高中物理选修3-1红对勾第三章【带详解答案】

物理选修3-1第三章磁场课时作业20磁现象和磁场一、选择题(每小题6分，共48分)1．关于磁极间相互作用，下列说法正确的是()A．同名磁极相吸引B．同名磁极相排斥C．异名磁极相排斥D．异名磁极相吸引答案：BD2．如图所示，甲、乙两根外形完全相同的钢棒，用甲的一端接触乙的中间，下列说法中正确的是()A．若相互吸引，则甲、乙均有磁性B．若相互吸引，则甲有磁性，乙一定没有磁性C．若相互间没有吸引，则甲、乙均没有磁性D．若相互间没有吸引，则甲一定没有磁性，乙可能有磁性答案：D3．为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是()A．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性B．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性C．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性D．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性解析：若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的是同名磁极．若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选A、C答案：AC4．地球是一个大磁体，①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()A．①②④B．②③④C．①⑤D．②③答案：D5．下列说法中与实际情况相符的是()A．地球的磁偏角是一个定值B．地磁场的北极在地理位置的北极附近C．除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象D．郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早答案：D6．关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是()A．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场B．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场C．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上才能正常工作答案：AD7．在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面，则该位置是()A．地磁北极附近B．地磁南极附近C．赤道附近D．无法确定答案：A8．铁棒A吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B，则()A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B间可能无相互作用D．A、B可能吸引，也可能排斥答案：D二、解答题(共52分)9．(16分)英国商人的一箱新刀叉在雷电过后，竟然都带上了磁性，怎样解释这个现象？答案：发生雷电时，有强电流产生，电流周围存在磁场，使刀叉受磁场的作用，而具有了磁性．10．(16分)《新民晚报》曾报道一则消息，“上海雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海区鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇，人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力B．信鸽能发射并接收某种超声波C．信鸽能发射并接收某种次声波D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想？解析：这是一道要求从阅读试题的过程中收集信息、分析处理信息的应用类题，题中设计了一个陷阱(似乎科学家的实验表明信鸽辨别方向的能力与磁场无关，否则缚有小磁铁的一组信鸽怎会全飞散呢？)．然而其实D是正确的，因为信鸽所缚的小磁铁所产生的磁场扰乱了它靠体内磁性物质借助地磁场辨别方向的能力，所以缚磁铁的一组信鸽全部飞散．答案：D11．(20分)“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”，这句警示语乘飞机的人都知道，因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用手机造成的，广州白云机场某次飞机降落时，因为机上有四位乘客同时使用了手机，使飞机降落偏离了航线，险些造成事故．请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑？答案：由于手机在使用时，要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上的导航线系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，其后果是十分可怕的．课时作业21磁感应强度一、选择题(每小题6分，共48分)1．磁场中某处磁感应强度的大小，由定义式B＝FIL可知()A．随IL的乘积的增大而减小B．随F的增大而增大C．与F成正比，与IL成反比D．与F及IL的乘积无关，由F/IL的比值确定解析：磁场中某一点的磁场是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的，与放入其中的电流元无关，电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测，从而确定该总磁场的磁感应强度，因此本题答案为D.答案：D点评：磁感应强度B＝FIL是由比值定义法定义的，B与F、I、L无关，是由磁场本身决定的．2．下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，正确的是()A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D．磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同解析：电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是磁针N极受力的方向．点评：要弄清电场强度和磁感应强度是怎样定义的．答案：BCD3．