高中物理人教版选修3-1第三章第1节磁现象和磁场同步练习C卷

磁现象和磁场同步试题一、选择题：1、首先发现电流产生磁场的科学家是（）A、富兰克林B、法拉第C、安培D、奥斯特2、下列关系磁场的说法中，正确的是（）A、磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B、磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C、磁极与磁极间是直接发生作用的D、磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生3、地球具有磁场，宇宙中的许多天体也有磁场，围绕此话题的下列说法中正确的是：（）A、地球上的潮汐现象与地磁场有关B、太阳表面的黑子、耀斑和太阳风与太阳磁场有关C、通过观察月球磁场和月岩磁性推断，月球内部全部是液态物质D、对火星观察显示，指南针不能在火星上工作4、一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针正上方，这时磁针的N极向纸外方向偏转，这一束带电粒子可能是（）A、向右飞行的正离子束B、向左飞行的正离子束C、向右飞行的负离子束D、向左飞行的负离子束5、下列关于地磁场的描述中正确的是：（）A、指南针总是指向南北，是因为受到地磁场的作用B、观察发现地磁场的南北极和地理上的南北极并不重合C、赤道上空的磁感线由北指南D、地球南、北极的磁感线和海平面平行6．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．指南针指南说明地球周围有磁场D．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7．如图所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘。

A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片、质量为m,当电磁铁A通电,铁片被吸引上升的过程中,悬挂C的轻绳上拉力的大小为( )A．F=Mg第７题B．Mg<F<(M+m)gC．F=(M+m)g,D．F>(M+m)g8．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向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B．一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C．可能是小磁针正上方向有电子流自南向北水平通过D．可能是小磁针正上方向有电子流自东向西水平通过9. 下列关于磁场的说法中正确的是( )A. 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B. 磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C. 磁极与磁极之间是直接发生作用的D. 磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生10．在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该( ) A．平行南北方向,在小磁针正上方B．平行东西方向,在小磁针正上方C．东南方向,在小磁针正上方D．西南方向,在小磁针正上方二、填空题：11、奥斯特实验表明，通电导体和磁体一样，周围存在着，在磁场中的某一点，小磁针静止时极所指的方向就是该点的磁场方向。

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第一节磁现象和磁场基础夯实1.(2011·临汾高二检测)如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．发现这个实验现象的物理学家是()答案：C解析：牛顿是经典力学的奠基人，爱因斯坦创立了狭义和广义相对论，居里夫人在天然放射性的研究领域有杰出的贡献，奥斯特首先发现了电流的磁效应，正确答案为C.2．(2010·德州高二检测)电工师傅能够用螺丝刀将狭小空间内的小螺丝吸引上来，关于该现象的解释正确的是()A．是因为螺丝刀带电把小螺丝吸引上来的B．是因为螺丝带电和螺丝刀相互吸引发生的C．是因为螺丝刀带有磁性，把小螺丝吸引上来的D．是因为小螺丝带有磁性，去吸引螺丝刀的答案：C解析：电工师傅的螺丝刀有了磁性，当靠近小螺丝时会把它吸引过来，C对，A、B、D错．3．(苏南八校联考)指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于()A．指南针的两个磁极相互吸引B．指南针的两个磁极相互排斥C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质D．地磁场对指南针的作用答案：D解析：用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．4.如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下答案：D5．(2010·长春高二检测)物理实验都需要有一定的控制条件．奥斯特做电流磁效应实验时，应排除地磁场对实验的影响．关于奥斯特的实验，下列说法中正确的是()A．该实验必须在地球赤道上进行B．通电直导线应该竖直放置C．通电直导线应该水平东西方向放置D．通电直导线应该水平南北方向放置答案：D解析：小磁针静止时指向南北，说明地磁场的方向为南北方向，当导线南北方向放置时，能产生东西方向的磁场，把小磁针放置在该处时，可有明显的偏转，故选项D正确．6．如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为()A．质量小，重力可以忽略不计B．受到棋盘对它向上的摩擦力C．