磁场练习题.docx
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磁场练习题.docx
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磁场练习题
一、选择题
1、如图所示,三根通电直导线P、Q、R互相平行,通过正三角形的三个顶点,三条导线通入大小相等,方向垂直纸面向里的电流;则R受到的磁场力的方向是(▲)
A.垂直R,指向y轴负方向 B.垂直R,指向y轴正方向
C.垂直R,指向x轴正方向 D.垂直R,指向x轴负方向
2、如图所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,侧旁小磁针N极的最终指向为( )
A.平行纸面向右
B.平行纸面向左
C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
3、磁力玻璃擦是目前很时尚的玻璃清洁器,其原理是利用异性磁极的吸引作用可使外面的一片跟着里面的一片运动,旧式磁力玻璃擦在使用时由于相对移动会导致前后两面的同性磁极间距较小,由于同性磁极相互斥力作用很容易脱落,其内部N、S磁极分布如图甲所示。
经过改进后,新式磁力玻璃擦其内部的N、S磁极分布如图乙所示,使用时两片不易脱落,关于两种磁力玻璃擦脱落的主要原因,下列说法中正确的是
A.甲图中前后面的同性磁极间距较小,同性磁极相互斥力大,容易脱落
B.甲图中前后面的异性磁极间距较小,异性磁极相互引力大,不容易脱落
C.乙图中前后面的同性磁极间距较大,同性磁极相互斥力小,不容易脱落
D.乙图中前后面的异性磁极间距较大,异性磁极相互引力小,容易脱落
4、磁场中某区域的磁感线如图所示.则
A.a点磁感强度比b点小
B.a点磁感强度比b点大
C.同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大
D.同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时小
5、若地磁场是由地球表面带电产生的,则地球表面带电情况为( )
A.正电 B.负电
C.不带电 D.无法确定
6、每时每刻都有大量的宇宙射线射向地球,而地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大 多数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面;这对地球上的生命有十分重要的意义,假设有一束带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来,在地球磁场的作用下,它们将偏转的方向是
A.向东 B.向南 C.向西 D.向北
7、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子,若它们在毫无阻挡的情况下到达地球,将对地球上的生命造成巨大危害。
下列关于地磁场和上述宇宙射线的相关说法中,正确的是:
A.在地球表面附近,地磁场对带电宇宙射线完全没有阻挡作用
B.在地球表面附近,各处的地磁场对带电宇宙射线的阻挡作用强弱相同
C.在赤道附近,地磁场将使垂直射向地球表面的带正电宇宙射线略向西偏
D.在赤道附近,地磁场将使垂直射向地球表面的带正电宇宙射线略向东偏
二、填空题
8、 如图,甲、乙两处有一处是电源,另一处是用电器,在中间用小磁针测试,发现P处小磁针N极指向纸外,Q处磁针N极指向纸里,则 处是电源(选填“甲”或“乙”),R2中电方向 (选填“向
右”或“向左”)。
9、如图所示,质量为m、边长为L的正方形线圈,ABCD由n匝导线绕成,线圈中有如图所示方向、大小为I的电流,在AB边的中点用细线竖直悬挂于一小盘子的下端,而小盘子通过-弹簧固定在O点。
在图中虚线框内有与线圈平面垂直的匀强磁场,磁感强度为B,平衡时,CD边水平且线圈ABCD有一半面积在磁场中,如图甲所示,忽略电流I产生的磁场,则穿过线圈的磁通量为____;现将电流反向(大小不变),要使线圈仍旧回到原来的位置,如图乙所示,在小盘子中必须加上质量为m的砝码。
由此可知磁场的方向是垂直纸面向____(填“里”
或“外”).磁感应强度大小B:
____(用题中所给的B以外的其它物理量表示)。
三、作图题
10、给你如下器材:
热敏电阻、电铃、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.试从所给器材中选用一些器材制作一个高温自动报警器,要求是:
不必要的器材尽量不用,画出电路图.
四、计算题
11、如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m,导轨平面与水平面夹角
,导轨电阻不计。
磁感应强度为B1=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L=1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m1=2kg、电阻为R1=1
。
两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为d=0.5m,定值电阻为R2=3
,现闭合开关S并将金属棒由静止释放,重力加速度为g=10m/s2,试求:
(1)金属棒下滑的最大速度为多大?
(2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率P为多少?
(3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2=3×10―4kg、带电量为q=-1×10-4C的液滴以初速度v水平向左射入两板间,该液滴可视为质点。
要使带电粒子能从金属板间射出,初速度v应满足什么条件?
