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A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它在每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
B.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止
C.磁感线就是细铁屑连成的曲线
D.磁场中某点磁感线的切线方向就是电流在该点的受力方向
10.[多选]如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B1=1T.位于纸面内的细直导线,长L=1m,通有I=1A的恒定电流.当导线与B1成60°
夹角时,发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为[]
A.
B.
C.1TD.
11.回旋加速器是加速带电粒子的装置.其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A.减小磁场的磁感应强度
B.增大匀强电场间的加速电压
C.增大D形金属盒的半径
D.减小狭缝间的距离
12.如图所示,两平行光滑金属导轨CD、PQ间距为L,与电动势为E、内阻为r的电源相连,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路,回路平面与水平面成θ角,回路其余电阻不计。
在空间施加匀强磁场可以使ab棒静止,则磁场的磁感强度的最小值及其方向分别为
,水平向右
B.
,垂直于回路平面向下
C.
,竖直向下
D.
13.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的拉力大于零而小于铜棒的重力。
要使悬线中张力为零,可采用的方法有
A.适当减弱磁场,磁场方向反向
B.适当减小电流,电流方向不变
C.适当增大电流,电流方向反向
D.适当增强磁场,磁场方向不变
14.如图,一通电螺线管通有图示电流,1、2、4小磁针放在螺线管周围,3小磁针放在螺线管内部,四个小磁针静止在如图所示位置,则四个小磁针的N、S极标注正确的是
A.1B.2C.3D.4
15.下列物理量在运算时遵循平行四边形定则的是
A.电流强度B.电场强度C.磁通量D.磁感应强度
16.如图,质量为
、长为
的直导线用两绝缘细线悬挂于
,并处于匀强磁场中。
当导线中通以沿
正方向的电流
,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为
。
则磁感应强度方向和大小可能为()
轴正向,
B.
轴负向,
D.沿悬线向上,
17.如图,一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中。
现使滑环获得某一初速度v0向右运动,则之后滑环在杆上的运动情况可能是()
A.始终做匀速运动
B.开始做减速运动,最后静止在杆上
C.先做加速运动,最后做匀速运动
D.先做减速运动,最后做匀速运动
18.如下图所示,条形磁铁放在桌子上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图,在这个过程中磁铁保持静止,则磁铁受到的摩擦力()
A.为零.B.方向由左变为向右
C.方向保持不变.D.方向由右变为向左.
19.如右图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以导线截面的中心为圆心,半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点,已知a点的实际磁感应强度为零,则下列叙述正确的是( )
A.直导线中的电流方向垂直纸面向里
B.b点的实际磁感应强度为
T,方向斜向上,与B的夹角为45°
C.c点的实际磁感应强度也为零
D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同
20.质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述错误的是(不计带电粒子的重力)
A.M带负电,N带正电
B.M的速度率小于N的速率
C.洛伦磁力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
21.如图所示,在半径为R的圆柱形区域内有匀强磁场。
一个电子以速度为v0从M点沿半径方向射入该磁场,从N点射出,速度方向偏转了
则电子从M到N运行的时间是()
B.
C.
