高中物理 第5章 磁場(chǎng) 第2節(jié) 用磁感線描述磁場(chǎng)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-1

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用磁感線描述磁場(chǎng) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．關(guān)于磁感線和電場(chǎng)線的下列描述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．磁感線和電場(chǎng)線分別是用來(lái)形象地描述磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的一些假想曲線 B．磁感線是閉合的曲線，電場(chǎng)線則是不閉合的，它從正電荷出發(fā)，或終止于負(fù)電荷，或伸展到無(wú)限遠(yuǎn) C．磁感線或電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向或電場(chǎng)方向相同 D．僅受電場(chǎng)力作用的點(diǎn)電荷其運(yùn)動(dòng)軌跡一定與電場(chǎng)線重合 【解析】　磁感線和電場(chǎng)線都是用來(lái)描述場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向的假想線，磁感線是閉合曲線，電場(chǎng)線是起始于正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)、終止于負(fù)電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)的非閉合曲線，磁感線或電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)場(chǎng)的方向相同，所以A、B、C三個(gè)選項(xiàng)的描述都正確．僅受電場(chǎng)力作用的點(diǎn)電荷其運(yùn)動(dòng)軌跡由電場(chǎng)力方向和初速度方向共同決定，故不一定與電場(chǎng)線重合，所以D選項(xiàng)描述錯(cuò)誤． 【答案】　D 2．關(guān)于磁感線的概念，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 B．磁場(chǎng)中任意兩條磁感線都不相交 C．磁感線和電場(chǎng)線一樣都是不封閉曲線 D．通過(guò)恒定電流的螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線都平行于螺線管的軸線方向 【解析】　磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致，任意兩條磁感線都不相交，磁感線是閉合曲線，而電場(chǎng)線不閉合，故A、B說(shuō)法正確，C說(shuō)法不正確．通電螺線管內(nèi)部的磁感線方向都由S極指向N極且平行于螺線管的軸線，故D說(shuō)法正確． 【答案】　C 3．(多選)下列各選項(xiàng)圖表示磁場(chǎng)的磁感線，依圖分析磁場(chǎng)中a點(diǎn)的磁場(chǎng)比b點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)的是(　　) 【解析】　磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線分布越密的地方，磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁感線分布越疏的地方，磁場(chǎng)越弱，故A、C圖中a點(diǎn)的磁場(chǎng)比b點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)，A、C正確． 【答案】　AC 4．如圖5210所示，為演示電流對(duì)磁針作用力的實(shí)驗(yàn)，圖中所示的小磁針跟它上方的導(dǎo)線平行．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660122】 圖5210 A．小磁針N極垂直紙面向里偏轉(zhuǎn) B．小磁針N極垂直紙面向外偏轉(zhuǎn) C．小磁針N極向上偏轉(zhuǎn) D．小磁針N極向下偏轉(zhuǎn) 【解析】　根據(jù)安培定則，小磁針上方的導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向里，所以小磁針N極垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)．所以正確答案是A. 【答案】　A 5．為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過(guò)地心的軸的環(huán)形電流I引起的．在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是(　　) 【解析】　根據(jù)地磁場(chǎng)的分布情況可知，地球的地理北極在地磁場(chǎng)的南極附近，地球的地理南極在地磁場(chǎng)的北極附近，根據(jù)安培定則可判斷出環(huán)形電流的方向．B正確． 【答案】　B 6．如圖5211所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是(　　) 圖5211 A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn) B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn) C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn) D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn) 【解析】　帶負(fù)電圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，形成逆時(shí)針?lè)较虻刃щ娏?，根?jù)安培定則，判斷出環(huán)內(nèi)外磁場(chǎng)方向，可知小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向． 【答案】　B 7．(多選)南極考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近用彈簧秤豎直懸掛一未通電螺線管，如圖5212所示．