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押题精选11 磁场
1.下面四幅图展示了一些物理学的应用,下列说法正确的是
A.甲图是电磁炮,当电源接通后,可以使炮弹获得极大的发射速度,其原理是磁场对电流产生力的作用
B.乙图是指南针,它可以指示南北方向,其原理是由于指针受到重力作用
C.丙图是电工服,其内部用包含金属丝的织物制成,是因为金属丝很坚韧,有利于保护人体
D.丁图是灵敏电流表,在运输途中为了防止指针的大幅度偏转,会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接,这是电磁感应中的电磁驱动现象
【答案】A
【详解】A.电磁炮是当电源接通后,可以使炮弹获得极大的发射速度,其原理是磁场对流过炮弹的电流产生安培力的作用,故A正确;
B.指南针可以指示南北方向,其原理是由于指针受到地磁场力的作用,故B错误;
C.电工服内部是用包含金属丝的织物制成,金属织物具有静电屏蔽作用,从而对人体具有保护作用,故C错误;
D.灵敏电流表,在运输途中为了防止指针的大角度偏转,会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接,利用了电磁感应中的电磁阻尼现象,故D错误;
2.奥斯特最早发现,通电导线周围存在着磁场。研究表明,圆弧导线中的电流产生磁场的磁感应强度与其半径成反比,直线电流在其延长线上的磁感应强度为零。如图所示,a、b两点在圆心,两导线中的电流强度相等,导线中箭头为电流方向,R和r分别为半径,则( )
A.a点的磁感应强度
小于b点的磁感应强度
B.b处磁感应强度的方向为垂直纸面向外
C.将一个带电量为q的电荷分别静放在a、b两点,放在a点受到的洛伦兹力更大
D.b处的磁感应强度为:
,k值与电流强度无关
【答案】A
【详解】AB.圆弧导线中的电流产生磁场的磁感应强度与其半径成反比,直线电流在其延长线上的磁感应强度为零,则a、b两处的磁场是由两段圆弧形电流产生的,有安培定则可知,a中大圆弧和小圆弧在a点的磁场方向相反,且小圆弧产生的磁场强,所以a点的磁场方向垂直纸面向外,b中大圆弧和小圆弧在b点的磁场方向相同,垂直纸面向里,所以b点的磁场大于a点的磁场,故A正确,B错误;
C.静止电荷在磁场中不受洛伦兹力的作用,故C错误;
D.b处的磁感应强度为:
,k值与电流强度有关,电流强度越大,k越大,故D错误。
故选A。
3.如图所示,
为菱形,
与
为对角线,
长是
长的两倍,O为对角线的交点,长直导线M过
的中点垂直于菱形平面,长直导线N过
中点也垂直于菱形平面,M、N中通有方向相反、大小相等的定电流,则( )
A.a、c两点的磁感应强度相同
B.b、d两点的磁感应强度大小相等、方向相反
C.a点磁感应强度比O点磁感应强度大
D.b点磁感应强度比O点磁感应强度大
【答案】A
【详解】根据磁场的叠加可知。a、c两点的磁场磁感应强度大小相等,方向相同,b、d两点的磁感应强度大小相等,方向相同,O点的磁感应强度大于a点的磁感应强度大小。在M、N连线的垂直平分线上,O点的磁感应强度最大。
故选 A。
4.永磁体之间的相互作用与电荷之间的相互作用相似,人们将电荷的相关概念引入磁现象的研究之中。认为磁棒的两极存在两种磁荷,N极带正磁荷,S极带负磁荷。“磁荷”观点认为磁荷可以激发磁场,描述磁场的基本物理量定义为磁场强度H。类比电场强度的定义方法,用正磁荷在磁场中受到的磁场力F和其磁荷Q的比值表示磁场强度H,方向与该处正磁荷受力方向一致。用图装置,可以测量通电线圈产生的磁场和“磁荷”间的作用力。假设图中N极的磁荷
,线圈不通电时,测力计示数为
。( )
A.当线圈中通顺时针方向(俯视)电流时,测力计示数小于
B.磁铁N极所处位置的磁场强度大小
C.通电后测力计示数改变量为F,则磁铁N极所处位置的磁场强度大小
D.如果将一根较短磁铁挂在测力计上,并使磁铁完全放入线圈中,则通电后测力计的示数变小
【答案】C
【详解】A.当线圈中通顺时针(俯视)电流时,根据安培定则可以判断磁铁N极所处位置的磁场方向为竖直向下。由题意可知磁铁所受磁场力竖直向下,所以测力计示数将大于F0,故A错误;
B.F0是磁铁所受重力,并不是N极正磁荷所受的磁场力,故B错误;
C.通电后测力计示数改变量即为磁铁N极所受的磁场力大小,由题意可知磁铁N极所处位置的磁场强度大小为
,故C正确;
D.如果将一根较短磁铁挂在测力计上,并使磁铁完全放入线圈中,则通电后磁铁上正、负磁荷所受磁场力大小相等、方向相反,磁铁所受合磁场力为零,测力计的示数不变,故D错误。
故选C。
5.如图所示,在竖直光滑绝缘平面上,两条导线均与水平面平行放置,一条导线固定,另一条开始时在外力作用下静止,两条导线中通入大小相同的电流,撤去外力后,导线仍能保持静止,则( )
A.两导线中的电流方向一定相同
B.两导线中的电流方向一定相反
C.空间中一定不存在一圆形,其圆周上的磁感应强度