摘要:
**基本信息**
高中物理“初识电磁场与电磁波”单元基础达标复习卷,涵盖电磁感应、磁场叠加等核心知识点,通过实验探究与实际应用情境,适配单元复习巩固需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题/40分|电磁学史(如密立根油滴实验)、电磁辐射防护、感应电流产生条件(如线圈运动与磁场关系)|结合科学史考查科学态度与责任,通过线圈与磁场相对运动情境培养科学思维中的模型建构|
|非选择题|2题/18分|电磁感应实验(楞次定律应用、实验现象分析)|以探究实验为载体,考查科学探究中的证据分析与结论推导|
|计算题|3题/42分|地磁场测量(智能手机磁传感器)、立体空间磁场叠加(正方体导线模型)、交变电流磁通量计算|结合科技情境(手机磁传感器)体现物理观念,通过立体模型计算提升科学推理能力,契合高考对实际应用的考查趋势|
内容正文:
第5章 初识电磁场与电磁波 章节复习
(分层作业-基础达标练)(解析版)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。)
1.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是( )
A.密立根通过油滴实验,计算出元电荷的带电量
B.为了得出同实验相符的黑体辐射公式,爱因斯坦提出了能量子假说
C.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,发现阴极射线由带负电的粒子组成
D.卢瑟福通过粒子散射实验,提出原子核式结构模型
2.以下关于预防电磁辐射的做法,不正确的是( )
A.移动电话应尽量避免长时间使用
B.注意人体与家用电器保持一定的距离
C.高压线、变电站、电台、电视台旁边兴建住宅区
D.不要把家用电器摆放得过于集中
3.下图中金属圆环均带有绝缘外皮,A项中直导线与圆环在同一平面内,B项中直导线与环面垂直,C项中直导线在圆环水平直径正上方且与直径平行,D项中直导线与圆环接触且与圆环直径重合,当电流增大时,环中有感应电流的是( )
A. B.
C. D.
4.如图,通有恒定电流的直导线竖直放置,和导线在同一平面有矩形闭合导线圈abcd,线圈ab平行直导线,当线圈做下面几种运动时,线圈中不会产生感应电流的是( )
A.线圈ab边平行于直导线向上移动
B.线圈ab边垂直于直导线向右移动
C.线圈以ab边为轴,cd边向纸里的方向转动角
D.线圈以ad边为轴,bc边向纸里的方向转动角
5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )
A.使通电螺线管中的电流发生变化
B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动
C.使线圈a以MN为轴转动
D.使线圈绕垂直于MN的直径转动
6.如图所示,两平行长直导线A、B垂直纸面放置,两导线中通以大小相等、方向相反的电流,P、Q两点将两导线连线三等分,已知P点的磁感应强度大小为B1,若将B导线中的电流反向,则P点的磁感应强度大小为B2,则下列说法不正确的是( )
A.A、B两导线中电流反向时,P、Q两点的磁感应强度相同
B.A、B两导线中电流同向时,P、Q两点的磁感应强度相同
C.若将B导线中的电流减为零,P点的磁感应强度大小为
D.若将B导线中的电流减为零,Q点的磁感应强度大小为
7.已知通有恒定电流I的无限长直导线产生的磁场,磁感应强度与该点到导线的距离成反比如图,有三根无限长、通有大小一样电流的直导线a、b、c等间距放置,其中b中电流与a、c相反,此时与距离都相等的P点(未画出)磁感应强度为B,现取走导线a,则P点的磁感应强度为( )
A.B B. C. D.