22.下列叙述正确的是
A.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说
B.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果
C.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系
D.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定线圈中,会出现感应电流
23.如图所示,在一个左右延伸很远的上、下有界的匀强磁场上方有一闭合线圈,设重力加速度大小为g,当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中()
A.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g
D.进入磁场时加速度可能小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g
24.如图所示,通电直导线ab位于两平行导线横截面MN的连线的中垂线上,当平行导线通以同向等值电流时,以下说法中正确的是()
A.ab顺时针旋转
B.a端向外,b端向里旋转
C.ab逆时针旋转
D.a端向里,b端向外旋转
25.两个质子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一个匀强磁场中。
设r1、r2为这两个质子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则()
A.r1≠r2,T1=T2B.r1≠r2,T1≠T2
C.r1=r2,T1=T2D.r1=r2,T1≠T2
26.下列说法正确的是()
A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力的作用
B.运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度
D.洛伦兹力一定对带电粒子不做功
27.关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()
A.磁感应强度跟导线所受的安培力成正比
B.安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直
C.磁感应强度的方向跟安培力的方向相同
D.通电直导线在磁场中某处受到的安培力为零,则该处的磁感应强度一定为零
28.一个磁场的磁感线如图所示,将一个小磁针放入磁场中,则小磁针将()
A.向左平动B.向右平动C.顺时针转动D.逆时针转动
29.关于电场线和磁感线,下列说法正确的是()
A.电场线和磁感线都是在空间实际存在的线
B.电场线和磁感线都是闭合的曲线
C.磁感线从磁体的N极发出,终止于S极
D.电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷
30.在赤道处沿东西方向放置一根直导线,导线中电子定向运动的方向是从东向西,则导线受到地磁场的作用力的方向为( )
A.向东B.向北
C.向上D.向下
31.如图所示,直导线中通有方向向右的电流,在该导线正下方有一个电子正以速度v向右运动。
重力忽略不计,则电子的运动情况将是
A.电子向上偏转,速率不变B.电子向下偏转,速率改变
C.电子向下偏转,速率不变D.电子向上偏转,速率改变
32.关于磁感强度,下列说法中正确的是()
A.磁感强度的大小反映了磁场的强弱,磁感强度是标量
B.磁感强度是描述磁场强弱和方向的物理量
C.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向
D.磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的反方向
33.如图所示,一质量为m、电荷量为+q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是图中的()
A.②③B.①③
C.②④D.①④
34.一根容易形变的弹性导线,两端固定,导线中通有电流,方向如图所示.当没有磁场时,导线呈竖直状态,当分别加上方向竖直向上、水平向右、垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是
35.在等边三角形的三个顶点a.b.c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示。
过c点的导线所受安培力的方向()
A.与ab边平行,竖直向上B.与ab边垂直,指向左边
C.与ab边平行,竖直向下D.与ab边垂直,指向右边
36.在下列各图中,分别标出了磁场B的方向,电流I的方向和导线所受安培力F的方向,其中正确的是()
参考答案
1.C
【解析】
试题分析:
通电直导线中的安培定则(安培定则一):
用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向由此可知A、B错误;
通电螺线管中的安培定则(安培定则二):
用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极,据此可知C正确,D错误。
考点:
通电直导线和通电线圈周围磁场的方向.
2.A
因为加速器所加的高频交流电源的周期与粒子做圆周运动的周期相等,而粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的运动速度还没关系,故由公式T=
可知,氚核的交流电源的周期较大,故C、D均错误;
再根据最大动能Ek=
,将氚核与氦核的相关电荷量与质量代入,发现氚核获得的最大动能较小,故A正确,B错误。
加旋加速器。
3.BC
由于磁场方向是指向里的,电流方向是指向右的,故自由电子的定向移动方向是向左的,根据左手定则,电子在磁场中受到向上的沦兹力,从而向上运动,所以上表面积累了大量的自由电子从而带负电,下表面带正电,故下表面的电势高于上表面,A不对,B正确;
增大h时,相当于导体在磁场中切割磁感线运动的长度变长了,故两端产生的电势差变大,故C是正确的,也可以这样认为:
由于平衡时,电子受到的电场力等于磁场力,即
,故h越大,上、下表面的电势差就越大。
霍尔效应,电势差等知识。
4.B
由于带电粒子与沿途的气体分子碰撞,粒子的动能逐渐减小,速度逐渐减小,根据粒子在磁场中运动的半径公式r=
可知,粒子的半径逐渐的减小,所以粒子的运动方向是从B到A,在根据左手定则可知,粒子带负电,所以B正确.
本题考查带电粒子在磁场中的运动。
5.C
用右手螺旋定则判断通电直导线在a点上所产生的磁场方向,如图所示:
直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反,大小相等.则合磁场为零;
而直导线c在a点产生磁场,方向从d指向b,即为沿纸面由a指向b故选C.
本题考查通电直导线周围的磁场及磁场的叠加。
6.D
根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向:
水平向左.
根据左手定则判断可知:
A受到通电螺线管磁场的作用力的方向:
竖直向上.
D正确。
本题考查通电螺线管周围的磁场、安培力方向。
7.A
地球的磁场由南向北,当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东,所以粒子将向东偏转,所以A正确.
