【课堂设计】2014高中物理人教版必修1-第三章-磁场-本章综合检测1(人教版选修3-1)

第三章磁场本章综合检测1（人教版选修3-1）一、选择题(本题共10小题．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．关于地磁场，下列叙述正确的是 ()A．地球的地磁两极和地理的两极重合B．我们用指南针确定方向，指南的一极是指南针的南极C．地磁的北极与地理南极重合D．地磁的北极在地理南极四周解析：地球是一个大磁体，其磁北极(N极)在地理南极四周，磁南极(S极)在地理北极四周，并不重合．指南针指南的一端应当是磁针的南极(S极)．选项BD正确．答案：BD2．关于通电导线所受安培力F的方向、磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ()A．F、B、I三者必需保持相互垂直B．F必需垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必需垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D．I必需垂直F、B，但F、B可以不相互垂直解析：安培力F总是与磁场B和电流I打算的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，通电导线受安培力时，力F与磁场及力F与导线都是垂直的，故A、C、D均错．B正确．答案：B3．(2011·临川高二检测)如图1所示四种状况中，匀强磁场的磁感应强度相同，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的状况是 ()图1A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丁 D．乙、丙解析：由左手定则可知甲中导体受力向里，乙向下，丙不受力，丁垂直导体斜向上，且乙和丁所受力大小相等．答案：C图24．如图2所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面对里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向由M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以 ()图2A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向C．适当增大电流 D．使电流反向解析：为使悬线拉力为零，安培力的方向必需向上且增大，由左手定则可知，B、D错误，A也不正确，故选C.答案：C5．如图3所示，螺线管中通有电流，假如在图中的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 ()图3A．放在a处的小磁针的N极向左图3B．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极向右解析：由安培定则，通电螺线管的磁场如右图所示，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，D项对；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．答案：BD6．如图4所示的三维空间内，匀强磁场方向沿＋x方向，在平面xOz内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿＋y方向，则 ()A．该通电导线肯定不会沿平行Ox方向放置图4B．该通电导线肯定平行Oz方向放置图4C．无论通电导线怎样放置，它总受到＋y方向的安培力D．沿＋x方向观看导线中的电流方向，应当为向右方向解析：当通电导线与匀强磁场平行时，它不受安培力作用，而题意说导线受到安培力作用，说明导线肯定不会沿平行Ox方向放置，因此选项A正确；依据左手定则确定的关系可知：安培力肯定垂直于磁场方向和电流方向打算的平面，但电流方向不肯定与磁场方向垂直，因此选项B错误；依据左手定则判知：通电导线假如任意放置在xOz平面内，它受到的安培力，方向有沿＋y方向和－y方向两种可能，沿Ox方向观看，当电流向右时，安培力沿＋y方向；当电流向左时，安培力沿－y方向．因此选项C错误，选项D正确．答案：AD图57．如图5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面对里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 ()图5A．方向沿纸面对上，大小为(eq\r(2)＋1)ILBB．方向沿纸面对上，大小为(eq\r(2)－1)ILBC．方向沿纸面对下，大小为(eq\r(2)＋1)ILBD．方向沿纸面对下，大小为(eq\r(2)－1)ILB解析：将导线分为三段直导线，依据左手定则分别推断出安培力的大小，依据F＝BIL计算出安培力的大小，再求合力．导线所受合力F＝BIL＋2BILsin45°＝(eq\r(2)＋1)·ILB.答案：A8．如图6所示，用细绳悬于O点的可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看，AB的转动方向及细绳中张力变化状况为 ()A．AB顺时针转动，张力变大图6B．AB逆时针转动，张力变小图6C．AB顺时针转动，张力变小D．AB逆时针转动，张力变大解析：在导线上靠近A、B两端各取一个电流元，A处的电流元所在磁场向上穿过导线，依据左手定则，该处导线受力向外，同理B处电流元受安培力向里，所以从上向下看，导线逆时针转动，同时，由于导线转动，所以电流在垂直纸面方向有了投影，对于此有效长度来说，磁感线是向右穿过导线，再依据左手定则可判定导线有向下运动的趋势，故选D.答案：D9．如图7所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图．当圆盘高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是 ()图7A．竖直向上B．竖直向下图7C．水平向里 D．水平向外解析：由于带负电的圆环顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上．由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里．答案：C图810．南极考察经常就南极特殊的地理位置进行科学测量．“雪龙号”考察队员一次试验如下：在地球南极四周用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图8所示．下列说法正确的是()图8A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大D．不论螺线管通电状况如何，弹簧测力计示数均不变解析：在地球南极四周即为地磁N极，螺线管相当于一条形磁铁，依据右手螺旋定则推断出“条形磁铁”的极性．答案：AC二、非选择题(本题共2小题，共20分)图911．(8分)如图9所示，有一水平放置的圆环线圈，半径为r，单位长度的质量m0＝16g．有一锥形的磁场，线圈所在位置的磁感应强度B＝0.8T，锥形的顶角为60°，为了使线圈悬浮，应通以多大的电流？(g取10m/s2)图9解析：将圆环线圈分成很多小段，每一小段可以看做一段直线电流，取右边一小段分析，受力如图所示，对于圆环整体而言，水平方向上安培力相互抵消了，整个圆环所受合安培力大小为F⊥＝2πrBIsin30°＝πrBI.而要使线圈悬浮，有F⊥＝mg＝2πrm0g，得I＝eq\f(2m0g,B)＝0.4A.答案：0.4A图1012．(12分)在倾角θ＝30°的斜面上，固定一金属框，宽L＝0.25m，接入电动势E＝12V、内阻不计的电池，垂直框面放有一根质量m＝0.2kg的金属棒ab，它与框架间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),6)，整个装置放在磁感应强度B＝0.8T、垂直框面对上的匀强磁场中，如图10所示．当调整滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(框架与棒的电阻不计，g取10m/s2，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)．图10解析：金属棒受到四个力的作用：重力mg，垂直框面对上的支持力FN，沿框面对上的安培力F，沿框面的摩擦力f.金属棒静止在框架上时，摩擦力F静的方向可能沿框面对上，也可能向下，需分两种状况考虑．当滑动变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力的分力mgsinθ作用下棒有沿框架下滑的趋势，框架对棒的摩擦力沿框面对上，如图甲所示．金属棒刚好不下滑时满足平衡条件Beq\f(E,R)L＋μmgcosθ－mgsinθ＝0.得R＝eq\f(BEL,mgsinθ－μcosθ)＝eq\f(0.8×12×0.25,0.2×10×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.5－\f(\r(3),2)×\f(\r(3),6))))Ω＝4.8Ω当滑动变阻器R取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框面上滑的趋势．因此，框架对棒的摩擦力沿框面对下．如图乙所示．金属棒刚好不上滑时满足平衡条件．Beq