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：磁场的方向就是小磁针北极受力的方向，而磁感应强度的方向就是该处的磁场方向．答案：BD4．在磁场中某一点，已经测出一段0.5cm长的导线通过0.01A电流时，受到的磁场作用力为5×10－6N，则关于该点磁感应强度的下列说法，正确的是()A．磁感应强度大小一定是0.1TB．磁感应强度大小一定不小于0.1TC．磁感应强度大小一定不大于0.1TD．磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向解析：当电流与磁场垂直放置时B＝FIL＝0.1T，当电流与磁场不垂直时B＝FILsinθFIL，应选B.答案：B5．关于磁场中的磁感应强度，以下说法正确的是()A．磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，与放入其中电流元或小磁针无关B．若一电流元在某一区域不受力，则表明该区域不存在磁场C．若电流元探测到磁场力，则该力的方向即为磁场的方向D．当一电流元在磁场中某一位置不同角度下探测到磁场力最大值F时，可以利用公式B＝FIL求出磁感应强度的大小解析：磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，由磁场本身的性质决定，与放入其中的通电导线无关．磁感应强度的方向，与导线受力方向不同．当I垂直于B时，磁场力最大，可用B＝FIL求磁感应强度的大小．答案：AD6．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为()A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向答案：D7．在地球表面上某一区域，用细线悬挂住一小磁针的重心，周围没有其他磁源，静止时发现小磁针的N极总是指向北偏下方向，则该区域的位置可能是()A．赤道B．南半球(极区除外)C．北半球(极区除外)D．北极附近解析：地磁场在北半球的方向为北偏下，而在南半球的方向为北偏上．答案：CD8．在测定某磁场中一点的磁场时，得到下图中的几个关系图象，正确的是()答案：AD二、填空题(共16分)9．(16分)磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B22μ，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝________.解析：用力F把铁片P拉开一段微小距离Δl的过程，实际上就是力F克服磁场力做功，把其他形式的能转化为磁场能的过程．用力F将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl的过程中，拉力F所做的功W＝F·Δl.磁铁与铁片间距中的能量密度为B22μ，故所储存磁场能量E＝B22μAΔl；据功能关系知W＝E；由以上三式得B＝2μFA.答案：2μFA三、解答题(共36分)10．(16分)金属滑棍ab连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图所示，垂直cd与ef有匀强磁场，磁场方向如图中所示，合上开关S，弹簧伸长2cm，测得电路中电流为5A，已知弹簧的劲度系数为20N/m，ab的长L＝0.1m，求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？解析：0.8T弹簧拉力F弹＝kΔx金属杆所受磁场力：F＝BIL由平衡条件知：F＝F弹即BIL＝kΔx，故B＝kΔxIL＝0.8T.11．(20分)如图所示，在同一水平面上的两导轨相互平行，匀强磁场垂直导轨所在的平面竖直向上．一根质量为3.6kg，有效长度为2m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5A时，金属棒恰能做匀速运动，当金属棒中的电流增加到8A时，金属棒能获得2m/s2的加速度，则磁场的磁感应强度是多少？解析：金属棒与磁场垂直，通电后所受磁场力为F＝BIL①金属棒中电流为I1＝5A时，棒匀速运动，应有金属棒受磁场力与摩擦阻力平衡，BI1L＝Ff②金属棒中电流为I2＝8A时，棒获得2m/s2加速度，依牛顿第二定律有BI2L－Ff＝ma③由以上几式可解得B＝maI2－I1L＝1.2T.答案：1.2T课时作业22几种常见的磁场一、选择题(每小题6分，共48分)1．对于通有恒定电流的长直螺线管，下列说法中正确的是()A．放在通电螺线管外部的小磁针静止时，它的N极总是指向螺线管的S极B．放在通电螺线管外部的小磁针静止时，它的N极总是指向螺线管的N极C．放在通电螺线管内部的小磁针静止时，它的N极总是指向螺线管的S极D．放在通电螺线管内部的小磁针静止时，它的N极总是指向螺线管的N极解析：由通电螺线管周围的磁感线分布知在外部磁感线由螺线管的N极指向S极，在内部由S极指向N极，小磁针静止时N极指向为该处磁场方向．答案：AD2．如图所示ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，静止时在同一竖直平面内，当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极向纸面里转动，则两导线中的电流方向()A．一定都是向上B．一定都是向下C．ab中电流向下，cd中电流向上D．ab中电流向上，cd中电流向下解析：小磁针所在位置跟两导线距离相等，两导线中的电流在该处磁感应强度大小相等，小磁针N极向里转说明合磁感应强度方向向里，两电流在该处的磁感应强度均向里，由安培定则可判知ab中电流向上，cd中电流向下，D正确．答案：D3．如图所示，矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝45，线圈面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，则通过线圈的磁通量为()A．BSB.4BS5C.3BS5D.3BS4解析：B与S有夹角α，则Φ＝BSsinα＝45BS.答案：B4．如图所示，a、b是两根垂直纸面的直导体通有等值的电流，两导线外有一点P，P点到a、b距离相等，要使P点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为()A．都向纸里B．都向纸外C．a中电流方向向纸外，b中向纸里D．a中电流方向向纸里，b中向纸外解析：a、b中电流等值，P点与a、b等距，故a、b中电流在P点磁感应强度大小相等，P点合磁感应强度水平向右，以平行四边形定则和安培定则可判知a中电流向外，b中电流向里，C正确．答案：C5．一根直导线通以恒定电流I，方向垂