练案20 13.1 磁场 磁感线-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

练案[20] 第十三章 第1节 磁场 磁感线 基础巩固练 #44 Ns 1.法国科学家巴斯德 曾言:“机遇只偏爱 +。 有准备的头脑”,翻 A.a B.b C.C D.d 开科学史的书页. 曾有一位科学家深 6. 圆环甲、乙在同一平面内,分别通以如图所示 信电磁间有联系,并坚持研究,最终于1820年 的恒定电流,圆环甲固定,圆环乙可以自由运 动,则下列说法正确的是 ( _~ 发现电流磁效应,请问这位科学家是( ) A.安培 法国 B.奥斯特 丹麦 C.欧姆 德国 D.麦克斯韦 英国 2. 关于磁感线与电场线的描述,正确的是( ) A.电场线一定是直线 甲 B. 磁感线一定是闭合的 A.圆环乙有收缩的趋势 C. 磁感线是电荷的运动轨迹 B.圆环乙将在纸面内向左平动 D.电场线是实际上存在的 3.如图所示,两根非常靠近且互相垂直并互相绝 C. 圆环乙将在纸面内绕过圆心并垂直纸面的 轴顺时针转动 缘的长直导线,当通以如图所示方向的电流 D. 圆环乙绕过圆心的轴a转动,左侧向纸内 时,电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪 ( ) 转,右侧向纸外转 个区域内方向是一致且向外的 1. 能力提升练 I 1 7.如图,a、b是两根垂直纸面 Q 放置的通电直导线,已知P I 点到a、b的距离相等,直导 线a、中电流大小相等且P A.区域I B.区域II 点的磁场方向水平向左,则两导线中的电流方 C.区域III D.区域IV 向应满足 ( ) 4.奥斯特实验是科学历史上的经典实验,它的价 A.均垂直纸面向外 值在干直接证实了 ) B.均垂直纸面向里 A.任何导线周围均存在磁场 C.a中垂直纸面向里,五中垂直纸面向外 B. 电流周围有磁场 D.a中垂直纸面向外,中垂直纸面向里 C.地磁场的存在 8.(多选)如图所示,某同 D.地磁场的方向 学在实验室模拟奥斯特 5.在探究通电线圈产生磁场的实验中,有一位同 的电流磁效应实验时,发 学画出了一组如图所示的小磁针状态,同组的 现小磁针在水平方向上 同学发现其中小磁针的N极指向有多处错误 不发生偏转,可能的原因是 请帮忙找出小磁针的N极指向正确的是 ( A.通电直导线中电流方向自西向东,小磁针 放在通电直导线附近等高的水平位置 -210一 B. 通电直导线中电流方向自东向西,小磁针 放在通电直导线附近正上方 体 C.通电直导线中电流方向自南向北,小磁针 放在通电直导线附近正下方 D.通电直导线中电流方向自北向南,小磁针 会悬浮的花忿 放在通电直导线附近正上方 9.(多选)如图甲所示,市面上有一种有趣的磁 A.线圈中通的是交流电 悬浮玩具,接通电源后,磁性玩偶会稳定地漂 B. 图乙中接线柱a接的是电源负极 浮起来。其内部构造如图乙所示,其中滑动变 C. 若仅增大线圈中的电流,花贫悬浮得更高 阻器的阻值可改变,则下列说法正确的是 D.若仅增加线圈的匝数,再次悬浮稳定后的 。 花盆受到的磁力增大 玩 12.在“用DS研究通电甥线管的磁感应强度” 6 一极 一V校 1 实验中: 软钦 (1)在对蝶线管通电 (选填“前”或 线圈 “后”)必须对磁传感器进行调零。 ☆ 乙 (2)若读数为负,要使读数出现正值的操作 A.b端应接电源正极 是: B.软铁内的磁感线方向朝向上方 (3)(单选题)实验时,将磁传感器探管前端 C.a端应接电源正极 插至通电线管轴线中点时,磁传感器 D. 滑动变阻器的滑片P向上滑动,玩偶的高 读数为5mT。减小通电蝶线管的电流 度会下降 后,将探管从甥线管的另一端插入,当探 10.(多选)如图所示,两根长直导线A、B按照甲 管前端再次到达蝶线管轴线中点时,磁 乙两种方式放置,分别通有电流/、,且/) 传感器的读数可能为 ) f A.5mT 1..A固定,B可动,不计其他作用力,下列说 B.-5mT 法正确的是 ( ) C.3mT D.-3mT (4)用传感器测量通电线管轴线上的磁感 应强度,然后绘出B-x图像,设x=0处 为蝶线管的中央,下面哪个图最符合实 际情况 一#)。# ( A. 甲图中两根直导线相互靠近 B.甲图中A对B的力大于B对A的力 C. 乙图中B导线在纸面内沿顺时针转动 D. 乙图中B导线在纸面内不动 11.(多选)如图所示是一个磁悬浮花盆和它的 原理图,上方的花盆内有一个强永磁体,底座 内有一个线圈,给线圈通电后,花盆就可以悬 浮起来。