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课时跟踪检测(二十) 磁场及其描述
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1.假设地球的磁场特点类似于条形磁铁的磁场,并且忽略磁偏角的影响。假想有一天我们在南北极间开一条过地心的隧道,并且带着指南针在隧道里探险,下面说法正确的是 ( )
A.指南针南极总是指向地心
B.指南针南极总是指向地理南极
C.指南针南极总是指向地理北极
D.指南针不能在隧道里指示方向
2.某同学利用手机中的磁传感器检测地磁场的磁感应强度。在手机上建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面,如图甲所示。某次测量中,测得沿坐标轴方向的磁感应强度分别为21.00 μT、-0.06 μT、-30.56 μT,如图乙所示。该处的磁感应强度大小约为 ( )
A.9 μT B.21 μT C.37 μT D.51 μT
3.如图所示,P点的电场或磁场方向向下的是 ( )
A.甲图P点在两个等量同种负电荷的中垂线上
B.乙图P点在两个等量异种电荷的中垂线上
C.丙图P点在两根通以等大同向电流的直导线截面的中垂线上
D.丁图P点在两根通以等大反向电流的直导线截面的中垂线上
4.物理老师用图示装置演示奥斯特实验,水平直导线不通电时,导线下方的磁针恰好与导线平行。当直导线通一恒定直流电时,小磁针的N极指向西北方向,则通电直导线中的电流方向由 ( )
A.北→南 B.南→北 C.东→西 D.西→东
5.(双选)在物理学中,用物理量之比表示研究对象的某种性质,从而定义新物理量的方法叫比值定义法。在用比值定义磁感应强度B时,下列理解正确的是 ( )
A.这一比值不描述电流元的性质,也不描述磁场的性质
B.被定义的B跟定义式中的物理量描述的是同一研究对象
C.在定义B的同时,也就确定了B与F以及IL单位间的关系
D.在定义B的同时,也包含了利用相同电流元“比较”受磁场力大小的思维方法
6.(双选)如图所示,E、F分别表示蓄电池两极,P、Q分别表示螺线管两端。当闭合开关时,发现小磁针N极偏向螺线管Q端。下列判断正确的是 ( )
A.F为蓄电池正极
B.螺线管P端为S极
C.流过电阻R的电流方向向下
D.螺线管内磁场方向由Q指向P
7.(双选)法拉第为描述场的性质而提出场线的假设。如图是场线中的一部分,点A、P、Q处于中央同一直线上,P、Q关于中垂线对称,以下判断错误的是 ( )
A.可能是两个同种电荷产生的电场线
B.可能是条形磁铁产生磁场的磁感线
C.无论是电场还是磁场,P、Q处场的强度、方向相同
D.无论是电场还是磁场,A、P处场的方向相反
8.(双选)如图,两个相同的条形磁铁正对平行放置在水平面上,虚线与两个磁铁的轴线在同一个平面内互相平行,且虚线到两个磁铁的距离相等。虚线上有O、A、A'三点,O点在两个磁铁的中心连线上,且OA=OA',由此可知 ( )
A.O点的磁感应强度为零
B.O点的磁场方向沿OA方向
C.将一小磁针置于A点,静止时N极沿OA方向
D.将一小磁针置于A'点,静止时N极沿OA'方向
9.冰箱门软磁条的外部磁感线正面图如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.磁感线越密的地方磁场越弱
B.软磁条内部a应为N极
C.磁感线与电场线一样真实存在于空间之中
D.软磁条内部a、b之间的磁感线方向应为a指向b
10.某充气泵的结构如图所示,当电磁铁通入电流时,可吸引或排斥上部的小磁体,从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用,达到充气的目的。电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料,硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性,而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。为了可以不断充气,下列说法正确的是 ( )
A.小磁体的下端一定为N极
B.小磁体的下端一定为S极
C.充气泵电磁铁的铁芯应该用硬磁性材料
D.充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料
11.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是 ( )
A.图甲中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B.图乙中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
C.图丙中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D.图丁中环形导线通电后,其中心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
12.如图,小磁针放置在水平面内的O点,四个距O点相同距离的螺线管A、B、C、D,其中心轴均通过O点,且与坐标轴的夹角均为45°。设小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为θ,在四个螺线管没有通电的情况下θ=0°。若四个螺线管中分别通有I、2I、3I、4I的电流,方向如图所示,则θ为 ( )