棋盘对它的吸引力与重力平衡D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力答案：B解析：棋子受力如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力．重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会滑下来，由于空气浮力远小于重力，故可以忽略不计．7．如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是()A．a B．bC．c D．都有可能答案：A解析：b、c相互排斥，说明都是磁体．8．一个地质工作者在野外进行地质考察时，发现在某一山脚附近随身携带的指南针指向发生异常，他经过改换位置，指南针仍然出现异常，由此他断定该山峰处存在铁矿藏．你认为他是根据什么下的结论？答案：铁矿石中的磁铁矿(主要成分Fe3O4)具有磁性，而该山附近指南针指向异常，说明磁场发生了异常，这一异常很可能是由磁铁矿引起的，由此可判定附近有铁矿藏．能力提升1．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理答案：B解析：军舰已被磁化，是小磁针与磁化的军舰发生作用，故属于磁极间的相互作用．2．实验表明：磁体能吸引一元硬币，对这种现象解释正确的是()A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引答案：D解析：一元硬币为钢芯镀镍，钢和镍都是磁性材料，放在磁体的磁场中能够被磁化获得磁性，因而能够被磁体吸引．3.(2011·烟台质检)两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：________.(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：________.答案：(1)吸引右(2)减速(3)加速解析：本题是一道综合性题目，主要考查磁体间的相互作用规律、受力分析、牛顿第二定律．磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左静摩擦力向右．当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下．当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动．4．在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．5．磁带、磁盘、存折、信用卡等都是利用磁性材料制成的生活用具，为了保护这些用具上的信息，你认为应该怎样做？答案：磁带、磁卡等是利用对其上面的磁性材料磁化的强弱或方向的不同来记录信息的，如果将它们与磁性物体放在一起，则它上面的磁性材料会被重新磁化，使其原有信息消失，因此磁带、磁卡等应放在远离磁铁等磁性物体的地方．另外各种银行卡、交费卡、电话卡最好也不要长时间地放在一起，以免它们互相磁化而丢失信息．6．关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：(1)取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极．你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有请改进或改正．答案：有需改进或改正的地方．(1)应做多次实验，观察小磁针是否总是指向某一个方向．(2)小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。

高中人教版物理选修3-1第三章第一节磁现象和磁场同步测试一、单选题（共11题；共22分）1.如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关S后，三只小磁针N极的偏转方向是（）A. 全向里B. 全向外C. a向里，b、c向外D. a、c向外，b向里2.下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（）A. B. C. D.3.如图通电螺线管的旁边有一可自由转动的小磁针，当充以如箭头方向所示的电流时，小磁针的N极将指向图中的A. 上方B. 下方C. 左方D. 右方4.如图所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（）A. N极竖直向上B. N极竖直向下C. N极沿轴线向左D. N极沿轴线向右5.有关磁场、磁现象的描述，说法正确的是（）A. 除永久磁铁的磁场外，其他磁场都是由运动电荷产生的B. 磁场的方向就是磁极受力的方向C. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场D. 电流间的相互作用是通过磁场来发生的6.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是（）A. 分子电流消失B. 分子电流的取向变得大致相同C. 分子电流的取向变得杂乱D. 分子电流的强度减弱7.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（）A. B. C. D.8.（指南针是中国古代四大发明之一，它指南北是因为（）A. 同名磁极互相吸引B. 异名磁极互相排斥C. 地磁场对指南针的作用D. 指南针能吸引铁、钴、镍等物质9.如图所示，在长直导线A通电后，小磁针静止在图示位置，则直导线中的电流方向和P点的磁场方向分别为（）A. 垂直纸面向里，向上B. 垂直纸面向里，向下C. 垂直纸面向外，向上D. 垂直纸面向外，向下10.如图所示，在圆环状导体圆心处，放一个可以自由转动的小磁针．现给导体通以顺时针方向的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（）A. 小磁针保持不动B. 小磁针的N极将向下转动C. 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D. 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动11.一小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图所示。