下列说法正确的是 ( ) -211-弹策做功变大,且无法求出,故小球下落最终位置无法求出, 运动的时间,-ro-0.5s.故A正确;在0.5s内传送带相 故选项D错误。故选BC 对地的位移即是正常运行状态下传送带上相邻工件间的距 离为d=tt=2x0.5m=1m.故B错误;由动能定理得摩擦 7 为x。=2rf=1m,则工件相对传送带的位移大小为△x=x.-&. 9.AC 谷爱凌从0点自由下落到A点过程,有2gh=v,解得 =1m-0.75m=0.25m。因摩擦产生的内能为0=jmg· 谷爱凌运动到A点的速度为v.=v2gh,A正确;谷爱凌从0 △x=0.2x0.5x10x0.251=0.251.故D错误。故选AC 点自由下落到首次到B点过程,根据动能定理可得mg(h+ 12.ACD 滑块向右运动过程中,弹策弹力大于摩擦力时滑块加 R)-W-mr<mg(h+R)=3mgh,谷爱凌经过B点时,根 速,机械能增大:当弹密弹力小于摩擦力时滑块减速,机械能 减小,故A正确;滑块向左运动过程中机械能一直是减小的 故潜块与弹策接触过程中,滑块的机械能先减小后增大再减 小.故B错误;因摩擦力一直做负功,滑块与弹策组成的系统 根据牛顿第三定律可知谷爱凌首次运动到B点时,对B点的 机械能一直是减小的,故C正确;设滑块整个过程中通过的 压力小于4m,B错误;谷爱凌从A到D的过程,由干轨道存 在摩擦,谷爱凌在运动过程中克服摩擦力做功,机械能越来越 小,在左右圆孤轨道对称的同高度位置重力势能相同,左侧的 停在距离弹有端_-2x。处,故D正确。故选ACD。 动能大于右侧的动能,故左侧运动时需要提供较大的向心力 2g 轨道支持力较大,比较左右圆狐轨道对称的同高度位置,左侧 练案[20] 的运动时受到的摩擦力也较大,故从A到B过程中克服摩擦 11.B 力做的功比从C到D过程中克服摩擦力做的功多,可知谷爱 发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。故 凌由A到B过程损耗的机械能比C到D过程的大.C正确;设 选B。 谷爱凌第一次经过U形橹过程,克服摩擦力做功为W,根据 2.B 电场线可以是直线,也可以是曲线,故A错误;磁感线没 动能定理可得mghoo-W.-0.解得W.=0.25mgh.谷爱凌第 有起点也没有终点,是团合的曲线,故B正确;磁感线是为了 二次经过U形橹过程,克服摩擦力做功为W',由于第二次经 描述磁场假想的曲线,不是运动轨迹,故C错误;电场线是为 过U形的平均速率小于第一次经过U形橹的平均速率,可 了形象地描述电场而假想的线,实际不存在,故D错误。故 知W'<V=0.25mgh.假设谷爱凌第二次离开U形情后,最 选B 高能够到达相对于A点的位置,根据动能定理可得 3.C 根据安培定则,可知两根通电直导线在各个区域产生的磁 mg(0.75h-h)-W'=0.联立解得h' 0.5h.D错误。故 场方向如图所示,可知电流所产生的磁场在导线所在平面内 选AC 的区域III内方向是一致且向外的。故选C 10.BC 根据能量的转化与守恒,当小物块压缩弹到最短时 I 物块的重力势能一部分转化为弹的弹性势能,一部分转化 I x) x x 为内能,所以弹弹性势能的最大值小于gh,故A错误;根 据牛顿第二定律,小物块下滑时a-mgsinθ-mgcosθ ,. 。 gsinθ-ngos 8.小物块上滑时a'-mgsin8+jmgcosθ m 4.B 奥斯特实验发现通电直导线下方的小磁针发生了偏转,其 gsin8+agcosθ.可见a<a',故B正确;物块m最终停止在o 点,对于运动的全过程,由动能定理得mgh-umgcosf·I= 价值在于直接证实了电流周围会产生磁场。故选B 5.D 根据安培定则可知,通电线圈的左端相当于条形磁体的N 极,通电线圈的右端相当于条形磁体的S极,则磁感线从通电 能够上升的最大高度为h.,物体被弹回过程中由动能定理得 线圈的左端出发从外部指向通电线圈的右端,从内部回到通 电线圈的左端,构成闭合的曲线;小磁针的N极与所在处的磁 sinf 场方向相同,则a处小磁针的N极向左:处小磁针的N极向 故D错误。故选BC 右;c处小磁针的N极向左;d处小磁针的N极向左。故选D 11.AC 工件进入水平传送带先匀加速运动后匀速运动,加速 6.B 两环靠近处电流方向相同,两环之间电流产生的磁场方向 度大小由umg=ma得a=jg=0.2x10m/s?=2m/s,加速 $ 相反,会相互吸引,同理ab右侧受到排斥力,但该排斥力小于 -276- 左侧受到的吸引力,故圆环乙将在纸面内向左平动,且圆环乙 图中A对B的力与B对A的力是一对作用力与反作用力 有扩张的趋势,故B正确,A.C、D错误。