2022年高中物理 第二章 電流與磁場章末綜合檢測 教科版選修1-1

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1、2022年高中物理 第二章 電流與磁場章末綜合檢測 教科版選修1-1 一、選擇題 1.關(guān)于磁場和磁感線的描述,下列正確的是 (  ) A.磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止 B.自由轉(zhuǎn)動的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部,其N極指向螺線管內(nèi)部的磁場方向 C.磁感線的方向就是磁場方向 D.兩條磁感線的空隙處不存在磁場 答案 B 解析 磁感線是一條閉合曲線,在磁體的外部由N極到S極,而在磁體的內(nèi)部則由S極到N極,A不正確.通電螺線管內(nèi)部的磁感線由S極到N極,所以放置其中的小磁針N極必然是指向螺線管的北極,B正確.只有磁感線是直線時,磁感線的方向才與磁場方向一致;如果磁感線是曲線,某點(diǎn)

2、的磁場方向用該點(diǎn)的切線方向來表示,C不正確.磁感線是假想的曲線,只要有磁場的地方就有磁感線,D不正確. 2.下列過程中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 (  ) A.導(dǎo)體和磁場做相對運(yùn)動 B.導(dǎo)體的一部分在磁場中做切割磁感線運(yùn)動 C.閉合導(dǎo)體靜止不動,磁場相對導(dǎo)體運(yùn)動 D.閉合導(dǎo)體內(nèi)磁通量發(fā)生變化 答案 D 解析 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:①電路必須閉合.②導(dǎo)體內(nèi)的磁通量發(fā)生變化.故只有D說法正確. 3. (xx·江蘇揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平測試模擬)如圖1所示,關(guān)于奧斯特實驗的意義,下列說法中正確的是 (  ) 圖1 A.發(fā)現(xiàn)電流的熱效應(yīng),從而揭示電流做功的本質(zhì) B.指出磁場對電流的作

3、用力,為后人進(jìn)而發(fā)明電動機(jī)奠定基礎(chǔ) C.發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,為后人進(jìn)而發(fā)明發(fā)電機(jī)奠定基礎(chǔ) D.發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體周圍存在磁場,從而把磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象聯(lián)系起來 答案 D 解析 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的周圍存在磁場,即電流的磁效應(yīng),首次把電與磁聯(lián)系起來,為電磁學(xué)的統(tǒng)一研究奠定了基礎(chǔ).選項D正確. 4.(xx·江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平考試模擬)法拉第發(fā)現(xiàn)了磁生電的現(xiàn)象,不僅推動了電磁理論的發(fā)展,而且推動了電磁技術(shù)的發(fā)展,引領(lǐng)人類進(jìn)入了電氣化時代.下列器件中也是利用磁生電原理工作的是 (  ) A.電視機(jī)的顯像管 B.電動機(jī) C.指南針 D.發(fā)電機(jī) 答案 D 解析 電視機(jī)的顯像管利用了電子

4、在磁場中受到洛倫茲力的作用而偏轉(zhuǎn),電動機(jī)利用了通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力作用而轉(zhuǎn)動,指南針利用了地磁場而實現(xiàn)指南北,發(fā)電機(jī)利用了線圈在磁場中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項D正確. 5.關(guān)于磁通量,下列說法中正確的是 (  ) A.穿過某一平面的磁通量為零,該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零 B.磁通量不僅有大小,而且有方向,所以是矢量 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,磁通量越大 D.磁通量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度 答案 A 6.如圖2所示,環(huán)中電流方向由左向右,且I1=I2,則圓環(huán)中心O處的磁場是 (  ) 圖2 A.最大,穿出紙面 B.最大,垂直穿入紙面 C.為零 D.無法確定 答案 C

5、 解析 根據(jù)安培定則,上半圓環(huán)中電流I1在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里,下半圓環(huán)中電流I2在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外,由于O對于I1和I2對稱(距離相等),故I1和I2在O處產(chǎn)生的磁場大小相等、方向相反,在O處相互抵消. 7.一根容易形變的彈性導(dǎo)線,兩端固定,導(dǎo)線中通有電流,方向如下圖中箭頭所示.當(dāng)沒有磁場時,導(dǎo)線呈直線狀態(tài);當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時,描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是 (  ) 答案 D 解析 A圖中導(dǎo)線不受力,故它不會彎曲,A錯誤;B圖中導(dǎo)線受到垂直紙面向里的安培力,它不會向右彎曲,B錯誤;C中導(dǎo)線受到水平向右的安培力,導(dǎo)線不

6、會向左彎曲,C錯誤;D中導(dǎo)線受到水平向右的安培力,故它向右彎曲,D正確. 8.穿過一個電阻為1 Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2 Wb,則 (  ) A.線圈中的感應(yīng)電動勢一定是每秒減少2 V B.線圈中的感應(yīng)電動勢一定是2 V C.線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2 A D.線圈中的感應(yīng)電流不一定是2 A 答案 B 解析 E== V=2 V,B對,A錯;I== A=2 A,故C、D錯. 9.(xx·江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平考試模擬)如圖3所示,一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針的上方,磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn),這一帶電粒子束可能是 (  ) 圖3 A.向

7、右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束 C.向左飛行的負(fù)離子束 D.無法確定 答案 B 解析 由磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)可知磁針?biāo)谖恢玫拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,根據(jù)安培定則可知電流方向向左,即可能是正離子束向左運(yùn)動,也可能是負(fù)離子束向右運(yùn)動,選項B正確. 10.(xx·江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平考試模擬)如圖4所示,一段通電的直導(dǎo)線平行于磁場方向放入勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)線中的電流方向由左向右.將導(dǎo)線從圖示位置在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)過90°,在此過程中導(dǎo)線所受安培力的大小 (  ) 圖4 A.保持不變 B.由零逐漸增大 C.由最大逐漸減小到零 D.先增大再減小到零 答案 B 解析 當(dāng)