A.45° B.90° C.135° D.180°
13.(12分)如图甲、乙所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下,求通电螺线管中的磁感应强度B。
已知:CD段导线长度为4×10-2 m,电流天平平衡时钩码重力为4×10-5 N,通过导线的电流为0.5 A。
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课时跟踪检测(二十)
1.选C 假设地球的磁场特点类似于条形磁铁的磁场,并且忽略磁偏角的影响,则地理南极为磁场N极,地理北极为磁场S极。假想有一天我们在南北极间开一条过地心的隧道,并且带着指南针在隧道里探险,由于条形磁铁内部磁场方向由S极指向N极,即从地理北极指向地理南极,所以指南针北极总是指向地理南极,指南针南极总是指向地理北极,故选C。
2.选C 该处磁感应强度大小为B=≈37 μT,故选C。
3.选D 由等量同种负电荷的电场线分布情况可知,题图甲中P点电场方向向上,A错误;由等量异种电荷的电场线分布情况可知,题图乙中P点电场方向水平向左,B错误;由安培定则可知,两根通以等大同向电流的直导线在中垂线上P点产生的合磁场方向水平向左,C错误;由安培定则可知,两根通以等大反向电流的直导线在中垂线上P点产生的合磁场方向向下,D正确。
4.选B 地磁场的方向是从磁场北极到磁场南极,地磁南北极与地理南北极刚好相反,故在地磁场的影响下,小磁针的N极指向北方;通恒定电流后,小磁针的N极指向西北方向,则恒定电流在小磁针位置产生的磁场方向偏向西方,根据安培定则知,所通的电流自南向北,故B正确,A、C、D错误。
5.选CD 这一比值不描述电流元的性质,描述磁场的性质,即对垂直放入其中的电流元有力的作用,故A错误;被定义的B描述磁场的强弱及方向,而定义式中的物理量描述电流元受力情况,故B错误;在定义B的同时,也就确定了B与F以及IL单位间的关系,即1 T=1,故C正确;在定义B的同时,也包含了利用相同电流元“比较”受磁场力大小的思维方法,即控制变量法,故D正确。
6.选AD 闭合开关后,小磁针N极偏向螺线管Q端,说明小磁针所在位置磁场方向向左,即螺线管的P端为N极,Q端为S极,螺旋管内部的磁场方向由Q指向P,由安培定则可知,电流从蓄电池的右端流出、左端流入,因此,F为正极,E为负极,流过电阻R的电流方向向上,故B、C错误,A、D正确。
7.选AD 由题图可知,场线从左侧的场源发出,终止于右侧的场源,所以不可能是两个同种电荷产生的电场线,可能是条形磁铁产生磁场的磁感线,故A错误,B正确;无论是电场还是磁场,根据对称性可知P、Q处场的强度、方向相同,故C正确;若是电场,则A、P处电场方向相反;若是磁场,则P左侧为N极,Q右侧为S极,在磁铁内部,磁感线由S极出发终止于N极,所以此时A、P处磁场的方向相同,故D错误。
8.选BD 在磁铁的外部,磁感线从N极指向S极,又由于对称性可知,O点的磁感应强度方向沿OA方向水平向左,A错误,B正确;根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知,将一小磁针置于A点,静止时N极沿AO方向水平向右;将一小磁针置于A'点,静止时N极沿OA'方向水平向右。C错误,D正确。
9.选D 根据磁感线的特点可知,磁感线越密的地方磁场越强,A错误;磁感线在磁体外部从N极指向S极,在磁体内部从S极指向N极,由题图可知,软磁条外部磁感线从b指向a,则软磁条内部a为S极,b为N极,磁感线是闭合曲线,在软磁条内部磁感线从a指向b,故B错误,D正确;磁感线和电场线是为了描述磁场和电场而假想的曲线,实际是不存在的,C错误。
10.选D 小磁体的下端是N极还是S极,都可以实现吸引或者排斥的效果,A、B错误;充气泵电磁铁的铁芯应该用软磁性材料,因为软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性,C错误,D正确。
11.选C 根据安培定则,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,故A错误;磁感线是闭合曲线,在磁体内部从S极指向N极,故B错误;根据右手螺旋定则,直导线下方有垂直纸面向里的磁场,小磁针的N极向纸面内转动,故C正确;根据右手螺旋定则,环形导线内部有垂直纸面向外的磁场,小磁针的N极向纸面外转动,故D错误。
12.选D 根据安培定则可判断通电螺线管电流在O点形成的磁场方向,如图所示。通电螺线管在O点形成的磁感应强度的大小与通电电流大小成正比关系,根据矢量运算法则,可知O点的合磁场方向沿y轴负方向,故小磁针的N极指向y轴负方向。小磁针的N极从y轴顺时针转动的角度为θ=180°,D正确,A、B、C错误。
13.解析:由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m。
电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G,由磁感应强度的定义式B=得:B== T=2×10-3 T,所以,通电螺线管中的磁感应强度为2×10-3 T。
答案:2×10-3 T
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