故选B 大小相等,故B错误;乙图中电流/在左侧产生的磁场方向 7.C 两导线中的电流方向均垂直纸面 垂直平面向外,在右侧产生的磁场方向垂直平面向里,所以 aQ 向外时,由安培定则可知P点处磁场 导线B左侧受到的磁场力方向向上,右侧受到的磁场力方向 方向如图所示,即P点的磁场方向坚 向下,所以B导线在纸面内沿顺时针转动,故C正确,D错 直向上,故A错误 误。故选AC。 两导线中的电流方向均垂直纸面向里 hC 11.BC 磁悬浮花盆根据同名磁极相互排斥的原理工作,为使 时,由安培定则可知P点处磁场方向 磁悬浮花盆一直受到向上的磁场力,线圈中通的是直流电 如图所示,即P点的磁场方向坚直向 C 故A错误;磁悬浮花盆和线圈的作用力为斥力,蝶线管上端 下,故B错误: 为N极,根据安培定则,可知图乙中接线柱a接的是电源负 同理,a中电流垂直纸面向里,b中电 极,故B正确;若仅增大线圈中的电流,蟋线管产生的磁场堆 流垂直纸面向外时,P点的磁场方向 大,花盆悬浮得更高,故C正确;悬浮稳定后的花盆静止,受 水平向左,故C正确 bC 到的磁力与花盆重力二力平衡,则若仅增加线圈的匝数,再 7C 次悬浮稳定后的花盆受到的磁力不变,故D错误。故选BC 12.(1)前 (2)将电源正负极对换 将探管从另一端插人 (3)D(4)B 解析:(1)在对缓线管通电前必须对磁传感器进行调零,否则 a中电流垂直纸面向外,6中电流垂直纸而向里时,P点的础 会有误差。 场方向水平向右,故D错误 (2)若读数为负,要使读数出现正值可以将电流的方向反向。 7C 即将电源正负极对换,或者从另一端插入探管。 (3)减小通电蝶线管的电流后,蝶线管内的磁感应强度变小, 由于从蝶线管的另一端插入,磁传感器的读数可能为-3 C mT。故选D. 故选C. (4)通电蝶线管的内部可认为是匀强磁场,所以在中间位置 8.AB 通电直导线中电流方向自西向东,根据安培定则,放在 一定范围内磁场强度几乎不变,内部磁场比线管端口磁场 通电直导线附近等高的水平位置的小磁针所在位置,通电直 强度大,结合图像可知B正确。故选B。 导线产生的磁场竖直向上或竖直向下,所以小磁针不发生偏 练案[21] 转,故A正确;通电直导线中电流方向自东向西,根据安培定 则,放在通电直导线附近正上方的小磁针所在位置,通电直导 1.B 导线受到的磁场力F=BII,对于题图中给出的F-I图线 线产生的磁场水平向北,小磁针N极受力方向向北,所以小磁 直线的斜率k=B,由题图可知k.>h,又因A、B两点导线的 针不发生偏转,故B正确;通电直导线中电流方向自南向北 长度/相同,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,故 选B。 根据安培定则,放在通电直导线附近正下方的小磁针所在位 西,所以小磁针N极向西偏转,故C错误;通电直导线中电流 3.C 根据安培定则可知以直导线所在直径为界磁感线从一边 方向自北向南,根据安培定则,放在通电直导线附近正上方的 半圆进,从另一边半圆出,合磁通量为0,垂直圆面向上移动。 小磁针所在位置,通电直导线产生的磁场水平向西,小磁针N 沿直导线方向移动或绕则心转动,合磁通量仍为0.选项A、B. 极受力方向向西,所以小磁针N极向西偏转,故D错误。故 D错误;直导线沿圆面内垂直导线方向移动R,磁感线沿一个 选AB。 方向从整个因面穿过,磁通量增加,选项C正确 9.AB 根据题意可知,通电线圈的上方为N极,由安培定则可 4.ACa、bc三处的磁感应强度是三根通电导线所产生的磁感 知,电流由线圈下端流入,上端流出,则;端应接电源正极,故 应强度的叠加。根据安培定则可知左、右两根导线在a处的 A正确.C错误;软铁内部磁场由S一N.则软铁内的磁感线方 磁场方向相反,因为距离相等,所以磁感应强度大小相等,所 向朝向上方,故B正确;若滑动变阻器的滑片向上滑动,可变 以左,右两根导线在a处产生的磁感应强度的矢量和为零。a 电阻的电阻值调小,则线圈中的电流增大,玩偶的高度会上 处的磁感应强度等于下面导线在该处产生的磁感应强度,所 升,故D错误。故选AB 以a处的磁感应强度方向垂直于纸面向外;同理可知6处的 10.AC 甲图电流/.在B处产生的磁场方向垂直平面向里,所 磁感应强度等于右面的导线在该处产生的磁感应强度,所以& 以导线B受到的磁场力方向向左,同理,导线A受到的磁场 处的磁感应强度方向也垂直于纸面向外,三根通电导线在 力方向向右,所以两根直导线相互吸引并靠近,故A正确:甲 处产生的磁场方向均是垂直于纸面向里,所以合磁感应强度 -277-