本题考查地球周围的磁场、洛伦兹力方向。
8.C
带负电的金属环绕其轴OO′匀速顺时针转动时,形成逆时针的环形电流,根据安培定则,金属环右侧相当于N极,在小磁针所在的位置磁场方向水平向左,C正确。
本题考查环形电流周围的磁场。
9.A
磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它在每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致,A正确;
磁感线是闭合的,在磁体的外部从磁铁的北极出发,到南极终止,内部是从S极到N极,B错误;
磁感线是不存在的,C错误;
磁场中某点磁感线的切线方向表示该点的磁场方向,电流在该点的受力方向与磁场方向垂直,D错误。
本题考查磁感线。
10.BCD
由通电导线受力为零可知,该处合磁感应方向一定与导线方向相同,由平行四边形法则计算B2的可能值。
当通电导线与B1成60°
夹角时,发现其受到的安培力为零,合场强方向与B1成60°
夹角,则B2的最小值为:
故选BCD
安培力、磁场的叠加
11.C
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,速度达最大时,粒子运动的半径与D型盒半径相等,由圆周运动规律有:
,则
,可见要增大粒子射出时的动能,可增大磁场的磁感应强度或增大D形盒的半径,与加速电压无关,故C正确;
考查了回旋加速器原理
12.B
对导体棒受力分析,受重力、支持力和安培力,如图
从图象可以看出,当安培力沿斜面向上时,安培力最小;
故安培力的最小值为:
,故磁感应强度的最小值为
根据欧姆定律,有
,
,垂直于回路平面向下,B正确。
本题考查安培力、共点力平衡条件的应用。
13.D
铜棒受到悬线的拉力,重力和洛伦兹力,三力平衡,即
,要使
,则需要增大安培力,并且安培力方向不变,A中安培力减小并且方向向下,不符合题意,B中安培力减小,不符合题意,C中安培力增大,但是方向反向,不符合题意;
D中安培力增大,方向不变,符合题意,故选D
考查了共点力平衡条件以及安培力
14.B
小磁针的N极指向为该处的磁感线方向,根据右手螺旋定则可知通电螺线管的右端为N极,左端为S极,内部磁感线方向是从左到右,故只有3标注正确
考查了右手螺旋定则的应用
15.BD
矢量相加减遵循平行四边形法则,而标量相加减遵循算术加减法则,电场强度磁感应强度为矢量,而电流强度和磁通量为标量,所以选BD
考查了矢量和标量
16.BC
磁感应强度方向为z正向,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y负方向,直导线不能平衡,所以A错误;
磁感应强度方向为y正向,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿z正方向,若重力恰好等于安培力,则导线能平衡,即BIL=mg,此时B=
,所以B正确;
磁感应强度方向为z负方向,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y正方向,若导体棒受力平衡,则根据平衡条件BIL=mgtanθ,所以B=
,所以C正确;
磁感应强度方向沿悬线向上,根据左手定则,直导线所受安培力方向如图,
,则直导线不能平衡,所以D错误;
故选BC。
安培力左手定则通电导线在磁场中平衡问题
17.ABD
当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好等于自身的重力时,则环与杆没有弹力,所以没有摩擦力存在,因此环做匀速运动,故A正确;
当带负电的环进入磁场时的竖直向上的洛伦兹力小于等于自身的重力时,则环与杆有弹力,所以有摩擦力存在,因此环在摩擦力作用下,做减速运动,直到停止,故B正确;
当带负电的环进入磁场时水平方向可能受或不受摩擦力,可能做减速或匀速运动,环不可能加速运动.故C错误;
当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力且大于自身的重力时,则环对杆有向下的弹力,所以有摩擦力存在,因此环做减速运动,导致洛伦兹力减小,当其等于重力时,环开始做匀速直线运动.故D正确,故选ABD。
洛伦兹力带电粒子在复合场中的运动
18.B
如图,
导体棒在S极附近时受力向左上方,根据牛顿第三定律知磁铁受反作用力向右下方,对磁铁受力分析,由平衡条件知磁铁受静摩擦力向左;
同理,当直导线运动到N极附近时受力向右上方,磁铁受摩擦力向右,故选项B正确。
安培力物体平衡条件应用
19.AB
磁场是矢量,可以用平行四边形定则求矢量和。
匀强磁场水平向右,a点的实际磁感应强度为零,则导线产生的磁场在a点水平向左,大小为1T,根据安培定则,直导线中的电流方向垂直纸面向里,A选项正确;
直导线在b点产生的磁场竖直向上,大小为1T,与匀强磁场的矢量和为
,方向斜向上,与B的夹角为45°
,B选项正确;
导线在c点产生的磁场水平向右,c点合磁场水平向右,大小为2T,C选项错误,d点的实际磁感应强度跟b点大小相等,但方向不同,所以D错误
磁场的叠加
20.BCD
由左手定则判断出N带正电荷,M带负电荷,A正确;
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力
,半径为:
,在质量与电量相同的情况下,半径大说明速率大,即M的速度率大于N的速率,B错误;
洛伦兹力不做功,C错误;
粒子在磁场中运动半周,时间为周期的一半,而周期为
,M的运行时间等于N的运行时间,D错误.
