2020--2021人教物理选修3—1第3章 磁场练习含答案
文档属性
| 名称 | 2020--2021人教物理选修3—1第3章 磁场练习含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 392.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-06 15:08:46 | ||
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文档简介
2020--2021人教物理选修3—1第3章
磁场练习含答案
人教选修3—1第三章
磁场
1、(双选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同
2、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A．
B．
C．
D．
3、下列情况中，不可能的是( )
A．一环形电流产生的磁场，环内的磁感线与环外的磁感线数目相等
B．电流产生的磁场比磁铁产生的磁场强
C．磁感线在空间某处中断
D．某区域各处的磁感线疏密一样
4、在等边三角形的三个顶点A、B、C处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过C点的导线所受安培力的方向( )
A．与AB边平行，竖直向上
B．与AB边平行，竖直向下
C．与AB边垂直，指向左边
D．与AB边垂直，指向右边
5、试判断图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是( )
A B C D
6、(双选)在垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的( )
A B C D
7、(双选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是( )
A B C D
8、如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2
B．πBr2
C．nπBR2
D．nπBr2
9、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )
A．受到竖直向上的安培力
B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力
D．受到由西向东的安培力
10、如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖。云雾室中磁场方向可能是( )
A．垂直纸面向外
B．垂直纸面向里
C．沿纸面向上
D．沿纸面向下
11、如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1∶t2为( )
A．1∶3
B．4∶3
C．1∶1
D．3∶2
12、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10
cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1
cm，共10匝；B线圈的半径为2
cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5
cm，只有1匝。
(1)在磁感应强度B减为0.4
T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？
(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？
13、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反。
(
)
(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同。
(
)
(3)若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
(
)
(4)判断电荷所受洛伦兹力的方向时应同时考虑电荷的电性。
(
)
(5)显像管中偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的。
(
)
2020--2021人教物理选修3—1第3章
磁场练习含答案
人教选修3—1第三章
磁场
1、(双选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同
CD [地球是一巨大的磁体，地球内部也存在磁场，地磁场的南、北极分别在地理上的北极和南极附近，两极并不重合，故A、B两项正确，不符合题意；由题图可以看出，在地球表面某些位置(如南极、北极附近)磁感线不与地面平行，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱不相同，故C、D两项错误，符合题意。]
2、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A．
B．
C．
D．
A [当导线与磁场方向垂直时，由公式B＝知，磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定。在国际单位制中，
磁感应强度的单位是特斯拉，符号是T，则1
T＝1。]
3、下列情况中，不可能的是( )
A．一环形电流产生的磁场，环内的磁感线与环外的磁感线数目相等
B．电流产生的磁场比磁铁产生的磁场强
C．磁感线在空间某处中断
D．某区域各处的磁感线疏密一样
C [环形电流环内的磁感线与环外的磁感线构成完整的闭合曲线，因此数目相等；电流磁场和磁铁磁场有强有弱；匀强磁场的磁感线疏密一样。所以选项A、B、D是可能的；磁感线在空间不相交、不相切、不中断，故选项C是不可能的。]
4、在等边三角形的三个顶点A、B、C处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过C点的导线所受安培力的方向( )
A．与AB边平行，竖直向上
B．与AB边平行，竖直向下
C．与AB边垂直，指向左边
D．与AB边垂直，指向右边
C [如图所示，根据安培定则，过A、B点的导线在C点所激发的磁场方向分别为B′、B″，应用平行四边形定则可知过C点的导线所在处的合磁场方向。根据左手定则可知安培力FC的方向与AB边垂直，指向左边，故选项C正确。]
5、试判断图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是( )
A B C D
D [根据左手定则可以判断，选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下；选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上；选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外；选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确。]
6、(双选)在垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的( )
A B C D
BC [题中既没给出离子所带电性，又没给出匀强磁场的具体方向，因此可能有多个解。假设磁场方向垂直纸面向外，当离子带正电时，由左手定则可以判断离子刚飞入时所受洛伦兹力方向沿y轴负方向，离子运动轨迹是B；同理可以判断当离子带负电时，运动轨迹是C，无论哪种情况，离子的运动轨迹都是和x轴相切的，A、D错误。]