同步检测九 第三章 磁场（1～4节） （时间：90分钟 满分：100分）一、选择题（本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分） 1.下列说法正确的是A.只有磁极周围空间存在磁场B.相互接触的两个磁体之间没有磁场力的作用C.磁体对电流有力的作用，电流对磁体没有力的作用D.磁体和电流之间力的作用是相互的，都是通过磁场产生力的作用 答案：D解析：磁体和电流周围都可以产生磁场，故A 错；磁场力是非接触力，即磁场力的产生与磁体之间是否接触无关，B 错；磁体与电流间的磁场力是相互的，故C 错D 对.2.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.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 边平行，竖直向下C.与ab 边垂直，指向左边D.与ab 边垂直，指向右边 答案：C解析：本题考查了左手定则的应用.导线a 在 c 处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac 向左，同理导线b 在c 处产生的磁场方向垂直bc 向下，则由平行四边形定则，过c 点的合场方向平行于ab ，根据左手定则可判断导线c 受到的安培力垂直ab 边，指向左边. 3.关于磁感应强度，下列说法中正确的是A.若长为L 、电流为I 的导体在某处受到的磁场力为F ，则该处的磁感应强度必为ILF B.由IL FB =知，B 与F 成正比，与IL 成反比 C.由ILFB =知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向 答案：D解析：磁场中某点的磁感应强度B 是客观存在的，与是否放通电导体无关.定义磁感应强度是对它的一种测量，在测量中要求一小段通电导体的放置方位，力F 应是在放置处受到的最大力，也就是应垂直于磁场放才行.故选项A 、B 、C 均错. 4.下列说法正确的是A.磁感线从磁体的N 极出发，终止于磁体的S 极B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N 极一定指向通电螺线管的S 极解析：磁感线是闭合曲线，故A错.磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，切线方向可表示磁场的方向，故B正确.磁铁和电流周围都存在磁场，故C正确.通电螺线管内部磁场方向从S 极指向N极，故D错误.5.一条竖直放置的长直导线，通一由下向上的电流，在它正东方某点的磁场方向为A.向东B.向西C.向南D.向北答案：5.D解析：根据安培定则（如右图）可知D正确.6.如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁感应强度B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误．．的是答案：C解析：当B∥I时，F=0.另外由左手定则可知，A、B、D选项均正确，故错误的选C.7.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根长直导线，导线与条形磁铁垂直.当导线中通以垂直纸面向里的电流时，用F N表示磁铁对桌面的压力，用F f表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前受力相比较是A.F N减小，F f=0B.F N减小，F f≠0C.F N增大，F f=0D.F N增大，F f≠0答案：C解析：用牛顿第三定律分析.画出一条通电电流为I的导线所处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上.根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确答案为选项C.8.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，且能自由转动.若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动C.以相等的加速度相向运动D.以相等的加速度相背运动解析：同向环形电流相互吸引，虽两电流大小相等，但根据牛顿第三定律知，两线圈间相互作用力必定大小相等，所以选C.9.在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自东向西沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为A.向北B.向南C.向上D.向下答案：C解析：电流方向自西向东，赤道上空地磁场方向由南向北，则由左手定则得安培力方向向上，应选C.10.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如右图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力A.大小不变，方向不变B.由零增大到最大，方向时刻变C.由最大减小到零，方向不变D.由零增大到最大，方向不变答案：D解析：导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行，导体受到安培力的作用；当导体转过90°时，电流与磁场垂直，此时导体所受安培力最大.根据左手定则判断知，力的方向始终不变.选项D正确.二、填空题（本题共3小题,每小题5分，共15分）11.如图1所示线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ=__________.