本题考查了带电粒子在磁场中的偏转。
21.D
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期
,粒子在磁场中做圆周运动的速度偏向角等于圆心角,如下图,则有
,所以
在磁场中运动时间
,对照选项D对。
带电粒子在匀强磁场中的运动
22.ABC
安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出磁铁内的电子绕原子核运动的产生的磁场方向大致相同,它们叠加后就形成了条形磁体的磁场,与通电螺线管是一个道理,即安培分子电流假说选项A对。
楞次定律的关键是磁通量的变化,而磁通量的变化是从外界引入能量的结果,要维持能量守恒定律的观点,就要产生感应电流来阻碍磁通量的变化从而把外界的能量转化为电能选项B对。
奥斯特观察到通电导线周围的小磁针带通电瞬间发生了偏转,即电流周围产生了磁场,揭示了电和磁之间存在联系选项C对。
法拉第电磁感应定律中产生感应电流的条件是变化的磁场,变化的电流,变化线圈,而恒定电流周围的固定线圈不会产生感应电流,选项D错。
电与磁的关系
23.D
试题分析:
线圈进入磁场过程,穿过线圈的磁通量增加,产生的感应电流沿逆时针方向,下边受到的安培力向上,如图所示。
根据牛顿第二定律,线圈的加速度mg-F=ma,其中F=BIl=Bl
,则a=g-
,由此式可知,当线圈进入磁场时的速度较小时,加速度向下,且小于g,当线圈进入磁场的速度合适时,加速度可以为0,当线圈进入磁场时的速度很大时,可能使得a=-g,即安培力等于重力的2倍,这样加速度向上,且等于g。
出磁场时,同样可以分析出,线圈的加速度大小可以等于、小于或大于g。
导体切割磁感线时的感应电动势;
力的合成与分解的运用;
牛顿第二定律;
安培力
24.B
导线M和N的磁感线都是同心圆.因此对ab上半段,M导线的磁感线指向右下,可以用左手定则判断a端受向外的力.N导线的磁感线指向右上,也使a端受向外的力,所以;
同理也可以分析出b端受向外的力.从而使得a端转向纸外,b端转向纸里,故B正确;
ACD错误;
平行通电直导线间的作用;
磁场对电流的作用.
25.A
设电子的初速度为V,磁场的磁感应强度为B,电子的质量和电量分别为m、q.根据牛顿第二定律得qvB=m
得到,运动轨迹半径为r=
m、q、B相同,则r与V成正比,电子的初速度不同,则半径不同,即r1≠r2.
电子圆周运动的周期T=
=
与带电粒子的速度无关。
m、q、B均相同,则电子运动的周期相同,即T1=T2.所以A对
26.D
运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力,可能空间没有磁场,也可能存在磁场,但磁场方向与电荷运动方向平行,所以A、B错;
洛伦兹力方向总是与带电粒子的运动方向垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小,所以洛伦兹力不改变带电粒子的动能,但改变带电粒子的速度了!
所以C错;
洛伦兹力方向总是与带电粒子的运动方向垂直,总是对带电粒子总不做功,所以D对
洛仑兹力;
左手定则.
27.B
磁感应强度由磁场本身决定,与通电导体受到的安培力、电流无关,AD错误;
安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直,B正确、C错误;
本题考查磁感应强度的决定因素、安培力的方向。
28.C
磁场方向为小磁针静止时N极的指向(或小磁针N极的受力方向),所以小磁针静止时的指向为水平向左,小磁针将顺时针转动,C正确。
本题考查磁感应强度的方向。
29.D
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