新课标2024-2025学年高中物理第三章磁场课时作业22含解析新人教版选修3-1

PAGE5-课时作业(二十二)一、选择题(1～9为单选，10、11为多选)1．用国际单位制中基本单位表示的磁通量单位是()A．Wb B．T•m2C.eq\f(N·m,A) D.eq\f(kg·m2,A·s2)解析依据磁通量Φ＝BS＝eq\f(FS,IL)，F＝ma，a＝eq\f(Δv,Δt)，则Φ的单位用基本单位表示是kg·m2/A·s2，故A、B、C三项错误，D项正确；故选D项．答案D2．下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B．磁感线是磁场中客观存在的线C．磁感线总是从磁铁的N极动身，到S极终止D．试验中视察到的铁屑的分布就是磁感线解析磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟．在磁铁外部磁感线由N极到S极，但内部是由S极到N极．故只有A项正确．答案A设置目的考查对于磁感线的理解3．依据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．假如用这种思想说明地球磁场的形成，依据地球上空并无相对地球定向移动的电荷的事实．那么由此推断，地球总体上应当是()A．带负电 B．带正电C．不带电 D．不能确定解析因在地球的内部地磁场从地球北极指向地球的南极，依据右手螺旋定则可推断出地球表现环形电流的方向应从东到西，而地球是从西向东自转，所以只有地球表面带负电荷才能形成上述电流，故选A项．答案A设置目的考查对地磁场分布与安培定则4.(2015·北京四中模拟)如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点，以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系．过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流．则过O点的通电直导线所受安培力的方向为()A．沿y轴正方向 B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向 D．沿x轴负方向解析由安培定则可知A、B、C处三条长直导线在O点处产生的合磁感应强度方向水平向左，再由左手定则可推断O点的通电导线受到的安培力沿y轴正方向，故A项正确．答案A设置目的考查磁感应强度的合成5.如图，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摇摆 D．小磁针在纸面内向右摇摆解析由安培定则可知，小磁针处的磁感线方向垂直纸面对里，所以小磁针N极将指向里，故A项正确．答案A设置目的考查环形电流的磁场分布特点6.如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b等远处有一点P，若P点合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是()A．a中向纸里，b中向纸外B．a中向纸外，b中向纸里C．a、b中均向纸外D．a、b中均向纸里解析因为通电直导线四周磁场的磁感线是一簇以导线上各点为圆心的同心圆，所以直导线a中电流在P处激发的磁场方向垂直于a、P连线，直导线b中电流在P处激发的磁场方向垂直于b、P连线．又因为P点合磁感应强度B的方向水平向左，所以由矢量合成法则可知，a中电流在P处激发的磁场方向垂直aP向下，b中电流在P处激发的磁场方向垂直bP向上，再依据安培定则很简单推断a、b中的电流方向，a中向纸里，b中向纸外，故选A项．答案A设置目的考查安培力方向与电流方向的关系7．四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，正方形中心O点的磁感应强度大小都是B，则四根通电直导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为()A．2eq\r(2)B，方向向左 B．2eq\r(2)B，方向向下C．2eq\r(2)B，方向向右 D．2eq\r(2)B，方向向上解析依据安培定则，知a、c电流在O处的磁感应强度大小相同，方向都沿bd方向，矢量和为2B，同理b、d电流在O处的磁感应强度大小相等，方向都沿ca方向，矢量和为2B，则磁感应强度叠加后大小为2eq\r(2)B，方向向左，A项正确．答案A设置目的考查磁感应强度的合成与安培定则8.如图所示，D为置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面对里．在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析由右手螺旋定则，软铁芯在导线处的磁场方向向左，由左手定则，导线D受到的磁场力方向向上，A项正确．答案A设置目的考场螺线管的磁场分布特点9.理论探讨表明，无限长通电直导线磁场中某点的磁感应强度可用公式B＝keq\f(I,r)表示，公式中的k是常数，I是导线中电流强度，r是该点到直导线的距离．若两根相距为L的无限长通电直导线垂直x轴平行放置，电流强度均为I，如图甲所示．图乙中能正确反映两导线间的磁感应强度B与x关系的是(规定B的正方向垂直纸面对里)()解析依据安培定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面对里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面对外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零，由于规定B的正方向垂直纸面对里，可推断A项正确．答案A10．下图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是()解析磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小．答案AC设置目的考查磁感线的理解11．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发觉位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电状况说法中正确的是()A．带同种电荷 B．带异种电荷C．B带正电 D．A带正电解析云层间放电必需发生在异种电荷之间，故B项正确；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场．由题意知，从南往北看，磁场是逆时针的，依据安培定则可以推断电流是从A流向B的．故可知A带正电，B带负电．所以D项正确．答案BD设置目的考查安培定则二、非选择题12．已知某地面处的地磁场水平重量约为3×10－5T，某校物理爱好小组做估测磁体旁边磁感应强度的试验．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，如图所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发觉小磁针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)解析接通电源后，小磁针N极指向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重量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°得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T.答案5×10－5T设置目的考查磁感应强度的合成计算13.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________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为________．解析在题中图示位置，磁感线与框架平面垂直时，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°角时，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS.转过90°角时，框架由与磁感线垂直变为平行，Φ＝0.答案BSeq\f(1,2)BS0设置目的考查磁通量大小的计算14.如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形态由正方形变更成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量变更了多少？解析线圈横截面是正方形时的面积S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.截面形态为圆形时，其半径r＝eq\f(4L,2π)＝eq\f(2