磁场.docx
- 文档编号:29250005
- 上传时间:2023-07-21
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:220.93KB
磁场.docx
《磁场.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《磁场.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
磁场
第三章磁场
第一节磁现象和磁场
1.由于不小心,某人将一根条形磁铁折断为A、B两段,如图3-12所示。
这两段磁铁仍有较强磁性。
现有下列说法,其中正确的是()
图3-12
A.A段是单磁极N,B段是单磁极S
B.A段仍是条形磁铁,B段是单磁极N
C.A段仍是条形磁铁,B段是单磁极S
D.A、B两段都是条形磁铁,都有N、S两极
2.下列关于磁场的说法中,正确的是()
A.磁场跟电场一样,是一种物质
B.磁极或电流在自己周围的空间会产生磁场
C.磁极对磁极的作用、电流对电流的作用都是通过磁场发生的
D.磁场是人们为研究问题的方便,假想的一种物质,实际中并不存在
3.下列说法中,正确的是()
A.同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.奥斯特实验说明,通电导线周围产生了磁场
D.可以自由转动的小磁针,静止时的指向受空间磁场的影响
4.请说出北京地区,地面附近地磁场的大致方向?
5.磁性是物质的一个基本属性,磁性的强弱差别很大,请查阅资料,了解一下不同物体周围磁场的强弱,看一看,磁性的强弱用什么物理量描述?
其单位是什么?
6.极光是高空稀薄大气层与带电的微粒相互作用所致,在带电微粒流的作用下,各种不同的气体所发出的光也不相同,因此就出现了各种不同形状和颜色的极光,美丽又壮观。
极光大多在南北两极,而很少发生在赤道地区,这是为什么呢?
请查阅资料,初步了解一下。
第二节磁感应强度
1.关于磁感应强度B的叙述,下列说法中正确的是()
A.B是反映磁场强弱及方向的物理量
B.B是矢量,它的方向跟可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向相同
C.顺着磁场的方向,B是逐渐减小的
D.在国际单位制中,B的单位是T
2.下列说法中正确的是()
A.由公式
可知,B的大小与F成正比,与IL成反比
B.在磁场处处相同的区域,垂直磁场方向放入的通电导线受到的磁场力F与I和L之积的比值为一常数
C.磁感应强度B与放入磁场中的检验电流的大小和导线的长度无关
D.放入磁场中的检验电流受力越大,该区域的磁场越强
3.磁感应强度的单位是T,1T相当于()
A.1kg/A·s2B.1kg·m/A·s2
C.1kg/m3·s2D.1kg·m2/A·s2
4.一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中,当通过它的电流为I时,所受磁场力为F,以下关于磁感应强度B的说法中正确的是()
A.磁感应强度B一定等于
B.磁感应强度B可以大于或等于
C.磁场中通电直导线受力大的地方,磁感应强度一定大
D.以上说法都不对
5.某地的地磁场磁感应强度B的水平分量Bx=1.8×10-5T,竖直向下的分量By=5.4×10-5T。
求地磁场B的大小及方向。
6.“控制变量”是物理实验中经常用到的一种方法,试结合教材中“探究影响通电导线受力的因素”的演示实验装置,说明要分别探究通电导线受力大小与电流大小的关系、与通电导线长度的关系、与磁场强弱的关系,应如何操作?
7.如图3-13所示,倾角为α的光滑导电轨道,轨道间距为l。
轨道间接有电动势为E,内阻为r的电源,匀强磁场垂直轨道平面向上。
一根质量为m的金属杆,垂直放于轨道上,恰可静止,若金属杆跨在轨道间部分的电阻为2r,其余部分的电阻均可忽略不计,则磁场的磁感应强度B多大?