8.如图,纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线、,中的电流方向向上,中的电流方向向右;的右边有、两点,它们相对于对称。整个系统处于某匀强磁场中,该匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向外。已知、两点的磁感应强度大小分别为和,方向垂直于纸面向里。则( )
A.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向内
B.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外
C.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向内
D.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外
9.下列各图中,已标出电流I及电流所产生磁场的磁感应强度B的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
10.一个金属圆环水平放置在如图所示的非匀强磁场中,下列不能使圆环中产生感应电流的是( )
A.使圆环绕过圆心的水平轴转动
B.保持圆环水平并在磁场中上下移动
C.保持圆环水平并在磁场中左右移动
D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动
非选择题部分
二、非选择题(本题共2小题,每小题9分,共18分)
11.用如图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。
(1)当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转,下列说法哪些是正确的( )
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转
C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏
(2)某同学在实验过程中发现,灵敏电流计的指针摆动很小,如果电路连接正确,接触也良好,原因可能是电流计灵敏度较低、线圈电阻较大,除此以外还可能是因为________。(写一种可能原因)
12.某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中,她选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵敏电流计的情况下,电流计的指针恰好指在刻度盘中央。
(1)她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲,由此可知电流从灵敏电流计的_______接线柱流入,指针往左偏;若电流从灵敏电流计的右接线柱流入,则指针往_______偏。均选填“左”或“右”
(2)为了探究电磁感应规律,该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是_______选填“向上拔出”或“向下插入”。
(3)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好,A线圈已插入B线圈中,她合上开关后,灵敏电流计的指针向左偏了一下,若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可采取的操作是_______。
A.在A线圈中插入铁芯 B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向右滑动 D.变阻器的滑片向左滑动
(4)通过本实验可以得出:感应电流产生的磁场,总是_____________________________。
三、计算题(本大题共3小题,第13题12分,第14题14分,第15题16分,共42分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
13.智能手机存在磁传感器,安装合适的软件后,利用手机可以测量地磁场的磁感应强度。在某地,科技小组将手机水平放置,以手机屏幕所在的平面为xOy面,垂直手机屏幕向上为z轴正方向,手机软件显示数据如图所示。
(1)求该地的磁感应强度大小;
(2)该科技小组紧接着模拟奥斯特实验,将通电直导线沿y轴方向放置,电流方向沿y轴正方向,小磁针放置在导线的正下方,小磁针稳定后,小磁针N极轴线与y轴正方向成60°角,偏向x轴负方向,已知小磁针只能在水平面内转动,求导线在该点产生的磁感应强度的大小。
14.已知通电的长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为,其中I为电流强度,r为该位置到长直导线的距离,k为常数。如图所示。现有通电的两根长直导线分别固定在正方体abcde-efgh的两条边dh和hg上,彼此绝缘,电流方向分别由d流向h、由h流向g、dh中电流与hg中电流大小相等,dh中的电流在c点产生的磁感应强度为B。不计导线的粗细,求a、e两点的磁感应强度的大小分别是多少?
15.如图所示,密绕n=100匝细导线、面积的矩形线框abcd,放置在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,线框绕位于线框平面内且垂直磁场的中轴以角速度匀速转动。图示为线框平面与磁场垂直的位置。求:
(1)当线框处于图示位置时,穿过线框平面的磁通量是多少?
(2)在线框从图示位置绕轴转过60°角的过程中,穿过线框平面磁通量的变化量是多少?
(3)若以图示位置为计时起点开始计时,写出穿过线框平面的磁通量与时间t的关系式。
此时穿过线框平面的磁通量与时间的关系式为