8、導(dǎo)線與磁場平行時不受安培力的作用,當(dāng)導(dǎo)線與磁場垂直時受到的安培力最大,所以導(dǎo)線從圖示位置在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)過90°的過程中導(dǎo)線所受安培力的大小由零逐漸增大,選項B正確. 11.磁場中一段2 cm長的直導(dǎo)線,通過2.5 A的電流時,受到的安培力為0.1 N,則通電直導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不可能是 (  ) A.2 T B.4 T C.3 T D.1 T 答案 D 解析 當(dāng)導(dǎo)線方向垂直于磁場時,該導(dǎo)線受到的安培力最大,由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義得B==T=2 T,可知A正確;當(dāng)導(dǎo)線方向不垂直于磁場時導(dǎo)線受到的安培力為0.1 N,則當(dāng)導(dǎo)線方向垂直于磁場時導(dǎo)線受到的安培力大于0.1 N

9、,由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義B=知磁感應(yīng)強(qiáng)度大于2 T,選項B、C都有可能.所以答案為D. 12.如圖5所示,在長直導(dǎo)線AB旁,有一帶正電的小球用絕緣細(xì)繩懸掛在O點(diǎn),當(dāng)導(dǎo)線中通入恒定電流時,下列說法正確的是 (  ) 圖5 A.小球受到洛倫茲力的作用,其方向指向紙里 B.小球受到洛倫茲力的作用,其方向指向紙外 C.小球受到洛倫茲力的作用,其方向垂直AB向右 D.小球不受洛倫茲力的作用 答案 D 解析 直線電流周圍存在磁場,而帶電小球相對磁場靜止,故帶電小球不受洛倫茲力.電荷在磁場中受到洛倫茲力的條件:①電荷必須運(yùn)動;②運(yùn)動方向不能與磁場方向平行. 二、填空和實驗題 13.在如圖

10、6所示的勻強(qiáng)磁場中,垂直磁場方向放有一段長0.04 m的通電直導(dǎo)線,當(dāng)通以水平向右的電流時,受到的安培力方向是__________,若電流的大小是0.8 A,受到的安培力大小為0.048 N,則該勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=____________T. 圖6 答案 豎直向下 1.5 解析 根據(jù)左手定則知,導(dǎo)線所受的安培力方向豎直向下. 根據(jù)F=BIL得,B== T=1.5 T. 14.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國物理學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)的.探究這個現(xiàn)象應(yīng)選用如圖7中________(填“甲”或“乙”)所示的裝置進(jìn)行實驗.利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象可以制成________,實現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能. 圖7

11、 答案 甲 發(fā)電機(jī) 解析 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的;電磁感應(yīng)現(xiàn)象的特點(diǎn)是沒有電源而有一個電流表,用來測量產(chǎn)生的電流,故探究這個現(xiàn)象應(yīng)選用圖7中甲所示的裝置進(jìn)行實驗;根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成了發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)將線圈運(yùn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能. 15. (xx·江蘇省泰州市學(xué)業(yè)水平考試模擬)如圖8所示,一匝數(shù)為100匝正方形線圈放在一勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直線圈平面向里.此時穿過線圈平面的磁通量為0.4 Wb,現(xiàn)將線圈平面繞OO′軸轉(zhuǎn)過90°,此時穿過線圈平面的磁通量為________Wb,若此過程歷時2 s,則這段時間內(nèi)線圈中平均感應(yīng)電動勢的大小為________V. 圖8 答案

12、 0 20 解析 當(dāng)線圈與磁場平行時穿過線圈的磁通量為零.所以將線圈平面繞OO′軸轉(zhuǎn)過90°,此時穿過線圈平面的磁通量為0.若此過程歷時2 s,由法拉第電磁感應(yīng)定律可得, 平均感應(yīng)電動勢E=n=100× V=20 V. 三、計算題 16.某線圈共200匝,1 s時磁通量為0.5 Wb,1.2 s時增加為0.6 Wb,求這段時間內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動勢. 答案 100 V 解析 ΔΦ=0.6 Wb-0.5 Wb=0.1 Wb Δt=1.2 s-1 s=0.2 s 由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=n=200× V=100 V. 17.勻強(qiáng)磁場中長2 cm的通電導(dǎo)線垂直于磁場方向放置,當(dāng)通過

13、導(dǎo)線的電流為2 A時,它受到的磁場力大小為4×10-3 N,問:該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大?若磁場、電流不變,導(dǎo)線長度減小到1 cm,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B又是多大? 答案 0.1 T 0.1 T 解析 由磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式B=,得到B=0.1 T,磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身來決定,與導(dǎo)線長度無關(guān),故導(dǎo)線長度減小到1 cm時磁感應(yīng)強(qiáng)度仍是0.1 T. 18.如圖9所示,一根輕彈簧將質(zhì)量為m,長度為L的絕緣直導(dǎo)線懸掛在豎直平面內(nèi),直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中處于水平靜止?fàn)顟B(tài).勻強(qiáng)磁場的方向垂直于紙面向里,大小為B,當(dāng)導(dǎo)線中通有如圖所示的恒定電流I時,穩(wěn)定后彈簧處于靜止?fàn)顟B(tài),此時彈簧對直導(dǎo)線施加的拉力大小為多少? 圖9 答案 BIL+mg 解析 導(dǎo)線所受安培力大小F=BIL,方向豎直向下,導(dǎo)線受力如圖所示,故彈簧拉力大小為FT=F+mg=BIL+mg.

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