图3-13
8.如图3-14所示,在水平方向的匀强磁场中,劲度系数均为100N/m的两根相同的轻弹簧,下面挂一条长0.5m的金属棒MN,MN与弹簧之间绝缘连接,此时弹簧伸长0.5cm。
当棒上通有大小为2A,方向自右向左的电流时,弹簧伸长量变为1.5cm,求磁感应强度的大小。
图3-14
第三节几种常见的磁场
1.如图3-15所示,当线圈通以如图所示的电流时,在线圈中可自由转动的小磁针的指向是()
图3-15
A.南极指向读者B.北极指向读者
C.北极指向左边D.南极指向左边
2.关于电流的磁场,下列说法中正确的是
A.直线电流的磁场,只分布在垂直于导线的某一个平面上
B.直线电流的磁感线是一些同心圆,距离导线越远处磁感线越密
C.通电螺线管的磁感线分布与条形磁铁相同,在管内无磁场
D.直线电流、环形电流、通电螺线管,它们的磁场方向都可用安培定则来判断
3.关于磁通量的说法,正确的是()
A.磁通量的单位是Wb
B.在匀强磁场中,磁通量在数值上等于磁感应强度
C.在匀强磁场中,某一面积与该处的磁感应强度的乘积,叫做磁通量
D.在匀强磁场中,垂直穿过某一面积的磁通量与面积的比值大小,等于该处的磁感应强度的大小
4.一单匝导线环所围面积是0.5m2,放在某一匀强磁场中,环面与磁场垂直,穿过导线环的磁通量是1.0×10-2Wb,则该磁场的磁感应强度B等于()
A.0.50×10-2TB.1.0×10-2TC.1.5×10-2TD.2.0×10-2T
5.磁铁受到高温加热或受到猛烈的敲击后()
A.磁性将减弱,因为磁铁中分子电流被破坏
B.磁性将加强,因为分子运动加快
C.磁性将减弱,因为分子电流的取向变乱
D.磁性将不变,因为分子电流取向大致相同后,外界不会使它改变
6.关于磁感线的叙述,下列说法中正确的是()
A.磁感线是用来形象地描述磁场强弱和方向的一些假想曲线
B.磁感线都是从磁体的N极出发,到磁体的S极终止
C.磁感线上某点的切线方向跟该点的磁场方向相同
D.非匀强磁场的磁感线是分布不均匀的,曲线可以相交
7.有两条相互靠近、垂直交叉但不接触的直导线,通以大小相等的电流,方向如图3-16所示。
则哪些区域中某些点的磁感应强度可能为零()
图3-16
A.区域ⅠB.区域Ⅱ
C.区域ⅢD.区域Ⅳ
8.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知()
A.一定是小磁针正东方有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B.一定是小磁针正东方有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过
D.可能是小磁针正上方有电流自南向北水平通过
9.在条形或蹄形铁芯上绕有线圈,根据图3-17中可自由转动小磁针静止时的指向,在图中画出绕线方向。
图3-17
10.如图3-18所示,在水平放置的条形磁铁的中部和边缘分别放两个面积相等的圆环A、B,磁铁与圆环平面垂直,则穿过A、B两环的磁通量大小关系()
A.
=
B.
<
C.
>
D.无法判断
图3-18
11.19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度,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(磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线)()
A.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
12.如图3-19所示,在A点的东、西、南、北方向相同距离处,各有一无限长直线电流,电流大小相同,方向如图所示,则A点的磁场方向为()
图3-19
A.正北方B.东南方
C.正东方D.正南方
13.一侦察兵用罗盘置于双股直流输电导线AB、CD中AB导线的上方,发现S极转向纸外,如图3-20所示。
他再把电压表接在两线之间,当电压表的正接线柱接到导线CD上时,指针正向偏转。
由此可以断定()
图3-20
A.电流方向为A→B,D→C,电源在AC端
B.电流方向为A→B,D→C,电源在BD端
C.电流方向为B→A,C→D,电源在AC端
D.电流方向为B→A,C→D,电源在BD端
*14.全自动洗衣机中,排水阀是由程序控制器控制其动作的。
排水阀的控制部分如图3-21所示,当洗衣机进行排水和脱水工作时电磁铁的线圈通电,使电磁铁的铁芯2动作,牵引排水阀的阀门,排除污水。
以下说法正确的是()
图3-21
A.若某时刻输入控制电流时,a为正、b为负,则铁芯2中A端为N极,B端为S极
B.若某时刻输入控制电流时,a为正,b为负,则铁芯2中A端为S极,B端为N极
C.若a、b处输入交变电流,铁芯2不能吸入线圈中
D.若a、b处输入交变电流,铁芯2能吸入线圈中
第四节磁场对通电导线的作用力
1.关于磁感应强度B的概念,下列说法中正确的是()
A.根据
可知,在磁场中某确定位置,磁感应强度与磁场力成正比,与电流和导线长度的乘积成反比
B.一小段通电导线在空间某处不受磁场力的作用,那么该处的磁感应强度一定为零