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第5章 初识电磁场与电磁波 章节复习
(分层作业-基础达标练)(解析版)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。)
1.在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。下列说法不符合历史事实的是( )
A.密立根通过油滴实验,计算出元电荷的带电量
B.为了得出同实验相符的黑体辐射公式,爱因斯坦提出了能量子假说
C.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,发现阴极射线由带负电的粒子组成
D.卢瑟福通过粒子散射实验,提出原子核式结构模型
【答案】B
【详解】A.密立根通过油滴实验测得了元电荷的电量,选项A正确,不符合题意;
B.为了得出同实验相符的黑体辐射公式,普朗克提出了能量子假说,选项B错误,符合题意;
C.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转,发现阴极射线由带负电的粒子组成,选项C正确,不符合题意;
D.卢瑟福发现了质子,而查德威克用实验发现了中子的存在,此后卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子核式结构模型,选项D正确,不符合题意。
故选B。
2.以下关于预防电磁辐射的做法,不正确的是( )
A.移动电话应尽量避免长时间使用
B.注意人体与家用电器保持一定的距离
C.高压线、变电站、电台、电视台旁边兴建住宅区
D.不要把家用电器摆放得过于集中
【答案】C
【详解】A.移动电话在使用时有电磁辐射,避免长时间使用可预防辐射,故A正确;
B.家用电器在工作时具有一定的电磁辐射,人体与其保持一定的距离,可预防辐射,故B正确;
C.高压线、变电站、电台、电视台旁边具有较强的电磁辐射,不适宜修建住宅区,故C错误;
D.不要把家用电器摆放得过于集中,避免摆放处的电磁辐射太强,故D正确。
本题要求选择错误的,故选C。
3.下图中金属圆环均带有绝缘外皮,A项中直导线与圆环在同一平面内,B项中直导线与环面垂直,C项中直导线在圆环水平直径正上方且与直径平行,D项中直导线与圆环接触且与圆环直径重合,当电流增大时,环中有感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.图中电流变化,线圈中磁通量变化,线圈中有感应电流,故A正确;
B.图中线圈平面与电流产生的磁感线平行,因此回路中磁通量始终为零,没有感应电流,故B错误;
CD.图中线圈回路中磁通量均为零,故都没有感应电流,故CD错误。
故选A。
4.如图,通有恒定电流的直导线竖直放置,和导线在同一平面有矩形闭合导线圈abcd,线圈ab平行直导线,当线圈做下面几种运动时,线圈中不会产生感应电流的是( )
A.线圈ab边平行于直导线向上移动
B.线圈ab边垂直于直导线向右移动
C.线圈以ab边为轴,cd边向纸里的方向转动角
D.线圈以ad边为轴,bc边向纸里的方向转动角
【答案】A
【详解】A.线圈ab边平行于直导线向上移动, 穿过线圈的磁通量不变,不会产生感应电流,故A正确;
B.线圈ab边垂直于直导线向右移动, 穿过线圈的磁通量减小,会产生感应电流,故B错误;
C.线圈以ab边为轴,cd边向纸里的方向转动角,穿过线圈的磁通量减小,会产生感应电流,故C错误;
D.线圈以ad边为轴,bc边向纸里的方向转动角,穿过线圈的磁通量减小,会产生感应电流,故D错误。
故选A。
5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心轴线恰和线圈的一条直径MN重合.要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有( )
A.使通电螺线管中的电流发生变化
B.使螺线管绕垂直于线圈平面且过线圈圆心的轴转动
C.使线圈a以MN为轴转动
D.使线圈绕垂直于MN的直径转动
【答案】D
【详解】ABC.在A.B.C三种情况下,穿过线圈a的磁通量始终为零,因此不产生感应电流,ABC错误;
D.当线圈绕垂直于MN的直径转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,会产生感应电流,D正确。
故选D。
6.如图所示,两平行长直导线A、B垂直纸面放置,两导线中通以大小相等、方向相反的电流,P、Q两点将两导线连线三等分,已知P点的磁感应强度大小为B1,若将B导线中的电流反向,则P点的磁感应强度大小为B2,则下列说法不正确的是( )
A.A、B两导线中电流反向时,P、Q两点的磁感应强度相同
B.A、B两导线中电流同向时,P、Q两点的磁感应强度相同
C.若将B导线中的电流减为零,P点的磁感应强度大小为
D.若将B导线中的电流减为零,Q点的磁感应强度大小为
【答案】B
【详解】A.根据对称性可知,A、B两导线中电流反向时,P、Q两点的磁感应强度相同,故A正确,不符合题意;
B.A、B两导线中电流同向时,P、Q两点的磁感应强度大小相等,方向相反,故B错误,符合题意;
C.设A导线中电流在P点产生的磁场磁感应强度大小为BA,B导线中电流在P点产生的磁场磁感应强度大小为BB,两导线中通以大小相等、方向相反的电流时,,若将B导线中的电流反向,则,求得,,若将B导线中的电流减为零,P点的磁感应强度大小为,故C正确,不符合题意;
D.若将B导线中的电流减为零,Q点的磁感应强度大小为,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.已知通有恒定电流I的无限长直导线产生的磁场,磁感应强度与该点到导线的距离成反比如图,有三根无限长、通有大小一样电流的直导线a、b、c等间距放置,其中b中电流与a、c相反,此时与距离都相等的P点(未画出)磁感应强度为B,现取走导线a,则P点的磁感应强度为( )
A.B B. C. D.
