高中物理 第2章 打開電磁聯系的大門章末綜合測評 滬科版選修1-1

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章末綜合測評(二) (分值：100分　時間：60分鐘) 一、選擇題(本題共10個小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．在下列設備中，主要不是利用電磁鐵工作的是(　　) A．發(fā)電機 B．電話 C．電磁繼電器 D．電磁起重機 【解析】　電話、電磁繼電器、電磁起重機都是利用電磁鐵工作的，發(fā)電機是利用永磁體工作的． 【答案】　A 2．19世紀20年代，科學家們已認識到溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設：地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的．該假設中的電流方向是(地理子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線)(　　) A．由西往東垂直于子午線 B．由東往西垂直于子午線 C．由南向北沿子午線 D．由赤道向兩極沿子午線方向 【解析】　因地磁場的N極在南方，由安培定則可知，若地磁場是由環(huán)形電流引起的，則電流方向應由東往西垂直于子午線，B正確． 【答案】　B 3．在導線周圍放置些小磁針，關于奧斯特的發(fā)現，下列說法錯誤的是(　　) A．當導線中有電流并與小磁針平行放置時，小磁針的方向會發(fā)生偏轉 B．當導線中電流方向發(fā)生改變時，小磁針的指向也會發(fā)生改變 C．小磁針方向發(fā)生改變說明電流能夠產生磁場，使人們認識到電和磁之間存在著聯系 D．小磁針方向發(fā)生偏轉是因為地球對小磁針的磁力在改變 【解析】　奧斯特實驗的結果是，當導線中有電流并與小磁針平行放置時，小磁針的方向會發(fā)生偏轉，并不是因為地球對小磁針的磁力在改變，A、B、C正確，D錯誤． 【答案】　D 4．如圖1所示，在長直導線AB旁，有一帶正電的小球用絕緣細繩懸掛在O點，當導線中通入恒定電流時，下列說法正確的是(　　) 圖1 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 【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電荷必須運動；②運動方向不能與磁場方向平行． 【答案】　D 5．如圖2所示的四個實驗現象中，不能表明電流能產生磁場的是(　　) 圖2 A．圖甲中，導線通電后磁針發(fā)生偏轉 B．圖乙中，通電導線在磁場中受到力的作用 C．圖丙中，當電流方向相同時，導線相互靠近 D．圖丁中，當電流方向相反時，導線相互遠離 【解析】　圖甲中導線通電后小磁針發(fā)生偏轉是導線中電流產生的磁場所至，圖丙、圖丁中兩通電導線間的相互作用，也是一導線電流形成的磁場對另一通電導線產生作用所至，圖乙是通電導線在磁場中受安培力作用產生偏離，與電流產生磁場無關，故選B. 【答案】　B 6．關于電報的發(fā)展史說法不正確的是(　　) A．英國摩爾遜發(fā)明的電報機利用的是靜電感應原理 B．英國戴維研制的電報機利用的是電流磁效應原理 C．靜電電報機、五針式電報機都曾被廣泛推廣應用 D．莫爾斯發(fā)明的莫爾斯電碼一直沿用至今 【解析】　靜電電報機，五針式電報機，因線路復雜，速度太慢，傳遞距離短，缺乏實用價值未能得到推廣，故C不正確，其他選項均正確． 【答案】　C 7.如圖3所示，一個正電子沿著逆時針方向做勻速圓周運動，則此正電子的運動(　　) 圖3 A．不產生磁場 B．產生磁場，圓心處的磁場方向垂直于紙面向里 C．產生磁場，圓心處的磁場方向垂直于紙面向外 D．只在圓周內側產生磁場 【解析】　正電荷定向運動的方向為電流的方向，相當于逆時針環(huán)形電流產生的磁場． 【答案】　C 8．一個運動電荷通過某一空間時，沒有發(fā)生偏轉，那么就這個空間是否存在電場或磁場，下列說法中正確的是(　　) A．一定不存在電場 B．一定不存在磁場 C．一定存在磁場 D．可以既存在磁場，又存在電場 【解析】　一個運動電荷通過某一空間時，沒有發(fā)生偏轉，可能只有磁場或電場，其方向與電磁運動方向平行，也可能電場、磁場同時存在，其方向均與電荷運動方向平行，也可能其方向均與電荷運動方向垂直，使電場力與洛倫茲力等大反向，故A、B、C均錯誤，D正確． 