C.一小段通电直导线放在磁感应强度为零的位置上,它受到的磁场力一定等于零
D.磁场中某处的磁感应强度的方向,跟电流在该处所受磁场力的方向相同
2.图3-22中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受磁场力F的方向。
其中正确的是()
图3-22
3.如图3-23所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A。
A与螺线管垂直,“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。
电键S闭合后,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()
图3-23
A.水平向左B.水平向右
C.竖直向下D.竖直向上
4.将一小段通电导体放在磁场中,判断其所受磁场力的情况,下列说法中正确的是()
A.在某点不受磁场力作用,则该点磁感应强度一定为零
B.它受磁场力的方向与该点磁感应强度的方向及电流方向三者之间一定互相垂直
C.当通过的电流方向不跟磁场方向垂直时,所受磁场力方向不一定与电流方向垂直
D.磁场力的方向一定与磁场方向和电流方向都垂直
5.质量为m的金属棒MN,两端用细软导线悬挂于a、b两点,金属棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,金属棒通有从M向N的电流,此时悬线上有拉力,如图3-24所示。
为了使拉力等于零,下列措施可行的是()
图3-24
A.使磁场反向B.使电流反向
C.增大磁感应强度D.减小电流
6.如图3-25所示,质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上。
已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ。
当导轨所在空间加有如图所示的磁场时,导体棒均静止,则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的情况是()
图3-25
7.如图3-26所示,一段通有恒定电流I的直导线置于匀强磁场中。
当该导线由图示位置沿垂直于纸面的平面转过90°的过程中,所受安培力的大小将________,(选填“变大”“变小”或“不变”)方向将________。
(选填“变化”或“不变”)
图3-26
8.在赤道上,地球磁场的磁感应强度的大小是0.5×10-4T,则沿东西方向长为20m,通有由西向东3A电流的水平导线,受地磁场作用力的大小为________,方向________。
9.有一段通电直导线,长L=10cm,通有电流I=0.5A,放在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,则在如图3-27所示各情况下,通电导体受磁场力的大小和方向分别为:
在甲图中F=________N,方向________;在乙图中,F=_________N,方向________;在丙图中,F=________N,方向________。
(保留两位有效数字)
图3-27
10.两平行光滑铜杆与水平面的倾角α均为30°,其上端与电源和滑动变阻器相连,处于竖直向下的匀强磁场中,如图3-28所示,调节变阻器R,当电流表的示数为I=2.5A时,横放在铜杆上的铝棒恰能静止。
铝棒质量为m=0.2kg,两杆间的距离为L=40cm。
取g=10m/s2,求此磁场的磁感应强度。
(保留2位有效数字)
图3-28
*11.一根通电直导线穿过通以电流的金属环(电流大小恒定),直导线与金属环的轴线重合,如图3-29所示。
关于金属环所受安培力的情况,下列判断中正确的是()
图3-29
A.沿半径向外B.沿半径向内
C.不受安培力D.垂直圆环平面向右
*12.如图3-30所示,矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO'转动,它处在与OO′轴垂直的匀强磁场中,在磁场力作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置,则平衡后()
图3-30
A.线框四边都不受磁场力作用
B.线框四边都受到指向线框外部的磁场力的作用,但合力为零
C.线框四边都受到指向线框内部的磁场力的作用,但合力为零
D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场力的作用,另一对边受到指向线框内部的磁场力的作用,合力为零
*13.如图3-31所示,通电直导线ab在磁铁上方能自由活动,当导线通入图示电流后,ab的运动情况是(从上向下看)()
A.逆时针转动
B.顺时针转动
C.逆时针转动且向下运动
D.顺时针转动且向下运动
图3-31
第五节磁场对运动电荷的作用力
1.关于洛伦兹力,下列说法中正确的是()
A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力的作用