图1答案：BS cosθ解析：线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直，不能直接用Φ=BS计算，处理时可以用不同的方法.解法一：把S投影到与B垂直的方向，即水平方向，如图中a′b′cd，S⊥=S cosθ，故Φ=BS⊥=BS cosθ. 解法二：把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，显然B∥不穿过线圈，且B⊥=B cosθ，故Φ=B⊥S=BS cosθ.12.如图2所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，则电流的正极为__________，负极为__________.图2答案：c 端 d 端解析：小磁针N 极的指向即为该处的磁场方向，所以螺线管内部磁感线由a →b .根据安培定则可判断出电流由电源的c 端流出，d 端流入，故c 端为正极，d 端为负极. 13.在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图3所示，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I 时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小为B =__________.图3答案：ILmgB 2=解析：通电导体棒受三个力：重力、弹力和安培力.其中安培力沿斜面向上，与导体棒重力沿斜面向下的分力平衡，故有：BIL =mg sin30°,所以.2ILmgB =三、解答题（本题共4小题,14、15、16题各10分,17题15分,共45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）14.如图所示，导体杆ab 的质量为m ，电阻为R ，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d ，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，电池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E 多大才能使导体杆静止在导轨上？答案：BdmgR θtan解析：由闭合电路欧姆定律得： E =IR ，导体杆受力情况如图，则由共点力平衡条件可得 F 安=mg tan θ, F 安=BId ，由以上各式可得出.tan BdmgR E θ=15.如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并在竖直向上的磁场中，一根质量为3.6 k g 、有效长度为2 m 的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5 A 时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到8 A 时，金属棒能获得2 m/s 2的加速度，则磁场的磁感应强度为多少？答案：1.2 T解析：对金属棒进行受力分析，利用牛顿第二定律可得： 当金属棒中的电流为5 A 时 BI 1L －F 阻=0①当金属棒中的电流为8 A 时 BI 2L －F 阻=ma ②由①②整理方程组可得：2)58(26.3)(12⨯-⨯=-=L I I ma B T=1.2 T. 16.三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如右图所示，现使每条通电导线在斜边中点O 所产生的磁感应强度的大小为B .则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何？答案：,50B B =方向在三角形平面内与斜边夹角θ=arctan2解析：根据安培定则，I 1与I 3在O 点处产生的磁感应强度相同，I 2在O 点处产生的磁感应强度的方向与B 1（B 3）相垂直.又知B 1、B 2、B 3的大小相等均为B ，根据矢量的运算可知O处的实际磁感应强度的大小,5)2(220B B B B =+=方向在三角形平面内与斜边夹角θ=arctan2，如下图所示.17.如右图所示，有一电阻不计、质量为m 的金属棒ab 可在两条轨道上滑动，轨道宽为L ，轨道平面与水平面间夹角为θ，置于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B .金属棒与轨道间的最大静摩擦力为重力的k 倍，回路中电源电动势为E ，内阻不计，轨道电阻也不计.问：滑动变阻器调节在什么阻值范围内，金属棒恰能静止在轨道上？答案：)(sin )(sin k mg BLER k mg BLE -≤≤+θθ 解析：如题图所示，金属棒静止在斜面上，相对运动的趋势不确定，当滑动变阻器的阻值小时，电路中电流大，金属棒有沿斜面向上的运动趋势，反之有向下的运动趋势.假设金属棒刚要向下滑时，静摩擦力达最大值.选金属棒ab 为研究对象，进行受力分析，沿轨道方向列平衡方程如下： BI 1L =mg sin θ－kmg)(sin ,111k mg BLER R E I -==θ 若金属棒刚要向上滑时，同理可得： BI 2L =mg sin θ＋kmg)(sin ,222k mg BLER R E I +==θ 所以金属棒的电阻应满足：)(sin )(sin k mg BLER k mg BLE -≤≤+θθ。