【答案】　D 9．關于回旋加速器的說法正確的是(　　) A．回旋加速器對帶電粒子起加速作用的是磁場 B．回旋加速器對帶電粒子起加速作用的是電場 C．回旋加速器中的電場和磁場都對帶電粒子有加速作用 D．回旋加速器中的電場要周期性改變方向 【解析】　回旋加速器中電場起加速作用，而磁場對帶電粒子的作用力即洛倫茲力總是與速度垂直，所以不改變速度的大小，故A、C錯誤，B正確．由于磁場的作用帶電粒子做圓周運動，通過電場時速度方向一周改變二次，為了保證粒子不斷加速，電場方向要周期性改變，故D正確． 【答案】　D 10．(多選)磁性減退的磁鐵，需要充磁，充磁的方式有兩種，如圖4甲、乙所示．甲是將條形磁鐵穿在通電螺線管中，乙是將條形磁鐵夾在電磁鐵之間．a、b和c、d接直流電源，正確的接線方式是(　　) 圖4 A．a接電源正極，b接負極 B．a接電源負極，b接正極 C．c接電源正極，d接負極 D．c接電源負極，d接正極 【解析】　根據圖示的待充磁磁體的極性及線圈的繞向，用安培定則可判定選項B、C正確．如此連線，通電螺線管產生的磁場與磁鐵原磁場方向一致，使原磁場得到加強． 【答案】　BC 二、填空題(本題共2個小題，共12分) 11．(4分)某磁場的磁感線如圖5所示．圖中的M點和P點相比，磁場的磁感應強度的關系為BM________BP.(填“>”“＝”或“<”) 圖5 【解析】　磁感線分布疏密反映磁場的強弱，表示磁感應強度的大小，磁感線分布越密，磁場越強，磁感應強度越大．故BM>BP. 【答案】　> 12．(8分)如圖6所示，一根輕彈簧將質量為m，長度為L的絕緣直導線懸掛在豎直平面內，直導線在勻強磁場中處于水平靜止狀態(tài)．勻強磁場的方向垂直于紙面向里，大小為B，當導線中通有如圖所示的恒定電流I時，穩(wěn)定后彈簧處于靜止狀態(tài)，此時彈簧對直導線施加的拉力大小__________． 圖6 【解析】　導線所受安培力大小F＝BIL，方向豎直向下，故彈簧拉力大小為FT＝F＋mg＝BIL＋mg. 【答案】　BIL＋mg 三、計算題(本題共4個小題，共48分，解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分．有數值計算的題，答案中明確寫出數值和單位) 13．(10分)日常生活中，磁的應用給我們帶來了方便，請你關注自身的生活，看看哪些地方如果應用磁性可以帶來方便，寫出你的創(chuàng)意． 【解析】　如果有鐵質的物體(如小刀等)落入了深水中無法取回，則可以用一根足夠長的細繩拴一磁體，放入水中將物體吸住，然后拉上來；如果有許多大頭針(小鐵屑等)撒落在地上，可以用一塊磁鐵將它們迅速拾起來． 【答案】　見解析 14．(12分)面積為2.510－2 m2的單匝矩形線圈放在勻強磁場中，當線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量是10－3 Wb時，那么，磁場的磁感應強度是多少？ 【解析】　因為Φ＝BS，所以B＝＝ T＝410－2 T. 【答案】　410－2 T 15．(12分)如圖7所示，平行金屬板上板帶負電，下板帶等量正電，兩極間還有垂直紙面向外的勻強磁場．一帶電粒子(不計重力)以速度v0垂直于電場線和磁感線射入，恰能沿直線穿過此區(qū)域．若使磁場增強，其他條件不變，粒子仍以v0垂直射入，則粒子落到極板上．設落到極板上時速度為v，試判斷v與v0的關系． 圖7 【解析】　磁場增強、洛倫茲力大于電場力，電場力做負功，動能減小，速度減小，即v＜v0. 【答案】　見解析 16．(14分)把一根長為L＝10 cm的直導線垂直磁感線方向放入如圖8所示的勻強磁場中． 圖8 (1)當導線中通以I1＝2 A的電流時，導線受到的安培力大小為1.010－7 N，試求該磁場的磁感應強度的大小B. (2)若該導線中通以I2＝3 A的電流，試求此時導線所受安培力大小，并判斷安力的方向. 【導學號：22940022】 【解析】　方向：根據左手定則，導線所受安培力方向垂直于導線向上． (1)根據F＝BIL得B＝＝510－7 T. (2)當導線中電流變化時，導線所在處的磁場不變，則F′＝BI′L＝1.5 10－7 N 【答案】　(1)510－7 T　(2)1.510－7 N　垂直于導線向上