高二物理磁场 专题（一） 4页

磁场 专题（一）‎ 一、选择题：‎ ‎1、根据安培假说的物理思想：磁场来源于运动电荷．如果用这种思想解释地球磁场的形成，根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，地球总体上应该是：（A）‎ A.带负电; B.带正电;‎ C.不带电; D.不能确定 ‎2、如图所示，正四棱柱abed一a'b'c'd'的中心轴线00'处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（AC）‎ A.同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等 B.四条侧棱上的磁感应强度都相同 C.在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小 D.棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大 ‎3、一小段通电直导线长‎1cm，电流强度为‎5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为0．1N，则该点的磁感强度为（ B ）‎ B ‎·a ‎·b ‎·c ‎·d ‎ A．B＝2T； B．B≥2T； C、B≤2T ；D．以上三种情况均有可能 ‎4、如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a,b,c,d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（AC）‎ A.直导线中电流方向是垂直纸面向里的 B.C点的实际磁感应强度也为0‎ C. d点实际磁感应强度为，方向斜向下，与B夹角为450‎ D.以上均不正确 ‎5、如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是（ AC ）‎ ‎ A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外 ‎ B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里 ‎ C．φB＞φC D．φB＜φC ‎6、如图4所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量（ D ）‎ ‎ A．是增加的； B．是减少的 ‎ C．先增加，后减少； D．先减少，后增加 ‎7、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害．对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（B）‎ A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱 B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱 C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同 D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用 ‎8、超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是（D）‎ ‎①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同．‎ ‎②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反．‎ ‎③超导体使磁体处于失重状态．‎ ‎④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡．‎ A.①③ B.①④ C.②③ D.②④‎ ‎9、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（ C ）‎ A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用 B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用 C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用 D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用 ‎10、质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ．有电流时aB恰好在导轨上静止，如图所示，如图10—19所示是沿ba方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（ AB ）‎ ‎11、如图所示，abcd是一竖直的矩形导线框，线框面积为S，放在磁感强度为B的均匀水平磁场中，ab边在水平面内且与磁场方向成600角，若导线框中的电流为I，则导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于（ B ）‎ ‎ A．IBS B．½IBS C．IBS ‎ D．由于导线框的边长及固定轴的位置来给出，无法确定 ‎12、如图，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（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且。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 （ A ）‎ A. 方向沿纸面向上，大小为 B. 方向沿纸面向上，大小为 C. 方向沿纸面向下，大小为 D. 方向沿纸面向下，大小为 ‎13、在所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线与之间的安培力的大小为、，判断这两段导线 （ D ）‎ A.相互吸引，> B.相互排斥，> ‎ C.相互吸引， < D.相互排斥，<‎ ‎14、如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平旋转在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成450角，o、o’ 分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针900到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是 （ A ）‎ A. B. C. D. 0‎ 二、计算题：‎ ‎15、如图所示边长为‎100cm的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈AB、CD两边中点连线OO/的左右两侧分别存在方向相同、磁感强度大小各为B1＝0．6T，B2=0．4T的匀强磁场。若从上往下看，线圈逆时针转过370时，穿过线圈的磁通量改变了多少？‎ 解析：在原图示位置，由于磁感线与线圈平面垂直，因此 ‎ Φ1＝B1×S/2＋B2×S/2＝（0．6×1/2＋0．4×1/2）Wb=0．5Wb ‎ 当线圈绕OO/轴逆时针转过370后，（见图中虚线位置）：‎ Φ2＝B1×Sn/2＋B2×Sn/2＝B1×Scos370/2＋B2×Scos370/2＝0．4Wb ‎ 磁通量变化量ΔΦ=Φ2－Φ1＝（0．4－0．5）Wb=－0．1Wb ‎ 所以线圈转过370后。穿过线圈的磁通量减少了0．1Wb．‎ F N ‎16、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2μ,式中B是感应强度,μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝ ‎ 解析:在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L的过程中，拉力F可认为不变，因此F所做的功为:W＝F△L.‎ 以ω表示间隙中磁场的能量密度，则间隙中磁场的能量E＝ωV＝ωA△L 又题给条件ω＝B2/2μ，故E＝A△LB2/2μ.‎ 因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，即W=E，故有F△L= A△LB2/2μ 解得 α ‎⊕a ‎17、在倾角为θ 的斜面上，放置一段通有电流强度为I,长度为L，质量为m的导体棒a，（通电方向垂直纸面向里），如图所示，棒与斜面间动摩擦因数μ< tanθ.欲使导体棒静止在斜面上，应加匀强磁场，磁场应强度B最小值是多少？如果要求导体棒a静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感应强度又如何？‎ 解析:(1)设当安培力与斜面成α角时B最小，则由平衡条件得：‎ mgsinθ＝μFN＋BILcosα, FN=mgcosθ＋BILsinα．‎ 解得 ‎∴当α＋β=900时, ‎ ‎（2）当FN=0时，则BIL＝mg，∴BIL=mg,由左手定则知B方向水平向左．‎ ‎18、如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图，一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面积为A的小喷口，喷口离地的高度为h.管道中有一绝缘活塞，在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒a、b，其中棒b的两端与一电压表相连。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，当棒a中通有垂直纸面向里的恒定电流I时，活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为s.若液体的密度为ρ，不计所有阻力，求：‎ ‎(1)活塞移动的速度；‎ ‎(2)该装置的功率；‎ ‎(3）磁感应强度B的大小；‎ ‎(4）若在实际使用中发现电压表的读数变小，试分析其可能的原因．‎ 解析:（l）设液体从喷口水平射出的速度为v0，活塞移动的速度为v.‎ ‎,,‎ ‎ (2）设装置功率为P，Δt时间内有△m质量的液体从喷口射出,PΔt＝½Δm (v02一v2)‎ ‎∵Δm=LvΔtρ.∴P=½ L2vρ(v02一v2),∴‎ ‎(3) ∵P=F安v.∴,∴‎ ‎（4）∵U=BLv,∴喷口液体的流量减少，活塞移动速度减小，或磁场变小等会引起电压表读数变小