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-1-第二章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.发现通电导线周围存在磁场的科学家是()A.洛伦兹B.库仑C.法拉第D.奥斯特答案:D解析:丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系.2.假若地球的磁场是由于地球自转和地球带电而产生的,则下列说法正确的是()A.地球带正电B.地球带负电C.在北京,小磁针静止时,北极指向偏西D.在悉尼,小磁针静止时,北极指向偏东答案:BC解析:地球自西向东自转,地理的北极在地磁南极附近,由安培定则知地球带负电,形成从地球北极俯视顺时针方向的电流才能形成地磁,故选项B正确;由磁偏角知,指南针所指的北方都是离开地理北极而略向西偏,故C正确.3.如图所示,将磁铁靠近阴极射线管(电子射线管)时,发现电子束会发生偏转.使电子偏转的作用力是()A.电场力B.重力C.安培力D.洛伦兹力答案:D解析:运动电子在磁场中应该受洛伦兹力作用.4.一通电直导线用细线悬挂于匀强磁场中,磁场及电流方向如图所示.通电导线所受安培力的方向是()A.水平向左B.水平向右C.竖直向上D.竖直向下答案:D解析:由左手定则可知安培力方向垂直于导线向下,所以选项D正确.5.(2014·山东日照学业水平考试模拟)南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管,如图所示.下列说法正确的是()-2-A.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数将减小B.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大C.若将b端接电源正极,a端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大D.不论螺线管通电情况如何,弹簧测力计示数均不变答案:AC解析:分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化,关键在于确定螺线管与地磁场之间的作用情况.一方面,可以将地球等效处理为一个大磁铁,地理南极相当于磁铁的N极,因而在南极附近地磁场方向近似竖直向上,如图所示.另一方面,可利用安培定则判定通电螺线管在周围产生的磁场方向,再根据“同名磁极相斥,异名磁极相吸”原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情况,故正确选项为A、C.6.关于磁场、磁感线,下列说法中正确的是()A.磁场并不是真实存在的,而是人们假想出来的B.磁铁周围磁感线的形状,与铁屑在它周围排列的形状相同,说明磁场呈线条形状,磁感线是磁场的客观反映C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D.磁感线类似电场线,它总是从磁体的N极出发,到S极终止答案:C解析:磁针放在磁体的周围受到力的作用,说明磁体在周围空间产生了磁场,磁场是一种客观物质,由此可知选项A是错误的;人们为了形象地描绘磁场,用图形——磁感线将抽象的磁场描绘出来,磁感线是假想的曲线,其客观上并不存在,铁屑在磁场中被磁化为小磁针,在磁场的作用下转动,最终规则地排列起来,显示出磁感线的分布特点,并非磁场的客观反映.电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线,在磁体外从N极到S极,在磁体内从S极到N极,不像电场线从正电荷出发到负电荷终止,不闭合.由此可知选项B、D是错误的,选项C正确.7.带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中,下面利用了此物理原理的装置有()-3-答案:ABC解析:磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力向A、B两极偏转,从而保证A、B两极间有足够的正负电荷形成电源两极;电子显像管是利用磁场中电子受洛伦兹力偏转打到荧光屏上显像;回旋加速器是利用带电粒子在磁场中偏转半周达到回旋再加速的目的;洗衣机是磁场对电流产生安培力,从而使洗衣机转动,故选A、B、C.8.如图所示,其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是()A.图甲B.图乙C.图丙D.图乙和图丙答案:C解析:大头针被吸到磁铁一端后被磁化,针帽与磁极的极性相反,针尖极性与针帽相反,但同一磁极上的两枚大头针针尖必为同名磁极,根据同名磁极相互排斥可知,两大头针应分开,故只有丙图正确.二、填空题(每小题9分,共18分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)9.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,垂直于磁场方向放置长度为L的通电导体MN.若导体中的电流大小为I,且方向由M到N,则MN受到的安培力的大小为,方向.答案:BIL垂直纸面向里解析:安培力的大小F=BIL,方向由左手定则判定应垂直纸面向里.10.在某匀强磁场中,有两个电子以不同的速率在做匀速圆周运动.它们受到的洛伦兹力方向(选填“一定”或“不一定”)跟速度方向垂直;它们受到的洛伦兹力大小一定,做圆周运动的半径一定,周期一定(以上三空选填“相等”或“不相等”).答案:一定不相等不相等相等-4-解析:洛伦兹力的方向由左手定则判定,其方向与磁场方向和运动方向必垂直;它们运动过程中洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,由牛顿第二定律知qvB=,所以圆周运动的半径R=,显然R与电子速率成正比,因为速率v不同,则它们受到的洛伦兹力大小不相等,做圆周运动的半径也不相等.由周期公式T=得T=,显然周期T与速率v无关,所以两电子圆周运动的周期一定相等.三、计算题(每小题17分,共34分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.赤道上的地磁场可以看成匀强磁场,长为20m的通电直导线垂直于地磁场方向放置于赤道上,当导线中电流为30A时,导线受到的安培力大小为3×10-2N.求:(1)赤道上地磁场的磁感应强度大小.(2)若导线中的电流减小为20A时,导线受到的安培力大小.答案:(1)0.5×10-4T(2)2×10-2N解析:(1)如图所示,地磁场方向由南向北,导线垂直地磁场放置,已知F安=3×10-2N,导线长度L=20m,其中电流I=30A,由安培力F安=BIL知B==T=0.5×10-4T.(2)若导线中电流减小为20A,则安培力F'=BI'L=0.5×10-4×20×20N=2×10-2N.12.如图所示,一边长为0.20m的正方形区域ACDE内,有一大小为1.67×10-3T、方向垂直正方形所在平面的匀强磁场.一质子从AE边中点M垂直AE边射入磁场,从DE边中点N射出.已知质子质量为1.67×10-27kg,质子电荷量为1.60×10-19C.求:(1)质子在磁场中运动的轨道半径.(2)质子射入磁场时的速度大小.答案:(1)0.1m(2)1.6×104m/s解析:(1)连接MN,质子运动轨道的圆心应在弦MN的垂直平分线上;质子从M点垂直AE边射入磁场,圆心应在ME(或延长线)上,由此可以确定质子运动轨道的圆心在E点.设正方形区域边长为a,则轨道半径r==0.1m.-5-(2)设质子速度为v,由牛顿第二定律有qvB=得v=代入数据可得v=1.6×104m/s.