河南省洛阳市伊川县实验高中2022-2022学年高二（上）第三次周练物理试卷 一、选择题（每小题5分，共55分）1．下列说法中正确的是（ ）A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极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 2．关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）A．由可知，B与F成正比，与IL成反比B．由可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D．磁感应强度的方向一定不是该处电流的受力方向 3．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（ ）A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 4．首先发现电流磁效应的科学家是（ ）A．安培B．奥斯特C．库仑D．麦克斯韦 5．两根长直通电导线互相平行，电流方向相反，它们的截面处于一个等边三角形ABC的顶点A和B处，如图所示．两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是（ ）A．2BB．BC．0D．B 6．如图所示为三根通电平行直导线的断面图．若它们的电流大小都相同，且ab=ac=ad，则a点的磁感应强度的方向是（ ）12A．垂直纸面指向纸里B．垂直纸面指向纸外C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向d 7．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（ ）A．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行B．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟磁场方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直 8．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60° 9．有两个相同的圆形线圈，通以大小不同但方向相同的电流，如图所示，两个线圈在光滑的绝缘杆上的运动情况是（ ）A．互相吸引，电流大的加速度较大B．互相排斥，电流大的加速度较大C．互相吸引，加速度相同D．以上说法都不正确 10．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可（ ）A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向12C．适当增大电流强度D．使电流反向 11．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示，图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（ ）A．B．C．D． 二、计算题（每小题15分，共45分）12．（15分）如图所示，矩形线圈abcd置于匀强磁场中，线圈平面和磁场垂直．ab=cd=0.2m，bc=ad=0.1m．线圈中的电流强度I=4.0A，方向如图．已知穿过线框的磁通量φ=0.016Wb．求：（1）匀强磁场的磁感强度B=？（2）底边bc所受磁场力的大小和方向？ 13．（15分）如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，则：匀强磁场的磁感应强度B为 ，ab棒对导轨的压力为 ． 1214．（15分）如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=5×10﹣2kg均为金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属棒一端通过电阻R和电源相连．电阻R=2Ω，电源电动势E=6V，内源内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止（导轨光滑）．求所加磁场磁感强度的大小和方向． 12河南省洛阳市伊川县实验高中2022-2022学年高二（上）第三次周练物理试卷参考答案与试题解析 一、选择题（每小题5分，共55分）1．下列说法中正确的是（ ）A．磁感线可以表示磁场的方向和强弱B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极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 考点：磁感线及用磁感线描述磁场；磁现象和磁场．分析：（1）磁体的周围存在着看不见，摸不着但又客观存在的磁场，为了描述磁场，在实验的基础上，利用建模的方法想象出来的磁感线，磁感线并不客观存在．（2）磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极．在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极．（3）磁场中的一点，磁场方向只有一个，由此入手可以确定磁感线不能相交．（4）磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述．磁场越强，磁感线越密集．解答：解：A、磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述．磁场越强，磁感线越密集，故A正确．B、在磁体外从磁体的N极出发，指向磁体的S极；在磁体的内部，磁感线从磁体的S出发回到N极，故B错误．C、磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场．故C正确．D、放入通电螺线管内的小磁针，根据小磁针的N极指向磁场的N极的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的N极．故D错误．故选：AC．点评：此题考查了磁感线的引入目的，磁场方向的规定，记住相关的基础知识，对于解决此类识记性的题目非常方便．2．关于磁感应强度，下列说法中错误的是（ ）A．由可知，B与F成正比，与IL成反比B．由可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D．磁感应强度的方向一定不是该处电流的受力方向考点：磁感应强度．分析：磁感应强度B反映磁场本身的性质，与电流元IL、安培力F无关．