7、(双选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是( )
A B C D
AC [当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B。故选A、C。]
8、如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2
B．πBr2
C．nπBR2
D．nπBr2
B [磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B正确。]
9、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )
A．受到竖直向上的安培力
B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力
D．受到由西向东的安培力
A [
赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确。]
10、如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖。云雾室中磁场方向可能是( )
A．垂直纸面向外
B．垂直纸面向里
C．沿纸面向上
D．沿纸面向下
B [由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，选项B正确。]
11、如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1∶t2为( )
A．1∶3
B．4∶3
C．1∶1
D．3∶2
D [画出运动轨迹，过a点的粒子转过90°，过b点的粒子转过60°，故选项D正确。]
12、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10
cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1
cm，共10匝；B线圈的半径为2
cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5
cm，只有1匝。
(1)在磁感应强度B减为0.4
T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？
(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？
[解析] (1)对A线圈，有Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr
故A线圈的磁通量的改变量为
ΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4
Wb＝1.256×10－4
Wb
B线圈的磁通量的改变量为
ΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2Wb＝5.024×10－4
Wb。
(2)对C线圈，Φ1＝Bπr
磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πrcos
30°，则Φ2＝Bπrcos
30°
故磁通量的改变量为
ΔΦC＝Bπr(1－cos
30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb＝8.4×10－6
Wb。
[答案] (1)1.256×10－4
Wb 5.024×10－4
Wb
(2)8.4×10－6
Wb
13、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反。
(
)
(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同。
(
)
(3)若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
(
)
(4)判断电荷所受洛伦兹力的方向时应同时考虑电荷的电性。
(
)
(5)显像管中偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的。
(
)
【答案】（1）×
（2）√
（3）√
（4）√
（5）√
磁场练习含答案
人教选修3—1第三章
磁场
1、(双选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同
2、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A．
B．
C．
D．
3、下列情况中，不可能的是( )
A．一环形电流产生的磁场，环内的磁感线与环外的磁感线数目相等
B．电流产生的磁场比磁铁产生的磁场强
C．磁感线在空间某处中断
D．某区域各处的磁感线疏密一样
4、在等边三角形的三个顶点A、B、C处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过C点的导线所受安培力的方向( )
A．与AB边平行，竖直向上
B．与AB边平行，竖直向下
C．与AB边垂直，指向左边
D．与AB边垂直，指向右边
5、试判断图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是( )
A B C D
6、(双选)在垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的( )
A B C D
7、(双选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是( )
A B C D
8、如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2
B．πBr2
C．nπBR2
D．nπBr2
9、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )
A．受到竖直向上的安培力
B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力
D．受到由西向东的安培力
10、如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖。云雾室中磁场方向可能是( )
A．垂直纸面向外
B．垂直纸面向里
C．沿纸面向上
D．沿纸面向下
11、如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1∶t2为( )
A．1∶3
B．4∶3
C．1∶1
D．3∶2
12、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10
cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1
cm，共10匝；B线圈的半径为2
cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5
cm，只有1匝。
(1)在磁感应强度B减为0.4
T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？
(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？
13、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反。
(
)
(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同。
(
)
