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专题十二 磁场（选修3-1）
考点展示
1．磁现象及其应用(Ⅰ)
2．磁场、磁感线和磁感应强度(Ⅰ)
3．磁通量(Ⅰ)
4．安培力(Ⅰ)
5．洛伦兹力(Ⅰ)
知识网络
项目
直线电流
的磁场
通电螺线管
的磁场
环形电流
的磁场
特点
无磁极、非匀强且距导线越远磁场越弱
与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场，且磁场最强，管外为非匀强磁场
环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱
安培
定则
真题体验
ZHENTI
TIYAN
知识梳理
ZHISHI
SHULI
B
N
S
N
典例精析
DIANLI
JINGXI
考点演练
KAODIAN
YANLIAN
A
B
/\
C
D
B
C
M
××F1×
B
××××
××××
B
×F2X
甲
乙合格演练测评(十二)
[磁场(选修3－1)]
姓名：__________ 班级：__________ 正确率：__________
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题号
11
12
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19
20
答案
一、单项选择题
1．关于磁感线，以下说法正确的是( )
A．磁感线是磁场中客观存在的一些有方向的曲线
B．磁感线都是封闭的曲线
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极
D．磁感线上某点处的切线方向是小磁针静止时N极的指向，是通电导线在此处受力的方向
答案：B
2.如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是( )
A．物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内
B．天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内
C．物理学家牛顿，但小磁针静止不动
D．物理学家奥斯特，小磁针的N极垂直转向纸内
答案：D
3.如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时( )
A．小磁针N极向里转
B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
答案：A
4．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，使磁针在导线的正上方
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
5．如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是( )
A．两棒均显磁性
B．两棒均不显磁性
C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性
D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性
答案：C
6．关于信鸽“认家”的现象，有一种解释说，信鸽是通过地球的磁场来导航的，如果这种说法正确，则当在信鸽腿上系上一块小磁体，信鸽还能否通过地球的磁场来导航( )
A．能
B．不能
C．能，但不灵敏
D．无法判断
答案：B
7.空间中存在着竖直向下的匀强磁场，如图所示，一带正电粒子(不计重力)垂直于磁场方向以初速度v射入磁场后，运动轨迹将( )
A．向上偏转
B．向下偏转
C．向纸面内偏转
D．向纸面外偏转
答案：D
8．关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是( )
A．磁感线上每一点的切线方向
B．磁场N极到S极的方向
C．小磁针静止时北极所指的方向
D．小磁针北极受力的方向
答案：B
9．一束电子流沿水平面自西向东运动，在电子流的正上方一点P，由于电子运动产生的磁场在P点的方向为( )
A．竖直向上
B．竖直向下
C．水平向南
D．水平向北
答案：D
10.如图所示，直导线中通有方向向右的电流，在该导线正下方有一个电子正以速度v向右运动．重力忽略不计，则电子的运动情况将是( )
A．电子向上偏转，速率不变
B．电子向下偏转，速率改变
C．电子向下偏转，速率不变
D．电子向上偏转，速率改变
答案：C
11.如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )
A．保持不变
B．逐渐增大
C．逐渐减小
D．不能确定
解析：通电直导线产生稳定的磁场，离导线越远磁场越弱，磁感线越稀疏，故当线框远离通电导线时，穿过线框的磁感线的条线越来越少，所以磁能量逐渐减小．
答案：C
12.如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是( )
A．变大
B．变小
C．不变
D．先变大，后变小
解析：磁极在A点时，磁极处磁场线最多，则穿过线圈的磁通量最大，当由A点平移到B点磁场线不断减少，则穿过线圈磁通量的变化情况是变小．
答案：B
13.如图所示为一半圆形的匀强磁场B，当一束粒子对着圆心射入该磁场，发现所有粒子都从M点射出，下列说法正确的是( )
A．这束粒子全部带负电荷
B．这束粒子全部带正电荷
C．这束粒子全部不带电
D．这束粒子中有的带正电荷，有的带负电荷
解析：由左手定则知，粒子带正电，B正确．
答案：B
14．一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力( )
A．增大两倍
B．增大一倍
C．减小一半
D．依然为零
解析：由于粒子速度方向与磁场方向平行，所以不管磁感应强度怎么变，粒子所受洛伦兹力都为零，故A，B，C错误，D正确．
答案：D
15．如图所示，带负电的粒子在匀强磁场中运动．关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下列各图中判断正确的是( )
解析：根据左手定则可知，A选项中带负电的粒子所受洛伦兹力方向向下，故A正确；B选项中带负电的粒子所受洛伦兹力方向向上，故B错误；C选项中带负电的粒子所受洛伦兹力方向垂直于纸面向里，故C错误；D选项中带负电的粒子所受洛伦兹力方向垂直于纸面向外，故D错误．
答案：A
16．下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )
解析：由左手定则可判断，选项A通电导线所受安培力的方向水平向右；选项B通电导线所受安培力的方向竖直向下，选项D通电导线与磁场方向平行，不受安培力，故选项A，B，D错误，C正确．
答案：C
17．如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是( )
A．①③
B．②③
C．①④
D．②④
解析：由安培定则可以判断，竖直向上的直线电流产生的磁场方向为逆时针方向，竖直向下的直线电流产生的磁场方向为顺时针方向，①正确，②错误；③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出③错误，④正确．选项C正确．
答案：C
18.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，发现这个实验现象的物理学家是( )
解析：丹麦物理学家奥斯特发现通电导线周围能产生磁场．
答案：C
19.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，不考虑磁偏角，那么小磁针的N极将( )
A．指北
B．指南
C．竖直向上
D．竖直向下
解析：地球的北极点上磁场方向竖直向下，故放在地球的北极点上的小磁针的N极将竖直向下，选项D正确．
答案：D
20．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子所受洛伦兹力之比为( )
A．2∶1
B．1∶1
C．1∶2
D．1∶4
解析：带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB与电荷量成正比，与质量无关，C项正确．
答案：C
二、非选择题
21．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化是________________．
解析：初始位置框架平面与磁场方向垂直Φ1＝BS；框架转过90°角时，框架平面与磁场方向平行，磁通量为0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ2＝－BS，所以ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(－BS)－BS|＝2BS.
答案：BS 0 2BS
22．如图所示，在同一水平面上有两根金属导轨AB和CD，它们的间距L＝0.2
m，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝1
T，导体棒ab垂直导轨放置，棒长等于导轨间距，其电阻R＝6
Ω.当导轨的AC两端接上一个稳定电源时，导体棒ab受到的安培力大小为0.1
N，求：
(1)通过导体棒ab的电流大小；
(2)导体棒ab上电流的热功率．
解析：(1)由安培力公式F＝BIL，
可知I＝＝
A＝0.5
A.
(2)根据P＝I2R，
得P＝0.52×6
W＝1.5
W.
答案：(1)0.5
A (2)1.5
W
23．如图所示，一束电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，电子穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°，电子重力忽略不计，求：
(1)电子的质量；
(2)穿过磁场所需的时间．
解析：(1)电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，圆心为初速度v0与离开磁场时速度垂线的交点，如图所示．由几何知识，得轨迹的半径为r＝＝2d，
由牛顿第二定律得：Bqv＝m，
解得m＝.
(2)由几何知识，得轨迹的圆心角为
α＝，
所以t＝T＝＝.
答案：(1) (2)