B.若带电粒子经过磁场中某点时所受的洛伦兹力为零,则该点的磁感应强度一定为零
C.带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力越大,则该处的磁感应强度一定越大
D.洛仑兹力对运动电荷不做功
2.如图3-32所示是电视机中显像管的偏转线圈示意图,它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成,线圈中通有方向如图示的电流。
当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时(图中用符号“·”表示电子束,不计重力的影响),它将()
图3-32
A.向上偏转B.向下偏转
C.向左偏转D.向右偏转
3.如图3-33所示,虚线区域存在匀强电场和匀强磁场,取坐标如图。
一带电粒子沿x轴正向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转,不计重力的影响,则电场强度E和磁感应强度B的方向可能是()
图3-33
A.E和B都沿x轴正方向
B.E沿y轴正向,B沿z轴正向
C.E沿z轴正向,B沿y轴正向
D.E、B都沿z轴正向
4.地球表面的大气对宇宙射线有较强的吸收作用,所以要观测宇宙射线,常需要在高空或在高原地区。
我国科学家在西藏羊八井建了一个接收宇宙射线的观测站,当来自宇宙的带正电的粒子流沿与地球表面垂直的方向射向这个观测站的过程中,将()
A.竖直向下沿直线射向地面B.与竖直方向稍偏东一些射向地面
C.与竖直方向稍偏西一些射向地面D.与竖直方向稍偏北一些射向地面
5.水平直导线AB中通有向左的稳恒电流,线下方有一初速与电流同向的电子,如图3-34所示。
则电子将()
图3-34
A.沿径迹a运动B.沿径迹b运动
C.沿原方向做直线运动D.无法判定
6.电视机显像管内的部分结构示意图如图3-35所示。
荧光屏位于XOZ坐标平面,Y轴是显像管的纵轴线。
显像管尾部的灯丝被电流加热后有电子逸出,电子在加速电压作用下以很高的速度沿+Y方向射向荧光屏。
若没有其它力作用,电子将打到O使荧光屏的正中出现一个亮点。
若在显像管B处利用线圈施加一个沿Z方向的偏转磁场,屏上的亮点将偏离原点而打在X轴上某点。
为使荧光屏上出现沿X轴的一条贯穿全屏的水平亮线(即扫描线),偏转磁场的磁感应强度B(以+Z为正方向)随时间t变化的图象应是图3-36中()
图3-35
图3-36
7.如图3-37所示是磁流体发电机的示意图,当等离子体从平行金属板的左侧进入匀强磁场中后,用电器开始工作,测得电流为2A时其功率为100W(不计等离子体的内阻)。
若已知磁场的磁感应强度为0.1T,两板间距5.0cm。
那么可知等离子体的速度v0=________m/s。
从图中磁感线及等离子体的速度方向可以判断出用电器中的电流方向应是从________。
图3-37
8.质量为m、电荷量为q的电荷,由静止开始经过电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的磁场中,电荷受到的洛伦兹力大小是多少?
第六节带电粒子在匀强磁场中的运动
1.关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是()
A.带电粒子飞入匀强磁场中后,一定是做匀速圆周运动
B.静止的带电粒子在匀强磁场中将会做匀加速直线运动
C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力的方向总是和运动方向垂直
D.以上说法都不对
2.一个带电粒子以初速v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。
设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图3-38中的虚线所示。
在图所示的几种轨迹中,可能出现的是()
图3-38
3.“月球勘探者号”空间探测器运用科技手段对月球进行近距离勘探,取得很多新成果。
月球上的磁场极其微弱,探测器可以通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布。
如图3-39是探测器通过月球A、B、C、D四个位置时,电子运动轨道的照片,设电子速度大小相等、方向与磁场方向垂直,那么,这四个位置中磁感应强度最强的是()
图3-39
*4.如图3-40所示,匀强磁场的方向垂直纸面向外,α粒子和质子p从磁场中同一点,沿着与磁场方向垂直的方向,以大小相等的初速度v0反向射出。
设磁场区域足够大,它们运动中不会逃出磁场。
那么,它们从出发到第一次相遇所通过的路程之比sα∶sp等于()
图3-40
A.4∶1B.2∶1
C.1∶1D.1∶2
5.某种带电粒子(重力不计),在匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动,其周期为T1,线速度为ν1,若使该粒子在同一磁场中做半径为2R的匀速圆周运动,其周期为T2,线速度为ν2,则下列判断中正确的是()