高中物理学习材料桑水制作一、选择题1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( )A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B.安培力方向与磁场垂直，洛伦兹力不做功，通电导线在磁场中不一定受安培力．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现．2.图3－6磁场中某区域的磁感线，如图3－6所示，则( )A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：选A.由磁感线的疏密可知Ba＞Bb，由通电导线所受安培力与通电导线的放置有关，通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定．3．图3－7两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图3－7所示，则圆心O处磁感应强度的方向为(AA′面水平，BB′面垂直纸面)( )A．指向左上方B ．指向右下方C ．竖直向上D ．水平向右 答案：A 4.图3－8如图3－8所示，垂直纸面放置的两根直导线a 和b ，它们的位置固定并通有相等的电流I ；在a 、b 沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c ，c 可以自由运动．当c 中通以电流I1时，c 并未发生运动，则可以判定a 、b 中的电流( ) A ．方向相同都向里 B ．方向相同都向外 C ．方向相反D ．只要a 、b 中有电流，c 就不可能静止解析：选C.如果导线c 并未发生运动，则导线a 、b 在导线c 处的合磁场方向应平行于导线c ，由平行四边形定则和直导线周围磁场分布规律可知，两电流I1、I2方向应相反，故C 正确． 5.图3－9美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为1200 mm 、高为80 mm 、中心磁感应强度为0.314 T 的永久磁体．它的主要使命是要探测宇宙空间中可能存在的物质，特别是宇宙中反氦原子核．若如图3－9所示的磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、α粒子、反氦核的径迹，其中反氦核的径迹为( )A ．1B ．2C ．3D ．4解析：选B.由速度选择器的特点可知，进入磁场B2的四种粒子的速度v 相同．由左手定则可以判断，向左偏转的为反质子和反氦核(带负电)．又根据R ＝mvqB 知RH ＜RHe ，故2为反氦核的径迹，故B 正确． 6.图3－10如图3－10所示，平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B ，一个带电荷量为＋q 的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，若想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的办法是( )A ．减小平行板的正对面积B ．增大电源电压C ．减小磁感应强度BD ．增大磁感应强度B解析：选BC.带电粒子在正交的电磁场中运动，由于射出时动能小于12mv02，可以判定洛伦兹力大于电场力，因此若使带电粒子以v0沿原方向运动，则必须增大电场强度或减小磁感应强度，故C 正确，D 错误．电场强度可利用公式E ＝Ud 求出，可知U 越大，E 越大，故B 正确．对于A 答案，不改变电压及板间距离，只改变正对面积，不影响电场强度，故A 错误． 7.由于科学研究的需要，常常将质子(11H)和α粒子(42He)等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图3－11中虚线所示)，磁场也相同，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EkH 和Ek α及周期TH 和T α的大小，有( ) A ．EkH ≠Ek α，TH ≠T α B ．EkH ＝Ek α，TH ＝T α C ．EkH ≠Ek α，TH ＝T α D ．EkH ＝Ek α，TH ≠T α解析：选D.由R ＝mv Bq ，Ek ＝12mv2，可得：R ＝2mEkBq ，因RH ＝R α，m α＝4mH ，q α＝2qH ，可得：EkH ＝Ek α，由T ＝2πm Bq 可得TH ＝12T α.故D 正确．8.图3－12如图3－12所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场．一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角．若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( ) A.3v 2aB ，正电荷 B.v2aB ，正电荷 C.3v 2aB ，负电荷 D.v2aB，负电荷解析：选C.粒子能穿过y 轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A 点到x 轴的距离最大，为R ＋12R ＝a ，R ＝mv qB ，得q m ＝3v2aB ，故C 正确．9.图3－13半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图3－13所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( ) A ．2πr/3v0 B ．23πr/3v0 C ．πr/3v0 D.3πr/3v0解析：选D.从⌒AB 弧所对圆心角θ＝60°，知t ＝16 T ＝πm/3qB.但题中已知条件不够，没有此选项，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t ＝⌒AB/v0，从图示分析有R ＝3r ，则：⌒AB ＝R ·θ＝3r ×π3＝33πr ，则t ＝⌒AB/v0＝3πr/3v0.所以选项D 正确．10.图3－14如图3－14所示，光滑绝缘轨道ABP 竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里．一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下，经P 点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动．