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章末综合测评(三) 电磁场与电磁波初步
1.超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这项技术,磁体悬浮的原理是( )
①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同 ②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反 ③超导体使磁体处于失重状态 ④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
D [同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反。磁体悬浮在空中,重力和磁力平衡,D正确。]
2.取两根完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以大小为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B。若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以大小也为I电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )
图(a) 图(b)
A.0.5B B.B
C.2B D.0
D [将长导线对折之后绕成图(b)所示的螺线管,根据右手螺旋定则,产生等大反向的两个磁场,相互抵消,所以磁感应强度为零,故D项正确。]
3.如图所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是( )
A.O点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
D.a、c两点处的磁感应强度方向不同
C [a、b、c、d四个点的磁感应强度均为M、N两长直导线在各点的磁感应强度的叠加,由安培定则可知,M、N在O点处磁感应强度的方向相同,合磁感应强度竖直向下,不为零,A错误;由对称性可知,a、b两点处,c、d两处的磁感应强度大小和方向均相同,B错误,C正确;a、c两点处的磁感应强度均垂直于ab连线竖直向下,方向相同,D错误。]
4.下列各选项中是直线电流、环形电流磁场的磁感线分布图,其中电流方向与磁感线方向关系正确的是( )
A B C D
A [电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故A正确;电流方向向下,由右手螺旋定则可得磁场为顺时针(从上向下看),故B错误;C图中电流为环形电流,由右手螺旋定则可知内部磁场应向右,故C错误;D图中由右手螺旋定则可知内部磁感线方向向左,故D错误。]
5.如图所示,通电螺线管周围能自由转动的小磁针a、b、c、d已静止,N指向正确的是( )
A.小磁针a B.小磁针b
C.小磁针c D.小磁针d
C [由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由同名磁场相互排斥,异名磁极相互吸引知,只有小磁针c的指向正确,C正确。]
6.(多选)3条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的3个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法正确的是( )
A.B1=B2<B3
B.B1=B2=B3
C.a和b处磁场方向垂直纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里
D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里
AC [本题考查磁场的叠加,由于通过3条导线的电流大小相等,结合安培定则可判断出3条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外,在c处垂直纸面向里,且B1=B2<B3,故选项A、C正确。]
7.如图所示,三根长直通电导线中电流大小相同,通电电流方向为:b导线和d导线中电流垂直纸面向里,c导线中电流垂直纸面向外,a点为b、d两点的连线中点,ac垂直于bd,且ab=ad=ac。则a点的磁场方向为( )
A.垂直纸面指向纸外
B.垂直纸面指向纸里
C.沿纸面由a指向b
D.沿纸面由a指向d
C [通电导线b、d在a点产生的磁场互相抵消,故a点磁场方向即通电导线c在a点产生的磁场方向,根据安培定则,C正确。]
8.如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为 ;若使框架绕OO′轴转过30°角,则穿过框架平面的磁通量为 ;若从初始位置转过90°角,则穿过框架平面的磁通量为 ;若从初始位置转过180°角,则穿过框架平面的磁通量的变化量是 。
[解析] 初始位置时,S⊥B,故Φ1=BS;框架转过30°时,Φ2=BScos 30°=BS;框架转过90°时,S∥B,故Φ3=BScos 90°=0;从初始位置