12、如图12所示,与电源相连的水平放置的导轨末端放一质量为m的导体棒ab,导轨宽度为L,高于地面H,如图所示,整个放置放在匀强磁场中,磁场方向竖直向下,磁感应强度为B.已知电源电动势为E,内阻为r,电阻的阻值为R,其余电阻不计,当S闭合后,导体棒从导轨上飞出,其水平射程为x,求经过开关S的电荷量.
13、如图2所示,在xOy平面内存在B=2T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,OCA导轨形状满足曲线方程x=0.5sin
(m),C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1=6Ω,R2=12Ω.现有一长为1m,质量为0.1kg的金属棒在竖直向上的外力F作用下以v=2m/s的速度向上匀速运动,设棒与导轨接触良好,除电阻R1,R2外其余电阻不计(g取10m/s2),求:
(1)金属棒在导轨上运动时,R2上消耗的最大功率;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒滑过OCA的过程中,整个回路产生的热量.
14、如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。
整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。
为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F,g=10m/s2求:
(1)当t=2s时,外力F1的大小;
(2)当t=3s前的瞬间,外力F2的大小和方向;
(3)请在图丙中画出前4s外力F随时间变化的图像(规定F方向沿斜面向上为正);
五、多项选择
15、实验室经常使用的电流表是磁电式仪表。
这种电流表的构造如图甲所示。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。
当线圈通以如图乙所示的稳恒电流(b端电流流向垂直纸面向内),下列说法正确的是
A.当线圈在如图乙所示的位置时,b端受到的安培力方向向上。
B.线圈转动时,螺旋弹簧被扭动,阻碍线圈转动。
C.线圈的框架选择铝质材料,不仅考虑铝的密度小、强度高,更主要的是因为铝框转动时产生涡流,阻碍线圈的转动,这样有利于指针很快地稳定指到读数位置上.
D.由于这种仪表是一种比较精密、容易损坏的仪器,所以在搬动运输这种电流表过程中,应该用导线将图中两接线柱直接连接,这样可以有效的减小线圈产生的摆动,以防止电表受损。
参考答案
一、选择题
1、A
2、D
3、【试题答案】AC
【命题立意】考查学生通过阅读获取信息、分析解决问题能力
【解 析】甲图同性磁极间距较小,相互斥力大,容易脱落,A正确。
乙图中前后面的同性磁极间距较大,相互斥力小,不容易脱落,C正确。
4、B
5、B
【试题分析】
假定地磁场是由环形电流形成的,由于地磁场的N极在地球南极,则由安培定则可知,环形电流的方向为由东向西.由于地球的自转方向为自西向东,所以要想形成由东向西的环形电流,则地球必须带负电,故本题正确选项为B.
6、C
7、D
二、填空题
8、乙处是电源,向右
9、
(1分),外(1分),
(2分)
三、作图题
10、【原理】 当温度升高,热敏电阻电阻减小,螺线管中电流增大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,与触头接触,含电铃电路闭合,电铃鸣响报警.
【试题分析】
选择热敏电阻、电铃、电磁继电器及导线若干,连接电路如图2所示.
四、计算题
11、
(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,
达到最大时则有
所以
解得最大速度
(2)整个电路消耗的电功率
所以P=100W
(3)金属棒下滑稳定时,两板间电压U=IR2=15V
因为液滴在两板间有
所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动,
当液滴恰从上板左端边缘射出时:
所以
当液滴恰从上板右侧边缘射出时:
所以
初速度v应满足的条件是:
或
12、当S闭合后,就有电流通过导体棒ab,导体就受到水平向右的安培力,在极短的时间内,受到安培力的冲量就获得水平向右的动量,而后导体棒ab脱离导轨做平抛运动直至落地.以导体棒为研究对象,由动量定理得
BILΔt=mv
而q=IΔt,由此得q=BL=mv ①
导体棒离开导轨的平抛运动过程中,有
x=vt ②
H=
gt2 ③
由①②③式可得q=
【试题分析】
13、
(1)当棒运动到C点时,感应电动势最大.
最大值为E=Blv=2V
所以R2上消耗的最大功率为P=E2/R2 =1/3≈0.33W
(2)电路的总电阻为R=
=4Ω
所以电路的最大电流为I=E/R=0.5A
由安培力公式得安培力的最大值为F安=BIL=0.5N
外力F的最大值为F安=F+mg=1.5N
(3)由题意可得E=Blv=2sin
,所以E有=
=
V
因为正弦函数的周期为2π,所以有
而又t=
【试题分析】
14、14.
五、多项选择
15、BCD依据磁电式仪表电流表的工作原理即注意事项和左手定则判定b端受到的安培力方向向下,A错;螺旋弹簧被扭动,是阻碍线圈转动,B对;C、D正确,故本题选择BCD。
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