2017-2018学年物理人教版选修3-1同步练习教师用卷：　3.1 磁现象与磁场同步练习-教师用卷 .docx

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1、3.1 磁现象与磁场同步练习一、单选题1. 自然界中的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A. 洛伦兹B. 安培C. 法拉第D. 奥斯特【答案】D【解析】解：奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验.奥斯特由于这个贡献而载入物理史册故选：D2. 关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，下列示意图中正确的是()A. B. C. D. 【答案】A【解析】解：A、伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针.故A正确；B、伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针.而图为顺

2、时针，故B错误；C、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故C错误；D、直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故D错误；故选：A 3. 如图所示，在水平长直导线的正下方，有一只可以自由转动的小磁针.现给直导线通以由a向b的恒定电流I，若地磁场的影响可忽略，则小磁针的N极将()A. 保持不动B. 向下转动C. 垂直纸面向里转动D. 垂直纸面向外转动【答案】C【解析】解：当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动4. 沈括在梦溪笔谈中记载了“以磁石磨针锋”制造指南针的方法，磁针“

3、常微偏东，不全南也”.他是世界上第一个指出地磁场存在磁偏角的人，比西方早了400年.关于地磁场，下列说法中正确的是()A. 地磁场只分布在地球的外部B. 地理南极点的地磁场方向竖直向上C. 地磁场穿过地球表面的磁通量为零D. 地球表面各处地磁场的磁感应强度大小相等【答案】C【解析】解：A、根据磁场的性质可知，磁感线是闭合的，故地球内部一定有磁感线，故一定有磁场；故A错误；B、地理南极是地磁北极附近所以磁感线往上，但二者并不重合，故并不是竖直向上的；故B错误；C、根据磁通量的性质可知，由外向里和从里向外穿过地球表面的磁感线条数一定相等.故地磁场穿过地球表面的磁通量为零；故C正确；D、地球两极处磁

4、感应强度最大，而赤道上磁感应强度最小；故D错误；故选：C5. 中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中不正确的是()A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D. 形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的【答案】C【解析】解：A、地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角；故A正确；B、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故B正确；C、磁场是闭合的曲

5、线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C错误；D、地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故D正确；本题选错误的，故选：C 6. 通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则()A. 螺线管内部磁感线从Q指向PB. 螺线管外部磁感线从Q指向PC. 螺线管的P端为N极，a接电源的正极D. 螺线管的P端为S极，a接电源的负极【答案】A【解析】【分析】根据小磁针静止时N极指向磁场方向，再根据安培定则判断电流的方向。本题是安培定则的简单应用，对于小磁针放在通电螺线管

6、内部时，只能根据小磁针的指向来确定磁场方向，不能根据异名相吸来确定磁场方向。【解答】由题，小磁针静止时N极指向向左，则通电螺线管内部磁场方向向左，故A正确，B错误；P端为N极，根据安培定则判断出电流的方向：从b端流进，从a端流出，b接电源的正极，a接电源的负极，故CD错误。故选A。7. 在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示.现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去.各物块在向磁铁运动的过程中()A. 都做匀速运动B. 甲、乙做加速运动C. 甲、乙做减速运动D. 乙、丙做匀速运动【答案】C【解析】解：根据楞次定律的表现：“来拒去留”，

7、所以铜、铝和制成的滑块向磁铁滑去时，滑块中产生的感应电流对磁铁是“拒”的作用，即阻碍作用，阻碍滑块的靠近，故会减速而有机玻璃制成的滑块在靠近时，不会产生的感应电流，对磁铁是“拒”的作用，不会阻碍向前运动，故不会减速故选：C二、多选题8. 下列所示各图中，小磁针(涂黑的一端为小磁针的N极)的指向正确的是A. B. C. D. 【答案】ABD【解析】【分析】用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极；据磁极间的作用规律、结合磁感线的方向分析判断即可解决；知道并理解磁极间的作用规律是解决该题的关键；【解答】A、由右手定则，螺线管内部磁场N极向左

8、，小磁针N极与磁场方向相同，故A正确；B、地球磁场从地理南极指向地理北极，故小磁针的N极向上，故B正确；C、条形磁铁的磁场由N极指向S极，故中间位置磁场方向向下，故N极向下，故C错误；D、U形磁铁的磁场由N极指向S极，小磁针的N极和磁场方向一致，故D正确；故选ABD。9. 每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，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，下列有关说法正确的是()A. 在北极竖直向下射向地球的带电粒子不会发生偏转B. 在赤道竖直向下射向地球的带正电的粒子会向南偏转C. 在赤道竖直向下射向地球的带负电的粒子会向西偏转D. 在南极

9、竖直向下射向地球的带电粒子会向北发生偏转【答案】AC【解析】【分析】根据地球磁场的分布，由左手定则可以判断粒子的受力的方向，从而可以判断粒子的运动的方向。本题主要考查左手定则的应用，掌握好左手定则即可判断粒子的受力的方向；注意明确负电荷在应用左手定则时，四指要指向运动的反方向。【解答】A.由图可知，在北极竖直向下射向地球的带电粒子由于运动方向沿磁场方向；故不受洛仑兹力，故粒子不会偏转；故A正确；B.赤道上地球的磁场由南向北，由左手定则可知，在赤道竖直向下射向地球的带正电的粒子会向东偏转；故B错误；C.由左手定则可知，在赤道竖直向下射向地球的带负电的粒子会向西偏转；故C正确；D.在南极竖直向下射