一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场．通电导线在磁场中受力越大，磁场不一定越强．磁感应强度的方向一定不是该处电流的受力方向．解答：解：A、磁感应强度的定义式采用比值定义法，B与F、IL无关．故A错误．B、当通电导体与磁场平行时不磁场力，所以一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场．故B错误．12C、通电导线在磁场中受力越大，磁场不一定越强，还与电流元、导体与磁场方向间的关系有关．故C错误．D、磁感应强度的方向一定与该处电流的受力方向垂直．故D正确．本题选错误的，故选ABC点评：本题要抓住磁感应强度比值定义法的共性：B由磁场本身的性质决定，与放入磁场中的电流元IL无关． 3．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是（ ）A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 考点：磁感线及用磁感线描述磁场．分析：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极．磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向垂直．磁感线的疏密表示磁场的强弱．安培力的大小取决于四个因素：B、I、L，及导线与磁场的夹角，在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小．解答：解：A、磁感线分布特点：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极．故A错误．B、磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向垂直．故B错误．C、磁场的强弱看磁感线的疏密，与磁感线方向无关，沿磁感线方向，磁场不一定减弱．故C错误．D、根据安培力公式F=BILsinα，可见，在B大的地方，F不一定大．故D正确．故选D点评：本题考查对磁场基本知识的理解和掌握程度，基础题．注意安培力与电场力不同：安培力方向与磁场方向垂直，而电场力方向与电场强度方向相同或相反．4．首先发现电流磁效应的科学家是（ ）A．安培B．奥斯特C．库仑D．麦克斯韦 考点：物理学史．分析：电流磁效应即电流产生磁场的现象，是1820年丹麦的物理学家奥斯特．解答：解：安培研究了通电导线的磁场方向与电流方向的关系，提出了安培定则．库仑发现了库仑定律，麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在．奥斯特首先发现了电流磁效应．故选B点评：物理学史也是高考考查的内容之一，对于物理学上，著名的物理学家、经典实验、重要学说要记牢．5．两根长直通电导线互相平行，电流方向相反，它们的截面处于一个等边三角形ABC的顶点A和B处，如图所示．两通电导线在C处的磁场的磁感应强度的值都是B，则C处磁场的总磁感应强度是（ ）12A．2BB．BC．0D．B 考点：磁感应强度．分析：根据安培定则判断出A、B两导线在C处产生的磁场方向，根据磁场的叠加原理，分析C处的磁感应强度的大小和方向．解答：解：根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向左，则磁场在C处相互叠加，根据几何关系知合磁感强度为B．故选：B点评：解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断通电电流周围的磁场方向，以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则．6．如图所示为三根通电平行直导线的断面图．若它们的电流大小都相同，且ab=ac=ad，则a点的磁感应强度的方向是（ ）A．垂直纸面指向纸里B．垂直纸面指向纸外C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向d 考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；磁感应强度．分析：该题考查了磁场的叠加问题．用右手定则首先确定三根通电直导线在a点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项．解答：解：用右手螺旋定则判断通电直导线在a点上所产生的磁场方向，如图所示：直导线b在a点产生磁场与直导线d在a点产生磁场方向相反，大小相等．则合磁场为零；而直导线c在a点产生磁场，方向从d指向b，即为沿纸面由a指向b故选：C．点评：磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则．7．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（ ）A．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行B．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行12C．既跟磁场方向垂直，又跟磁场方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直 考点：安培力．分析：左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向．解答：解：根据左手定则的内容知与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直．故C正确，A、B、D错误．故选：C点评：解决本题的关键掌握左手定则判定安培力的方向，知道安培力垂直于电流方向与磁场方向构成的平面．8．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60° 考点：安培力．分析：根据左手定则的内容，判定安培力的方向．左手定则的内容是：伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一平面内，磁感线穿过掌心，四指方向与电流的方向相同，大拇指所指的方向为安培力的方向．而安培力的大小F=BIL，且B与I垂直；若不垂直时，则将B沿导线方向与垂直方向进行分解．解答：解：A、由公式F=BIL，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力．故A正确；B、由公式F=BIL，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力．