高中物理鲁科版1第五章磁场 2023版第5章章末综合测评5

章末综合测评(五)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．下列关于磁感线的叙述，正确的是()A．磁感线是磁场中确实存在的一种曲线B．磁感线总是从N极指向S极C．磁感线是由磁场中的铁屑形成的D．磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线【解析】磁感线是人们为了形象地描述磁场而人为画出来的曲线，实际是不存在的，故A、C错误，D正确．磁感线是闭合的曲线，磁体外部磁感线方向从N极指向S极，而磁体内部磁感线方向由S极指向N极，故B错误．【答案】D2．19世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)()A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线D．由赤道向两极沿磁子午线【解析】由于地磁场的N极在地理上的南极附近，如果地球磁场是由绕地球的环形电流引起的，据安培定则，该环形电流应该由东向西，垂直磁子午线，所以正确，选项是B.【答案】B3．在下列图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场中某处小磁针N极的指向或磁感线方向．其对应不正确的是()【解析】由安培定则判断C、D正确；又因小磁针静止时N极所指的方向与磁场方向相同，A正确B错误．【答案】B4．如图1所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是()【导学号：34022152】图1A．穿过线圈S1的磁通量比较大B．穿过线圈S2的磁通量比较大C．穿过线圈S1、S2的磁通量一样大D．不能比较【解析】磁通量的大小可以用磁感线的条数来表示，穿过线圈S1的条数多，磁通量比较大，A对．【答案】A5．如图2所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()【导学号：34022153】图2【解析】通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，两端磁感应强度最大，沿两端往外磁感应强度减小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是C.【答案】C6．如图3所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置．若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将()图3A．增大 B．减小C．不变 D．无法确定如何变化【解析】由条形磁铁磁场的内、外分布情况知，弹簧包围面积增大，穿过包围面积的磁感线的净条数减少，故B正确．【答案】B7．三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形．在导线中通过的电流均为I，电流方向如图4所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3.下列说法正确的是()【导学号：34022154】图4A．B1＝B2＜B3B．B1＝B2＝B3C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里【解析】由于通过三条导线的电流大小相等，结合安培定则，可判断出三条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外，在c处垂直纸面向里，且B1＝B2＜B3，故选A、C.【答案】AC8．下列说法正确的是()A．通过某平面的磁感线条数为零，则此平面处的磁感应强度一定为零B．空间某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C．凡是磁感应强度大小处处相等的磁场就是匀强磁场D．磁感应强度为零，则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零【解析】磁感应强度反映磁场的强弱和方向，它的方向就是该处磁场的方向，故B项正确；磁感应强度为零，放在该处的某平面无磁感线穿过，故D项正确；若某平面无磁感线穿过，可能磁场很强，只是平面平行于磁场放置而导致磁感线穿过该平面的条数为零，所以A项错误；磁感应强度是矢量，既有大小又有方向，只有磁感应强度大小和方向处处相同的磁场才是匀强磁场，C项错误．【答案】BD9．在三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动，如图5所示，则()【导学号：34022155】图5A．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处方向沿＋x方向D．由电子运动产生的磁场在图示a处方向沿－x方向【解析】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，B对．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，D对．【答案】BD10．如图6所示，处于同一平面内的两根平行长直导线中通有方向相反、大小不同的电流，这两根导线把它们所在的平面分成a、b、c三个区域，则磁感应强度为零的区域()图6A．可能出现在b区B．可能出现在a区C．可能同时出现在a、c区D．可能出现在c区【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，又I1、I2大小不同，则产生的磁感应强度大小可能相等．【答案】BD二、计算题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答．)11．(12分)已知山东地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图7所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保留一位有效数字)图7【解析】根据小磁针的指向可知该处磁场的方向如图所示：接通电源后，小磁针N极指向的是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示．由题意知地磁场水平分量By＝3×10－5T，设通电螺线管产生的磁场为Bx.由图知eq\f(Bx,By)＝tan60°，解得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T.【答案】见解析图5×10－5T12．(12分)如图8所示，一个矩形线圈abcd的面积为S，放在直角坐标系内，线圈平面垂直于Oxy平面，与x、y轴的夹角分别为α＝30°、β＝60°，匀强磁场的磁感应强度为B.则当磁场方向分别沿x、y、z轴方向时，穿过线圈的磁通量各是多少？图8【解析】当磁场方向沿x轴方向时，穿过线圈的磁通量Φ1＝BSsinα＝eq\f(1,2)BS；当磁场方向沿y轴方向时，穿过线圈的磁通量Φ2＝BSsinβ＝eq\f(\r(3),2)BS；当磁场方向沿z轴方向时，穿过线圈的磁通量Φ3＝BSsin0°＝0.【答案】eq\f(1,2)BSeq\f(\r(3),2)BS0图913．(16分)如图9所示为发电机的原理图．发电机转子为一边长为0.3m的正方形线圈，处于B＝T的匀强磁场中．(1)当线圈平面与磁场方向夹角为45°时，穿过线圈的磁通量是多少？(2)当线圈以ab边为轴沿顺时针方向转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？(3)当线圈以ab边为轴沿逆时针方向转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？【导学号：34022156】【解析】(1)由Φ＝BS⊥得：Φ＝BSsin45°＝BL2sin45°＝eq\f(\r(2),2)××Wb＝×10－2Wb.(2)初状态时，Φ1＝BL2sin45°＝××eq\f(\r(2),2)Wb＝×10－2Wb.末状态磁感