则可判定( ) A ．小球带负电 B ．小球带正电C ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏D ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏 答案：BD 11．在匀图3－15强磁场中置一均匀金属薄片，有一个带电粒子在该磁场中按如图3－15所示轨迹运动．由于粒子穿过金属片时有动能损失，在MN 上、下方的轨道半径之比为10∶9，不计粒子的重力及空气的阻力，下列判断中正确的是( ) A ．粒子带正电B ．粒子沿abcde 方向运动C ．粒子通过上方圆弧比通过下方圆弧时间长D ．粒子恰能穿过金属片10次解析：选A.依据半径公式可得r ＝mvBq ，则知道r 与带电粒子的运动速度成正比．显然半径大的圆周是穿过金属片前的带电粒子的运动轨迹，半径小的圆周是穿过金属片后的带电粒子的运动轨迹，所以粒子沿edcba 方向运动．再依据左手定则可知，带电粒子带正电，A 对，B 错．依据周期公式可知，带电粒子在磁场中的运动周期与运动速度无关，故选项C 也是错误的．半径之比为10∶9，即速度之比为10∶9.依据动能定理解得，粒子能穿过金属片的次数为：n ＝100/19.故D 是错误的，本题的正确选项为A. 12．如图3－16所图3－16示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B 的匀强磁场中．质量为m 、带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )A ．滑块受到的摩擦力不变B ．滑块到达地面时的动能与B 的大小无关C ．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D ．B 很大时，滑块可能静止于斜面上解析：选C.由左手定则知C 正确．而Ff ＝μFN ＝μ(mgcos θ＋Bqv)要随速度增加而变大，A 错误．若滑块滑到底端已达到匀速运动状态，应有Ff ＝mgsin θ，可得v ＝mg Bq (sin θμ－cosθ)，可看到v 随B 的增大而减小．若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态，则在B 越强时，Ff 越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B 错误．当滑块能静止于斜面上时应有 mgsin θ＝μmgcos θ，即μ＝tan θ，与B 的大小无关，D 错误．二、计算题(本题包括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)如图3－17所示图3－17，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内阻为r 的直流电源．电路中有一阻值为R 的电阻，其余电阻不计，将质量为m 、长度为L 的导体棒由静止释放， 求导体棒在释放瞬间的加速度的大小．解析：受力分析如图所示，导体棒受重力mg 、支持力FN 和安培力F ，由牛顿第二定律：mgsin θ－Fcos θ＝ma ① F ＝BIL ② I ＝E R ＋r ③ 由①②③式可得 a ＝gsin θ－BELcos θm R ＋r .答案：gsin θ－BELcos θm R ＋r14．(10分)如图3－18所示，直线MN 上方存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，现有一质量为m 、带电荷量为＋q 的粒子在纸面内以某一速度从A 点射入，其方向与MN 成30°角，A 点到MN 的距离为d ，带电粒子重力不计．图3－18(1)当v 满足什么条件时，粒子能回到A 点； (2)粒子在磁场中运动的时间t. 解析：(1)粒子运动如图所示，由图示的几何关系可知： r ＝2dtan 30°＝23d粒子在磁场中的轨道半径为r ，则有Bqv ＝m v2r联立两式，得v ＝23dBqm此时粒子可按图中轨道回到A 点．(2)由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300° 所以t ＝300°360°T ＝562πm Bq ＝5πm3Bq .答案：(1)v ＝23dBq m (2)5πm3Bq15.图3－19(10分)如图3－19所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从O 点以速度v0沿垂直电场方向进入电场．在电场力的作用下发生偏转，从A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为12d ，当粒子从C 点穿出磁场时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求： (1)粒子从C 点穿出磁场时的速度v. (2)电场强度和磁感应强度的比值EB.解析：(1)粒子在电场中偏转，垂直于电场方向速度v ⊥＝v0，平行于电场方向速度v ∥，因为d ＝v ⊥·t ＝v0t ，12d ＝v ∥2·t ，所以v ∥＝v ⊥＝v0，所以v ＝v ⊥2＋v ∥2＝2v0，tanθ＝v ∥v ⊥＝1.因此θ＝45°，即粒子进入磁场时的速度方向与水平方向成45°角斜向右下方．粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，穿出磁场时速度大小为v ＝2v0，方向水平向右．(2)粒子在电场中运动时，v ∥＝at ＝qE m ·d v0，得E ＝mv02qd .在磁场中运动轨迹如图所示．则R ＝dsin45°＝2d ，又qvB ＝mv2R ，B ＝mv qR ＝m 2v0q 2d ＝mv0qd ，所以EB＝v0.答案：(1)2v0，方向水平向右 (2)v016．(12分)如图3－20所示，初速度为零的负离子经电势差为U 的电场加速后，从离子枪T 中水平射出，经过一段路程后进入水平放置的两平行金属板MN 和PQ 之间，离子所经空间存在着磁感应强度为B 的匀强磁场．不考虑重力作用，离子的比荷q/m 在什么范围内，离子才能打在金属板上？图3－20解析：在加速过程中，据动能定理有12mv2＝qU ，由此得离子进入磁场的初速度v ＝2qUm.分析离子进入磁场后打到金属板两端的轨迹，如图所示，设半径分别为R1和R2，则离子打到金属板上的条件是R1≤R ≤R2，由勾股定理知R12＝d2＋(R1－d2)2得R1＝54d ；由勾股定理知R22＝(2d)2＋(R2－d2)2得R2＝174d.再由R ＝mvqB及v ＝2qU m 可得R ＝1B2mUq， 所以32U 289B2d2≤q m ≤32U 25B2d2.答案：32U 289B2d2≤q m ≤32U25B2d2。