故B正确；C、当使导线在纸面内顺时针转30°时，导线沿磁场方向投影长度缩短，则所受磁场力变小，故C错误；D、当使导线在纸面内逆时针转60°时，导线沿磁场方向投影长度伸长，则所受磁场力变大，故D正确；因选不正确的，故选：C点评：解决本题的关键会根据左手定则判断电流方向、磁场方向、安培力方向的关系．同时考查安培力大小公式的成立条件9．有两个相同的圆形线圈，通以大小不同但方向相同的电流，如图所示，两个线圈在光滑的绝缘杆上的运动情况是（ ）A．互相吸引，电流大的加速度较大B．互相排斥，电流大的加速度较大C．互相吸引，加速度相同D．以上说法都不正确12 考点：楞次定律．分析：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，根据牛顿第二定律比较两个线圈的加速度大小．解答：解：两个圆形线圈，电流同向，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈相互吸引．因为线圈I对线圈i的力和线圈i对线圈I的力大小相等，方向相反，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等，但方向相反．故D正确，ABC错误．故选：D．点评：解决本题的关键掌握同向电流、异向电流的关系．同向电流相互吸引，异向电流相互排斥．10．如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点．棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可（ ）A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流强度D．使电流反向 考点：安培力．分析：通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向．解答：解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场；而使电流或磁场反向时，只能使安培力反向，拉力将一定增大；故只有C正确，ABD错误；故选：C．点评：本题考查安培力在共点力平衡中的应用；要学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向．11．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示，图中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（ ）A．B．C．D． 考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．12专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：通过对杆ab受力分析，根据共点力平衡判断杆子是否受摩擦力．解答：解：A、杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力．故A正确．B、杆子受重力，竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受摩擦力．故B正确．C、杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力．故C错误．D、杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力．故D错误．故选AB．点评：解决本题的关键掌握安培力的方向判定，以及能正确地进行受力分析，根据受力平衡判断杆子是否受摩擦力．二、计算题（每小题15分，共45分）12．（15分）如图所示，矩形线圈abcd置于匀强磁场中，线圈平面和磁场垂直．ab=cd=0.2m，bc=ad=0.1m．线圈中的电流强度I=4.0A，方向如图．已知穿过线框的磁通量φ=0.016Wb．求：（1）匀强磁场的磁感强度B=？（2）底边bc所受磁场力的大小和方向？ 考点：安培力．分析：（1）根据φ=BS求的磁感应强度；（2）由F=BIL求的受到的安培力，根据左手定则判定方向解答：解：（1）由φ=BS可得：B=（2）受到的安培力为：F=BILbc=0.8×4×0.1N=0.32N由左手定则可知安培力向上答：（1）匀强磁场的磁感强度为0.8T（2）底边bc所受磁场力的大小为0.32N，方向向上点评：本题主要考查了磁通量的定义式和安培力的定义式，关键是熟练公式及使用条件13．（15分）如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，则：匀强磁场的磁感应强度B为 T ，ab棒对导轨的压力为 6N ．12考点：安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．分析：根据共点力平衡求出安培力的大小，从而根据F=BIL求出磁感应强度的大小；根据共点力平衡，运用合成法求出支持力的大小，从而得出对导轨的压力．解答：解：棒静止时，受力如图：则有：F=Gtan60°即BIL=Gtan60°解得：B===T．ab棒对导轨的压力与FN大小相等．FN===6N故答案为：T，6N．点评：本题是三力平衡问题，关键是受力分析后根据平衡条件列式求解，同时要结合左手定则和安培力公式列式列式求解． 14．（15分）如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m=5×10﹣2kg均为金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属棒一端通过电阻R和电源相连．电阻R=2Ω，电源电动势E=6V，内源内阻r=0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止（导轨光滑）．求所加磁场磁感强度的大小和方向．考点：导体切割磁感线时的感应电动势；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．专题：电磁感应中的力学问题．分析：根据闭合电路欧姆定律求出电路中电流的大小，抓住重力和安培力相等，求出磁感应强度的大小，根据左手定则确定磁感应强度的方向．解答：解：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向水平向右，ab上的电流强度．．F=ILB=mg12．根据左手定则，磁感应强度的方向水平向右．答：所加磁场磁感强度的大小为1.25T，方向水平向右．点评：本题综合考查了闭合电路欧姆定律及共点力平衡，关键掌握安培力的大小公式，以及会根据左手定则判断安培力、磁感应强度方向和电流方向的关系． 12
