2020-2021学年高二物理人教版选修1-1章末检测：第二章-磁场-Word版含解析.docx

其次章　磁　场
章末检测
一、单项选择题
1．关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的 (　　)
A．磁感线从磁体的N极动身到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管内部的磁场方向
C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
答案　B
解析　磁感线是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，A不正确．通电螺线管内部的磁感线由S极到N极，所以放置其中的小磁针N极必定是指向螺线管的北极，B正确．只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向全都；假如磁感线是曲线，某点的磁场方向用该点的切线方始终表示，C不正确．磁感线是假想的曲线，只要有磁场的地方就有磁感线，D不正确．
2．下图是通电直导线四周磁感线分布状况示意图，各图的中心表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向，其他的均为磁感线，其方向由箭头指向表示，这四个图中正确的是 (　　)

答案　C
解析　A、C、D图均表示电流方向垂直纸面对里，B图电流方向向外，由安培定则知磁感线方向A、C、D正确；离导线越近，磁场越强，磁感线越密，故C对．
3．如图2－5所示，环中电流方向由左向右，且I1＝I2，则圆环中心O处的磁场是 (　　)

图2－5
A．最大，穿出纸面
B．最大，垂直穿入纸面
C．为零
D．无法确定
答案　C
解析　依据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生磁场垂直纸面对里，下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面对外，由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消．
4．一根简洁形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面对外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是
(　　)

答案　D
解析　A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错误；B图中导线受到垂直纸面对里的安培力，它不会向右弯曲，B错误；C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错误；D中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正确．
5．如图2－6所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可接受的是 (　　)

图2－6
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
答案　B
解析　此题考查演示试验“电子束在磁场中偏转”．要使荧光屏上亮线向下偏转，即使电子所受的洛伦兹力方向向下，电子运动方向沿x轴正方向，由左手定则可知，磁场方向应沿y轴正方向，所以A错，B对；若加一电场电子应受到向下的电场力作用，故电场方向沿z轴正方向，C、D均错．
6．如图2－7所示，在长直导线AB旁，有一带正电的小球用绝缘细绳悬挂在O点，当导线中通入恒定电流时，下列说法正确的是 (　　)

图2－7
A．小球受到洛伦兹力的作用，其方向指向纸里
B．小球受到洛伦兹力的作用，其方向指向纸外
C．小球受到洛伦兹力的作用，其方向垂直AB向右
D．小球不受洛伦兹力的作用
答案　D
解析　直线电流四周存在磁场，而带电小球相对磁场静止，故带电小球不受洛伦兹力．电荷在磁场中受到洛伦兹力的条件：①电荷必需运动；②运动方向不能与磁场方向平行．
二、多项选择题
7．下列说法正确的是 (　　)
A．任何磁体都具有N极和S极两个磁极
B．奥斯特试验说明白电流四周存在着磁场
C．通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过电场发生作用的
D．地磁场的N极与地理的南极重合，地磁场的S极与地理的北极重合
答案　AB
解析　任何磁体都有N极、S极，全部磁现象都是通过磁场而发生作用的．磁体与电流的四周都存在磁场．
8．磁场中一段2 cm长的直导线，通过2.5 A的电流时，受到的安培力为0.1 N，则通电直导线处的磁感应强度B可能是 (　　)
A．2 T B．小于2 T
C．大于2 T D．零
答案　AC
解析　当导线方向垂直于磁场时，该导线受到的安培力最大，由磁感应强度定义得B＝＝ T＝2 T，可知A正确；当导线方向不垂直于磁场时导线受到的安培力为0.1 N，则当导线方向垂直于磁场时导线受到的安培力大于0.1 N，由磁感应强度定义知C选项正确．
9．某电器元件不当心被外磁场磁化了，为了使该元件退磁，下列方法有效可行的有 (　　)
A．把该元件高温处理
B．把该元件通入强电流
C．把该元件放在渐渐减弱的交变磁场中
D．把该元件放入强磁场中
答案　AC
解析　当磁体被高温加热、猛烈撞击或者渐渐减弱的交变磁场的作用时，分子电流取向变得杂乱无章，对外就不再显示磁性．
10．电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则 (　　)
A．磁场对电子的作用力始终不变
B．磁场对电子的作用力始终不做功
C．电子的速度始终不变
D．电子的动能始终不变
答案　BD
解析　洛伦兹力的方向由左手定则可判定，始终垂直于速度方向，所以洛伦兹力不转变速度大小，只转变速度方向，因此磁场对电子的作用力始终不做功，即电子的动能始终不变．
三、填空和试验题
11．在如图2－8所示的匀强磁场中，垂直磁场方向放有一段长0.04 m的通电直导线，当通以水平向右的电流时，受到的安培力方向是__________，若电流的大小是0.8 A，受到的安培力大小为0.048 N，则该匀强磁场的磁感强度B＝____________T.

图2－8
答案　竖直向下，1.5
解析　依据左手定则知，导线所受的安培力方向竖直向下．
依据F＝BIL得，B＝＝ T＝1.5 T.
12．如图2－9所示，同一平面内有两根相互平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为____________，方向____________．

图2－9
答案　；垂直纸面对外
解析　依据安培定则可知两导线在a点形成磁场方向相同，由于两导线电流大小相等，a点与两导线的距离也相等，故单根导线在a点形成磁感应强度大小为，由于a与b与导线2距离相等，故撤掉导线1后，b点磁感应强度大小为，依据安培定则可知，b点磁场方向垂直纸面对外．
四 计算题
13．匀强磁场中长2 cm的通电导线垂直与磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，问：该处的磁感应强度B是多大？若磁场、电流不变，导线长度减小到1 cm，该处的磁感应强度B又是多大？
答案　0.1 T；0.1 T
解析　由磁感应强度的表达式B＝，得到B＝0.1 T，磁感应强度由磁场本身来打算，与导线长度无关，故导线长度减小到1 cm时磁感应强度仍是0.1 T.
14．地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场(如图2－10所示)．假如赤道某处地磁场的磁感应强度的大小为0.5×10－4 T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20 m，载有从东往西的电流30 A，则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？

图2－10
答案　3.0×10－2 N　方向竖直向下
15．如图2－11所示，一根轻弹簧将质量为m，长度为L的绝缘直导线悬挂在竖直平面内，直导线在匀强磁场中处于水安静止状态．匀强磁场的方向垂直于纸面对里，大小为B，当导线中通有如图所示的恒定电流I时，稳定后弹簧处于静止状态，此时弹簧对直导线施加的拉力大小为多少？

图2－11
答案　BIL＋mg
解析　导线所受安培力大小F＝BIL，方向竖直向下，导线受力如图所示，故弹簧拉力大小为FT＝F＋mg＝BIL＋mg.

16．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对上，如图2－12所示．当导体棒内通有垂直于纸面对里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，求磁感应强度的大小为多少？

图2－12
答案　
解析　解决此题关键是确定安培力的方向，由受力分析及平衡不难解决．
受力分析如图

由平衡条件得：F＝mgsin θ
安培力：F＝BIL
所以B＝＝.