]
2．(多选)如图所示， 一束带电粒子沿水平方向的虚线飞过磁针上方， 并与磁针方向平行， 能使磁针的N极转向读者， 那么这束带电粒子可能是(　　)
A．向右飞的正离子 B．向右飞的负离子
C．向左飞的正离子 D．向左飞的负离子
BC　[带电粒子沿水平方向的虚线飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者．则知电流的磁场在小磁针处是垂直于纸面指向读者的．依据安培定则可得，电流的方向水平向左．因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行．故选B、C.]
3．(多选)如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则(　　)
A．放在a处的小磁针的N极向左
B．放在b处的小磁针的N极向右
C．放在c处的小磁针的S极向右
D．放在a处的小磁针的N极向右
BD　[由安培定则，通电螺线管的磁场如图所示，右端为N极，左端为S极，在a点磁场方向向右，则小磁针在a点时，N极向右，则A项错误，D项正确；在b点磁场方向向右，则磁针在b点时，N极向右，则B项正确；在c点，磁场方向向右，则磁针在c点时，N极向右，S极向左，则C项错误．]
4．(多选)在三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动，如图所示，则(　　)
A．利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时，大拇指应沿电子的运动方向
B．利用安培定则判定电子运动产生的磁场方向时，大拇指应沿形成的电流方向
C．由电子运动产生的磁场在图示a处的方向沿＋x方向
D．由电子运动产生的磁场在图示a处的方向沿－x方向
BD　[由安培定则知，伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致，A错误，B正确．弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．在a点的切线方向沿－x方向，所以C错误，D正确．]
二、非选择题(28分)
5.(14分)如果小朋友误吞了金属类物品于腹腔内，如何把它取出来呢？某同学在学习了磁场之后，设计出了这样一个仪器，如图所示．当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，再拉出整条塑料管．
(1)你能说出这种仪器的原理吗？
(2)如果小朋友不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？
(3)如果把活动永磁铁换成电磁铁，你认为是不是更实用呢？
[解析]　(1)当仪器顶部接触金属物品时，将手控环内推，其上面的活动永磁铁使固铁磁化，固铁磁化后能吸引磁性金属物品，然后拉出整条塑料管，即可把这种金属物品取出．
(2)由于磁铁只能吸引铁磁性物体，而易拉罐拉环是铝合金材料，不是铁磁性物质，因此不能取出；回形针是铁磁性物体，可以用此仪器取出．
(3)电磁铁的磁性强弱可以随电流的变化而变化，如果是误吞了比较重的金属物品，可通过调节电流大小使磁性增强，从而顺利把金属物品取出来，故使用电磁铁应更实用一些．
[答案]　见解析
6.(14分)如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M.B为铁片，质量为m.当电磁铁通电时，铁片被吸引加速上升，设某时刻铁片的加速度为a，则轻绳上拉力F的大小为多少？
[解析]　本题是磁场和力学的综合题，可通过受力分析，结合牛顿第二定律解决．在铁片B上升的过程中，轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F′引的和．在铁片B上升的过程中，对B有F引－mg＝ma，所以F引＝mg＋ma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反，所以F＝Mg＋mg＋ma.
[答案]　Mg＋mg＋ma