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1、第5章磁场单元测试一、单项选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1(2011年福建惠安高二检测)磁体之间的相互作用是通过磁场发生的对磁场认识正确的是()A磁感线有可能出现相交的情况B磁感线总是由N极出发指向S极C某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致D若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零解析：选C.根据磁感线的特点：磁感线在空间不能相交；磁感线是闭合曲线；磁感线的切线方向表示磁场的方向(小磁针静止时N极所指的方向)可判断选项A、B错误，C正确通电导线在磁场中是否受力与导线在磁场中的放置有关，故选项D
2、错误2关于地磁场下列说法中正确的是()A地理位置的南、北极即为地磁场的南、北极B在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理南极C在赤道上的小磁针的N极在静止时指向地理北极D地磁场在地表附近某处有两个分量，水平分量指向地理的北极附近，竖直分量一定竖直向下解析：选C.根据地磁场的特点可知：地理北极附近为地磁场南极即S极，在磁体外部磁场由N极指向S极，在南半球地磁场的竖直分量向上，在北半球竖直分量向下，故C正确3如图55所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感应强度最大处为()Aa处Bb处Cc处 D无法判断图55解析：选A.螺线管内部的磁感线条数与螺线管外部的磁感线条数相同，
3、由于螺线管内部横截面积小，所以内部磁感线最密，磁感线密的地方磁感应强度大，故选A.4把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将(从上向下看)()A顺时针转动 B逆时针转动C不动 D无法判定解析：选B.从上往下看，在地磁场作用下小磁针N极由指向东转为指向北，故为逆时针转动答案为B.5如图56所示，当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下判断正确的是()图56A当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者B当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者C当磁针N极指向读者时，线圈中的电流沿逆时针方向D以上判断均不正确解析：选C.根据安培定则可确定：当线圈中通以沿顺时针方向的电流时，线圈中
4、心处磁场方向垂直纸面向里，故磁针N极垂直纸面向里；当线圈中通以沿逆时针方向的电流时，线圈中心处磁场方向垂直纸面向外，故磁针N极垂直纸面向外6(2011年济南高二检测)如图57所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用1和2表示穿过两环的磁通量，则有()图57A12 B12C12 D无法判断解析：选B.磁通量定义式中的S应理解为处于磁场中的有效面积，由于环1和环2处在磁场中的面积相同，所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的，即12，故B选项正确7. 在三维直角坐标系中，电子流沿y轴正方向运动，如图58所示，由于电子流的运动产生的磁场在a点的方向为()图58Ax方向 Bz方向
5、Cz方向 Dx方向解析：选D.沿y轴正方向运动的电子流，形成沿y轴方向的直线电流，由安培定则可知，a点磁场方向沿x方向故D正确8如图59所示，有A、B两根平行长直导线，通过数值相等、方向互相相反的电流关于两根导线连线中点处磁场的磁感应强度，下列说法中正确的是()图59A等于零B不等于零，方向平行于导线C不等于零，方向垂直于两导线组成的平面D不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线解析：选C.根据安培定则判断A、B两根导线在中点处形成的磁场方向垂直纸面向里，故连线中点处磁感应强度应是A、B单独形成磁场的磁感应强度的矢量和选项C正确9如图510所示，AB为水平面上一个圆的直径，过AB的竖直平面
6、内有一根通电导线CD，已知CDAB，当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()图510A逐渐增多 B逐渐减少C始终不变 D不为零，但保持不变解析：选C.根据通电直导线周围磁感线分布的特点，有多少磁感线从AB一侧穿出，就有多少磁感线从AB的另一侧穿入，穿过圆面的磁通量为零，所以当CD竖直向上平移时，磁通量不变，始终为零，故C正确，A、B、D错误10(2011年福建清流模拟) 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()图
7、511A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(注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)解析：选B.如图所示，考虑地球的自转方向，利用安培定则可以判定的磁场是由东向西的环形电流产生的，故B正确11假设能将指南针移到地球球心处，则关于指南针的指向，下列说法正确的是()A由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止时方向不确定B根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知，指南针N极指向地球北极附近C根据“小磁针N极受力方向为该处磁场方向”可知，指南针N极指向地球南极附近D地球通过磁场对指南针产生力的作用，但指南针对地球不产生力的作用解析：选C
8、.地磁场的分布类似于条形磁铁，在其内部磁感线从S极指向N极，也就是从地理的北极指向地理的南极小磁针放在地心，相当于处在条形磁铁的内部12. 两个小磁针因受到某种磁场的作用后相互平行，如图512所示，产生这种效果的磁场不可能是()图512A某条通电直导线产生的磁场B某通电螺线管产生的磁场，其中一个小磁针在管内，一个小磁针在管外C某个单匝通电圆形线圈的磁场，一个小磁针在环内，一个小磁针在环外D相距很近的异名磁极间的磁场解析：选D.A中以通电直导线为圆心的某圆上关于圆心对称的两点磁场方向相反；B中通电螺线管中垂线上管内某点与管外某点磁场方向相反；C中单匝线圈沿直径方向线圈内某点与线圈外某点磁场方向相
9、反；D中相距很近的异名磁极间存在匀强磁场，此空间不存在磁场方向相反的两点故D选项不正确二、计算题(本题共4小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8分) 边长为10 cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角30，如图513所示磁感应强度随时间的变化规律为：B(23t)T，则在第1 s内穿过线圈的磁通量变化量是多少？图513解析：设t0时磁感应强度为B1t1 s时磁感应强度为B2，由公式BSsin可知：1B1Ssin20.10.1sin30 Wb0.01 Wb(3分)2B2Ss
10、in(231)0.10.1sin30 Wb0.025 Wb(3分)所以210.025 Wb0.01 Wb0.015 Wb.(2分)答案：0.015 Wb14(10分)(2011年济南高二质检)已知山东地面处的地磁场水平分量约为3105 T，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514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514解析：接通电源后，小磁针N极指向是地磁场和螺线管的磁
11、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(5分)由题意知地磁场水平分量By3105 T，设通电螺线管产生的磁场为Bx.由图知tan 60(3分)即Bx3105 T5105 T(2分)答案：绕向见解析5105 T15. (10分)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，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中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515所示因为F所做的功等于间隙中磁
12、场的能量，试推导磁感应强度B与F、A之间的关系式图515解析：拉力F做的功WFl，(3分)磁铁与铁片P间隙中磁场能量EAl(3分)因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以WE，(2分)解得B.(2分)答案：B16(12分)如图516所示为发电机的原理图发电机转子为一边长为0.3 m的正方形线圈，处于B0.5 T的匀强磁场中图516(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？解析：(1)由BS得：BSsin45BL2sin450.50.32 Wb3.2102 Wb.(3分)(2)初状态时，1BL2sin450.50.32 Wb3.2102 Wb(2分)末状态磁感线由反面穿入，正面穿出，如图，则：2BL2sin453.2102 Wb则121(3.21023.2102)Wb6.4102 Wb只考虑其大小，16.4102 Wb.(3分)(3)初态与末态时，穿出线圈的磁通量相同，都是从同一面穿入和穿出，如图，则：20.(4分)答案：(1)3.2102 Wb(2)6.4102 Wb(3)07用心 爱心 专心