10、向地球的带电粒子的运动方向沿磁感线方向，故粒子不会发生偏转；故D错误；故选AC。10. 以下说法中正确的是()A. 磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B. 电流与电流间的相互作用是通过电场产生的C. 磁极与电流间的相互作用是通过电场和磁场产生的D. 磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用【答案】AD【解析】解：A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的，故A正确；B、电流与电流间的相互作用是通过电流产生的磁场而产生的，故B错误；C、磁极与电流间的相互作用是通过磁场产生的，故C错误；D、磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用，故D正确故选：AD11. 如图所示，一条形磁铁

11、放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动)()A. 磁铁对桌面的压力减小B. 磁铁受到向左的摩擦力作用C. 磁铁对桌面的压力增大D. 磁铁受到向右的摩擦力作用【答案】AD【解析】【分析】 先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断。本题关键先对电流分析，得到其受力方向，再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况。【解答】 条形磁铁外部磁场又N指向S，根据左手定则知，直导线所受的安培力的方向斜向右下方，根据牛顿第三定律知，条形磁铁所受力

12、的方向斜向做上方，可知条形磁铁有向左的运动趋势，所受的摩擦力方向向右，磁铁对桌面的压力减小。故AD正确，BC错误。故选AD。12. 如图所示，磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场.质量为m、半径为R的圆环当通有恒定的电流I时，恰好能水平静止在N极正上方H处.已知与磁单极子N极相距r处的磁场强度大小为B=kr，其中k为常数.重力加速度为g.则()A. 静止时圆环的电流方向为顺时针方向(俯视)B. 静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势C. 静止时圆环的电流I=mg(H2+R2)2kR2D. 若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放，下落中加速度先增加后减小【答案】AC【解析】解：A、环所在处的磁场的方向

13、向上，则环产生的磁场的方向向下，根据安培定则可知，静止时圆环的电流方向为顺时针方向(俯视)，故A正确；B、静止时圆环的电流方向为逆时针方向由左手定则可知，环上的各点受到的安培力的方向向上向里，所以环有收缩的趋势，故B错误；C、对环的某一部分进行受力分析如图：在水平方向，根据安培力的对称性可知，整个的环在水平方向的合力为0，竖直方向的合力与重力大小相等，由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直，所以整体受到的安培力：F=BI2R 由几何关系：Fcos=mg cos=HH2+R2 由题：B=kH2+R2 联立得：I=mg(H2+R2)2kR2.故C正确；D、结合C的受力分析可知，若将圆环向上平

14、移一小段距离后环受到的安培力将减小；由静止释放，重力开始时大于安培力，所以环加速下落，向下的过程中安培力增大，所以合外力减小，加速度先减小.故D错误故选：AC 三、实验题探究题13. 如图所示，将两根细铁丝靠近条形磁铁的S极，细铁丝会被吸引到磁铁的S极上.这是因为铁丝_ (选填：“磁化”或“退磁”)后，上端相当于_ (选填“N极”“S极”)，与条形磁铁的S极相吸引，下端相当于_ (选填“N极”“S极”).两铁丝的下端极性_ (选填“相同”“相反”)，由于_ (选填“同名”“异名”)磁极相互排斥，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远【答案】磁化；N极；S极；相同；同名【解析】解：铁丝被磁体吸引后

15、，本身也具有了磁性，该过程是磁化的过程；根据磁极间的相互作用规律可知：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.则可知上端N极，下端为S极；两铁丝下端极性相同，所以相互排斥而张开，而由于上端两铁丝均受磁铁的作用，所以形成上端距离较近，下端距离较远的现象故答案为：磁化；N极；S极；相同；同名铁丝被磁体吸引后，本身也具有了磁性，该过程是磁化的过程，磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引同名磁极和同种电荷都相互排斥，异名磁极和异中电荷相互吸引；注意区分磁极前的修饰词是“同名和异名”14. 演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成)如图所示.首先将线圈竖直放置，以

16、竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针_ (填：“有”或“无”)偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针_ (填：“有”或“无”)偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针_ (填：“有”或“无”)偏转【答案】有；无；无【解析】解：根据题意，当线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，由于地磁场的作用，则导致穿过闭合线圈的磁通量发生变化，所以线圈中产生感应电流，则电流指针会偏转；当线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，由于地磁场的磁感线是从地理的南极向北极，所以穿过线圈的磁通量没变，则电流指针不会偏转；当线圈水平放置，使其从东向西移动，由上可知，仍

17、没有磁通量变化，则电流指针也不会偏转故答案为：有，无，无穿过闭合线圈平面的磁通量发生变化时，线圈中会产生感应电流；若磁通量不变，则线圈中没有感应电流考查线圈中产生感应电流的条件，强调磁通量变化，而不是有磁通量15. 在赤道上，地磁场可看成是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5010-4T.如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长为100m，载有从东向西的电流50A，地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？【答案】解：地球磁场方向为由南向北，而电流方向为从东向西.则由左手定则可得安培力的方向为竖直向下安培力的大小为：F=BIL=0.510-410050N=0.25N 故答案为：0.25N，方向竖直向下【解析】通电导线在磁场中，受到安培力作用.方向由左手定则来确定，大小由安培力公式求得该题考查左手定则，注意要将其与右手定则区分开来.在使用安培力公式时，注意通电导线要与磁场垂直