下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660123】 圖5212 A．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧秤示數(shù)將減小 B．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧秤示數(shù)將增大 C．若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧秤示數(shù)將增大 D．不論螺線管通電情況如何，彈簧秤示數(shù)均不變 【解析】　一方面，可以將地球等效處理為一個(gè)大條形磁鐵，地理南極附近相當(dāng)于磁鐵的N極，因而在地理南極附近地磁場(chǎng)方向近似豎直向上，如圖所示；另一方面，可利用安培定則確定通電螺線管在其周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，再根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”的規(guī)律判定通電螺線管與地球之間的作用情況．正確選項(xiàng)為A、C. 【答案】　AC 8．如圖5213所示，a、b是直線電流的磁場(chǎng)，c、d是環(huán)形電流的磁場(chǎng)，e、f是螺線管電流的磁場(chǎng)，試在各圖中補(bǔ)畫(huà)出電流方向或磁感線方向． 圖5213 【解析】　根據(jù)安培定則，可以確定a中電流方向垂直紙面向里，b中電流的方向從下向上，c中電流方向是逆時(shí)針，d中磁感線的方向向下，e中磁感線的方向向左，f中磁感線的方向向右． 【答案】　見(jiàn)解析 [能力提升] 9．如圖5214所示，一個(gè)帶負(fù)電的橡膠圓盤(pán)處在豎直面內(nèi)，可以繞過(guò)其圓心的水平軸高速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)它不動(dòng)時(shí)放在它左側(cè)軸線上的小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)橡膠盤(pán)從左向右看逆時(shí)針高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，小磁針N極的指向(　　) 圖5214 A．不偏轉(zhuǎn)　　　 B．向左偏 C．向右偏 D．向紙內(nèi)偏 【解析】　當(dāng)橡膠盤(pán)轉(zhuǎn)起來(lái)后，形成了環(huán)形電流(電流方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反)，便在盤(pán)的周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，由安培定則可判定小磁針?biāo)谖恢锰幍拇艌?chǎng)方向沿軸線向右，故小磁針的N極將向右偏轉(zhuǎn)． 【答案】　C 10.如圖5215所示，一個(gè)輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵片，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，鐵片剛好與水銀槽中水銀接觸．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，鐵片會(huì)(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：34660124】 圖5215 A．不動(dòng) B．陷入水銀面以下 C．向上運(yùn)動(dòng)停止在空中 D．不停地上下振動(dòng) 【解析】　當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，彈簧相當(dāng)于通電螺線管，由于各匝彈簧中通入電流方向相同，相鄰兩匝彈簧線圈之間為異名磁極，則彈簧各匝之間相互吸引使彈簧縮短，將鐵片向上提起；鐵片離開(kāi)水銀面后，電路斷開(kāi)，彈簧無(wú)磁性，則在鐵片的重力作用下，彈簧伸長(zhǎng)，鐵片與水銀面接觸又使電路連接通，這個(gè)過(guò)程循環(huán)往復(fù)，使鐵片不停地上下振動(dòng)． 【答案】　D 11．如圖5216所示，在甲、乙間用兩條導(dǎo)線連一個(gè)直流電路，將小磁針?lè)旁趦蓪?dǎo)線之間時(shí)，N極向讀者偏轉(zhuǎn)，接在A與B間的電壓表向B接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)(此電壓表指針總偏向電流流進(jìn)時(shí)的一側(cè))，由此是否可以判斷出甲、乙兩處哪是電源，哪是負(fù)載？ 圖5216 【解析】　是．小磁針N極向讀者偏轉(zhuǎn)，可判斷小磁針?biāo)谔幋艌?chǎng)方向向外，由安培定則知，上面的導(dǎo)線中的電流由乙處流向甲處，由電壓表指針的偏轉(zhuǎn)方向可知，電壓表中的電流由B流向A，即B端電勢(shì)高．綜上所述，乙處一定是電源，甲處一定是負(fù)載． 【答案】　見(jiàn)解析 12.在圖5217所示的裝置中，有兩個(gè)薄鐵片(舌簧片)ab和cd，它們的外端固定在一塊木板上，里端相互交疊但相隔一段很小的距離，舌簧片連接在一個(gè)有燈泡的電路中．如果拿一根條形磁鐵平行地靠近舌簧片，小燈泡就亮起來(lái)．如果讓磁鐵在上面的水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，小燈泡就一閃一閃地發(fā)光．為什么？ 圖5217 【解析】　當(dāng)條形磁鐵平行地靠近舌簧片，兩個(gè)舌簧片都被磁化，而且b、c兩端是異名磁極，相互吸引而接觸，使電路接通，小燈泡就亮起來(lái)．如果讓磁鐵在上面的水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)到與舌簧片平行時(shí)，兩舌簧片由于被磁化而相互吸引，電路接通，小燈泡發(fā)光；當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)到與舌簧片垂直時(shí)，兩舌簧片退磁而相互分開(kāi)，電路斷開(kāi)，小燈泡熄滅．若磁鐵不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，則兩舌簧片時(shí)而被磁化，時(shí)而退磁，b、c兩端時(shí)而相互吸引接觸，時(shí)而分開(kāi)，電路時(shí)通時(shí)斷，小燈泡就一閃一閃地發(fā)光． 【答案】　見(jiàn)解析