高中物理沪科版1第五章磁场与回旋加速器 学业分层测评18

学业分层测评(十八)磁与人类文明怎样描述磁场(建议用时：45分钟)[学业达标]1．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、钴、镍等物质D．地磁场对指南针的作用【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．【答案】D2.如图5­1­9所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()图5­1­9A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下【解析】由于地球的地理北极点可以近似地认为与地磁的南极重合，根据磁体的同性相斥、异性相吸，所以地磁的南极(地理北极)点吸引小磁针的N极，排斥小磁针的S极，所以小磁针的N极将竖直向下，故A、B、C错，D正确．【答案】D3．把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时，两者互不吸引，则()A．甲有磁性，乙无磁性B．甲无磁性，乙有磁性C．甲、乙都有磁性D．甲、乙都无磁性【解析】当铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，两者互相吸引，说明甲是磁体，具有磁性；把铁棒乙的一端靠近铁棒甲的中部，两者不能相互吸引，说明乙不是磁体，没有磁性．【答案】A4．(多选)下列元件中哪些用到了软磁性材料()A．半导体收音机的天线磁棒B．扬声器中的磁铁C．变压器的闭合铁芯D．录音机的磁头【解析】软磁性材料磁性较弱，也容易磁化，主要用于收音机的天线磁棒、变压器的铁芯和录音机的磁头等．而扬声器中的磁铁是强磁性材料．【答案】ACD5．(多选)下列说法中正确的是()A．电场线越密的地方，电场强度越大；同样，磁感线越密的地方，磁感应强度越大B．在电场中，任意两条电场线不会相交；同样，在磁场中，任意两条磁感线也不会相交C．电场线不是闭合的，磁感线也不是闭合的D．电场线某点的切线方向表示该点的电场强度方向；同样，磁感线某点的切线方向表示该点的磁感应强度方向【解析】由电场线和磁场线的特点可知，选项A、B、D正确．【答案】ABD6．如图5­1­10所示，OO′为条形磁铁的轴线，a、b、c为轴线上的点，则这三点的磁感应强度的大小关系为()图5­1­10A．Ba＝Bb＝Bc B．Ba>Bb>BcC．Ba>Bb<Bc D．Ba<Bb<Bc【解析】磁感线越密的地方磁场越强，根据条形磁铁周围磁感线分布特点知，B正确．【答案】B7．(多选)如图5­1­11所示，是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是()图5­1­11A．通过abcd平面的磁通量大小为BL2B．通过cdEF平面的磁通量大小为eq\f(\r(2),2)BL2C．通过abFE平面的磁通量大小为零D．通过bFc平面的磁通量大小为零【解析】abcd平面垂直磁感应强度方向的投影面积与cdEF平面面积相等，均为eq\f(\r(2),2)L2，磁通量大小均为eq\f(\r(2),2)BL2，A错误，B正确；abFE平面与磁感应强度方向平行，磁通量为零，C正确；bFc平面与磁感应强度方向平行，D正确．【答案】BCD8．一边长为10cm的正方形线圈放在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向成30°角时，若通过线圈的磁通量为×10－3Wb，则该磁场的磁感应强度B为多少？【解析】线圈垂直于磁场方向的面积为S＝L2sin30°＝××eq\f(1,2)m2＝5×10－3m2，则B＝eq\f(Φ,S)＝eq\f×10－3,5×10－3)T＝T.【答案】T[能力提升]9．(2023·益阳高二检测)如图5­1­12所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb大小关系为()【导学号：37930060】图5­1­12A．均向上，Φa>Φb B．均向下，Φa<ΦbC．均向上，Φa＝Φb D．均向下，无法比较大小【解析】磁感线是闭合曲线，在条形磁铁外部从N极到S极，在内部从S极到N极．由于圆环a的面积小于圆环b的面积，因此外部从N极到S极穿过a环面的磁感线条数少，而内部从S极到N极穿过a、b环面的磁感线条数一样多，且内部磁感线比外部密集，即磁感线条数内部大于外部，于是穿过a环面的磁感线净条数多，故总磁通量大，即Φa>Φb，方向向上，选项A正确．【答案】A10．如图5­1­13所示，匀强磁场的磁感应强度为B，B的方向与水平方向的夹角为30°，图中实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置(图中虚线位置)．计算在此过程中磁通量的改变量为()图5­1­13\f(\r(3)－1,2)BS B．BS\f(\r(3)＋1,2)BS D．2BS【解析】磁通量为标量，但有方向，求磁通量及变化时，应注意：①磁场的方向改变，②磁场穿过线圈的方向改变．取线圈在水平位置时穿过线圈的磁通量为正，则Φ1＝BSsin30°＝eq\f(1,2)BS，线圈处于竖直位置时，磁感线从线圈另一面穿过，磁通量为Φ2＝－BScos30°＝－eq\f(\r(3),2)BS，则线圈中的磁通量的改变量|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝eq\f(\r(3)＋1,2)BS.【答案】C11．(2023·郑州高二检测)有一根粗细均匀的软铁棒，其横截面积为8cm2，将绝缘导线密绕在软铁棒上，当导线中通有电流时，穿过软铁棒中部0.5cm2的横截面积的磁通量为×10－5Wb.求：(1)软铁棒中间部分的磁感应强度；(2)穿过软铁棒的磁通量．【解析】(1)由Φ＝BS得B＝eq\f(Φ,S)＝eq\f×10－5,×10－4)T＝T.(2)穿过软铁棒的磁通量：Φ′＝BS′＝×8×10－4Wb＝×10－4Wb.【答案】(1)T(2)×10－4Wb12．在60周年国庆盛典上我国“飞豹”新型超音速歼击机在天安门上空沿水平方向以倍的声速自东向西飞过，该机两翼面积分别为15m2，设北京上空地磁场的竖直分量为×10