(3)若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
(
)
(4)判断电荷所受洛伦兹力的方向时应同时考虑电荷的电性。
(
)
(5)显像管中偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的。
(
)
2020--2021人教物理选修3—1第3章
磁场练习含答案
人教选修3—1第三章
磁场
1、(双选)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法不正确的是( )
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同
CD [地球是一巨大的磁体，地球内部也存在磁场，地磁场的南、北极分别在地理上的北极和南极附近，两极并不重合，故A、B两项正确，不符合题意；由题图可以看出，在地球表面某些位置(如南极、北极附近)磁感线不与地面平行，距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱不相同，故C、D两项错误，符合题意。]
2、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A．
B．
C．
D．
A [当导线与磁场方向垂直时，由公式B＝知，磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定。在国际单位制中，
磁感应强度的单位是特斯拉，符号是T，则1
T＝1。]
3、下列情况中，不可能的是( )
A．一环形电流产生的磁场，环内的磁感线与环外的磁感线数目相等
B．电流产生的磁场比磁铁产生的磁场强
C．磁感线在空间某处中断
D．某区域各处的磁感线疏密一样
C [环形电流环内的磁感线与环外的磁感线构成完整的闭合曲线，因此数目相等；电流磁场和磁铁磁场有强有弱；匀强磁场的磁感线疏密一样。所以选项A、B、D是可能的；磁感线在空间不相交、不相切、不中断，故选项C是不可能的。]
4、在等边三角形的三个顶点A、B、C处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过C点的导线所受安培力的方向( )
A．与AB边平行，竖直向上
B．与AB边平行，竖直向下
C．与AB边垂直，指向左边
D．与AB边垂直，指向右边
C [如图所示，根据安培定则，过A、B点的导线在C点所激发的磁场方向分别为B′、B″，应用平行四边形定则可知过C点的导线所在处的合磁场方向。根据左手定则可知安培力FC的方向与AB边垂直，指向左边，故选项C正确。]
5、试判断图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是( )
A B C D
D [根据左手定则可以判断，选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下；选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上；选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外；选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确。]
6、(双选)在垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图中的( )
A B C D
BC [题中既没给出离子所带电性，又没给出匀强磁场的具体方向，因此可能有多个解。假设磁场方向垂直纸面向外，当离子带正电时，由左手定则可以判断离子刚飞入时所受洛伦兹力方向沿y轴负方向，离子运动轨迹是B；同理可以判断当离子带负电时，运动轨迹是C，无论哪种情况，离子的运动轨迹都是和x轴相切的，A、D错误。]
7、(双选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是( )
A B C D
AC [当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B。故选A、C。]
8、如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2
B．πBr2
C．nπBR2
D．nπBr2
B [磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B正确。]
9、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )
A．受到竖直向上的安培力
B．受到竖直向下的安培力
C．受到由南向北的安培力
D．受到由西向东的安培力
A [
赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确。]
10、如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖。云雾室中磁场方向可能是( )
A．垂直纸面向外
B．垂直纸面向里
C．沿纸面向上
D．沿纸面向下
B [由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，选项B正确。]
11、如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1∶t2为( )
A．1∶3
B．4∶3
C．1∶1
D．3∶2
D [画出运动轨迹，过a点的粒子转过90°，过b点的粒子转过60°，故选项D正确。]
12、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10
cm，现在在纸面内先后放上圆线圈A、B和C(图中未画出)，圆心均在O处，A线圈的半径为1
cm，共10匝；B线圈的半径为2
cm，只有1匝；C线圈的半径为0.5
cm，只有1匝。
(1)在磁感应强度B减为0.4
T的过程中，A和B线圈中的磁通量改变了多少？
(2)在磁场方向转过30°角的过程中，C线圈中的磁通量改变了多少？
[解析] (1)对A线圈，有Φ1＝B1πr，Φ2＝B2πr
故A线圈的磁通量的改变量为
ΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4
Wb＝1.256×10－4
Wb
B线圈的磁通量的改变量为
ΦB＝(0.8－0.4)×3.14×(2×10－2)2Wb＝5.024×10－4
Wb。
(2)对C线圈，Φ1＝Bπr
磁场方向转过30°角，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为πrcos
30°，则Φ2＝Bπrcos
30°
故磁通量的改变量为
ΔΦC＝Bπr(1－cos
30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb＝8.4×10－6
Wb。
[答案] (1)1.256×10－4
Wb 5.024×10－4
Wb
(2)8.4×10－6
Wb
13、思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反。
(
)
(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同。
(
)
(3)若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
(
)
(4)判断电荷所受洛伦兹力的方向时应同时考虑电荷的电性。
(
)
(5)显像管中偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的。
(
)
【答案】（1）×
（2）√
（3）√
（4）√
（5）√