A.T1∶T2=2∶1ν1∶ν2=1∶2B.T1∶T2=1∶2ν1∶ν2=1∶2
C.T1∶T2=2∶1ν1∶ν2=1∶4D.T1∶T2=1∶1ν1∶ν2=1∶2
6.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图3-41所示,离子源S可以发出各种不同的正离子束,离子从S出来时速度很小,可以看作是静止的。
离子经过加速后垂直进入有界匀强磁场(图中虚线框所示),并沿着半圆周运动而到达照相底片上的P点,测得P点到入口S1的距离为x。
以下判断正确的是()
图3-41
A.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越大
B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越小
C.只要x相同,则离子质量一定相同
D.只要x相同,则离子的比荷一定相同
7.如图3-42所示的矩形区域ACDE内存在匀强磁场,磁场方向垂直指向纸内。
a、b两个同种粒子从O点沿与AE平行的方向射入磁场中,又都从CD边射出磁场。
射出时,a的速度v1的方向与DC方向成60°夹角,b的速度v2的方向与CD方向成60°夹角,且两个出射点到C点的距离之比为1∶2。
现用t1、t2分别表示a、b在磁场中运动的时间,则t1∶t2=________;v1∶v2=________。
图3-42
8.如图3-43所示,在电场强度为E、方向水平向左的匀强电场和磁感强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场区域内,固定着一根足够长的绝缘杆,杆上套着一个质量为m,带有电荷量+q的小球,球与杆之间的动摩擦因数为μ。
现让小球由静止开始沿杆下滑,则小球沿杆滑动的最终速度为多大?
图3-43
9.据报道,我国实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。
磁强计的原理如图3-44所示,电路中有一段金属导体,它的横截面积是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x正方向、大小为I的电流。
已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e。
金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动。
测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U。
(1)金属导体前后两个侧面(z=a为前侧面,z=0为后侧面)哪个电势较高?
(2)求磁场磁感应强度B的大小。
图3-44
*10.如图3-45所示的区域内,存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场,其中电场方向竖直向下,磁场方向是水平的(垂直纸面向里)。
一个质量为m的带电液滴,在与匀强磁场垂直的竖直面内做匀速圆周运动。
关于这个带电液滴的电性和转动方向,下列说法中正确的是()
A.一定带正电,沿逆时针方向转动
B.一定带负电,沿顺时针方向转动
C.一定带负电,但转动方向不能确定
D.电性和转动方向都不能确定
图3-45
*11.在匀强磁场中,有一带电粒子做匀速圆周运动。
当它运动到M点,突然与一个不带电的静止粒子碰撞合并为一体。
对于碰撞后的运动轨迹,在图3-46所示的各种情景中,正确的是(实线为原轨迹,虚线表示碰撞后轨迹)
图3-46
12.如图3-47所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一束电子流沿圆形磁场的直径方向以速度ν射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动方向与原方向成θ角。
设电子质量为m,电荷量为e,不计电子所受的重力及其间的相互作用力,求磁场区域圆半径r为多少?
图3-47
练习题参考答案与提示
第三章磁场
第一节磁现象和磁场
1.D2.ABC3.BCD4.略5.略6.略
第二节磁感应强度
1.ABD2.BC3.A4.B5.5.7×10-5T,水平偏下成arctan3的角6.略
7.
8.2T
第三节几种常见的磁场
1.A2.D3.AD4.D5.C6.AC7.AC8.C9.略
10.C11.B12.D13.C14.BD
第四节磁场对通电导线的作用力
1.C2.AC3.C4.D5.C6.AB7.不变,变化8.3×10-3N,竖直向上9.1.0×10-2N,垂直纸面向外8.7×10-3N,垂直纸面向里,0,无10.1.2T11.C12.B13.D
第五节磁场对运动电荷的作用力
1.D2.A3.AB4.B5.A6.A7.1×104m/s,a到b8.
第六节带电粒子在匀强磁场中的运动
1.C2.AD3.A4.C5.D6.AD7.2∶1,1∶28.
9.后侧面,
10.B11.A12.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 磁场