3.1磁现象和磁场同步训练一、单选题(共30分)1．(本题3分)关于磁场，下列说法错误的是()A．磁场和电场是同一种物质B．磁场的基本特性是对放入其中的磁体或通电导体有磁场力的作用C．磁体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的D．通电导体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的2．(本题3分)磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，如图所示，其依据是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场具有方向性3．(本题3分)下列描述符合物理学史实的是（）A．亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因B．卡文迪许测定了万有引力常量C．牛顿测定了电子的电荷量D．法拉第发现了电流的磁效应4．(本题3分)下列关于磁铁的使用的说法中不正确．．．的是（）A．磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱B．原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性C．对磁铁加热会使磁铁的磁性减弱D．永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变5．(本题3分)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．磁体与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D．磁场和电场是同一种物质6．(本题3分)如图所示，将可自由转动的四个小磁针（深色的磁极为N极），置于通电直导线附近的四个位置．当小磁针静止不动时，小磁针的指向符合事实的是( )A．甲B．乙C．丙D．丁7．(本题3分)线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则线圈中通以如图所示方向的电流时A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动8．(本题3分)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结合上述材料，下列说法正确的是A．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近B．地磁场的磁感线是“有头有尾”的，由地磁北极射出，射入地磁南极C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带负电宇宙射线有向东的作用力9．(本题3分)下列所示各图中，小磁针的指向不正确的是A．B．C．D．10．(本题3分)如图所示，螺线管，蹄形铁芯，环形异线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N 极(黑色的一端)的指向错误的是()A．小磁针a N极的指向B．小磁针b N极的指向C．小磁针c N极的指向D．小磁针d N极的指向二、多选题(共20分)11．(本题4分)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所示．结合上述材料，下列说法不正确的是（）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．距离地球表面高度相等的点，磁场的强弱相同12．(本题4分)指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说明正确的（）A．指南针可以仅具有一个磁极B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转13．(本题4分)如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其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( )A．磁铁对桌面的压力增大B．磁铁对桌面的压力减小C．磁铁受到向右的摩擦力作用D．磁铁受到向左的摩擦力作用14．(本题4分)如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是()A．甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的15．(本题4分)如图所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的是()A．这个力F是通过磁场产生的B．这个力F没有反作用力C．这个力F的反作用力作用在通电导线上D．这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上三、作图题(共20分)16．(本题10分)一水平放置的直导线通电后，放在其正下方的小磁针的S 极向纸内偏转，请在图中标出导线中的电流方向。