【答案】C
【详解】设P到a、b距离分别为x,则到c的距离为3x,a在P点产生的场强向内,设为,则c在P点产生的场强向外,大小为,因此
得
撤去a导线后,P点的磁感应强度为b、c两导线在P点产生场强的叠加
故C正确。
故选C。
8.如图,纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线、,中的电流方向向上,中的电流方向向右;的右边有、两点,它们相对于对称。整个系统处于某匀强磁场中,该匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于纸面向外。已知、两点的磁感应强度大小分别为和,方向垂直于纸面向里。则( )
A.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向内
B.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外
C.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向内
D.流经的电流在点产生的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外
【答案】C
【详解】设在、两点产生的磁感应强度为,在、两点产生的磁感应强度大小为,则在、两点的磁感应强度为
,
解得
,
故选C。
9.下列各图中,已标出电流I及电流所产生磁场的磁感应强度B的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由安培定则可知,直线电流I的方向向外,则电流产生的磁场的磁感应强度B的方向是逆时针方向的同心圆,故A错误;
B.由安培定则可知,直线电流I的方向向上,则电流产生的磁场的磁感应强度B的方向右侧向里,左侧向外,故B错误;
C.由安培定则可知,通电螺线管电流I从右向左,在内部产生磁场的磁感应强度B的方向应向右,故C错误;
D.由安培定则可知,环形电流I中心产生磁场的磁感应强度B的方向向上,故D正确。
故选D。
10.一个金属圆环水平放置在如图所示的非匀强磁场中,下列不能使圆环中产生感应电流的是( )
A.使圆环绕过圆心的水平轴转动
B.保持圆环水平并在磁场中上下移动
C.保持圆环水平并在磁场中左右移动
D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动
【答案】D
【详解】A.使圆环绕过圆心的水平轴转动,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,A错误;
B.保持圆环水平并在磁场中上下移动时,穿过线圈的磁通量发生改变,产生感应电流,B错误;
C.保持圆环水平并在磁场中左右移动,穿过线圈的磁通量改变,产生感应电流,C错误;
D.保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动,穿过线圈的磁通量不变,不产生感应电流,D正确。
故选D。
非选择题部分
二、非选择题(本题共2小题,每小题9分,共18分)
11.用如图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。
(1)当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转,下列说法哪些是正确的( )
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转
C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏
(2)某同学在实验过程中发现,灵敏电流计的指针摆动很小,如果电路连接正确,接触也良好,原因可能是电流计灵敏度较低、线圈电阻较大,除此以外还可能是因为________。(写一种可能原因)
【答案】 AC/CA 磁铁运动得较慢或者磁铁的磁场较弱
【详解】(1)[1]依题意,可知当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转;当有电流从电流表的负极流入时,指针向左偏转;
A.由楞次定律可知,当把磁铁N极向下插入线圈时,感应电流从负极流入,电流表指针向左偏,故A正确;
B.由楞次定律可知,当把磁铁N极从线圈中拔出时,感应电流从正极流入,电流表指针向右偏转,故B错误;
C.保持磁铁在线圈中静止,穿过线圈的磁通量不变,不产生感应电流,电流表指针不发生偏转,故C正确;
D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,穿过线圈的磁通量不变,不产生感应电流,电流表指针不偏转,故D错误。
故选AC。
(2)[2]感应电流是由于导体在磁场中作切割磁感线运动而产生的,如果电路连接正确,接触也良好,原因可能是检流计灵敏度较低、线圈电阻较大,除此以外还可能是因为磁铁运动得较慢或者磁铁的磁场较弱。
12.某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中,她选择了一个灵敏电流计G,在没有电流通过灵敏电流计的情况下,电流计的指针恰好指在刻度盘中央。
(1)她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中,电流计的指针如图甲,由此可知电流从灵敏电流计的_______接线柱流入,指针往左偏;若电流从灵敏电流计的右接线柱流入,则指针往_______偏。均选填“左”或“右”
(2)为了探究电磁感应规律,该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联,如图乙。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是_______选填“向上拔出”或“向下插入”。
(3)该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好,A线圈已插入B线圈中,她合上开关后,灵敏电流计的指针向左偏了一下,若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可采取的操作是_______。
A.在A线圈中插入铁芯 B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向右滑动 D.变阻器的滑片向左滑动
(4)通过本实验可以得出:感应电流产生的磁场,总是_____________________________。
【答案】(1) 左 右
(2)向上拔出
(3)BC
(4)阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【详解】(1)[1]根据题图甲可知,电流从灵敏电流计的左接线柱流入,指针往左偏;
[2]则电流从灵敏电流计的右接线柱流入时,指针往右偏;
(2)由题图乙可知,螺线管中的电流方向为顺时针方向从上往下看,根据安培定则,螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下;条形磁铁在螺线管中的磁场方向原磁场方向竖直向下,可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减小,所以条形磁铁向上拔出线圈;
(3)A.合上开关后,灵敏电流计的指针向左偏了,说明B线圈中磁通量增加时,电流计指针向左偏;现在要使灵敏电流计的指针向右偏转,因此穿过B线圈的磁通量应该减小;在A线圈中插入铁芯,穿过B线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针左偏,故A错误;
B.拔出A线圈,则穿过B线圈的磁通量减小,灵敏电流计右偏,故B正确;
C.由题图丙可知,变阻器的滑片向右滑动,电路中的电流减小,线圈A的磁感应强度减小,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计右偏,故C正确;
D.同理变阻器的滑片向左滑动,灵敏电流计左偏,故D错误。
故选BC。
(4)通过本实验可以得出:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。故填阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
三、计算题(本大题共3小题,第13题12分,第14题14分,第15题16分,共42分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
13.智能手机存在磁传感器,安装合适的软件后,利用手机可以测量地磁场的磁感应强度。在某地,科技小组将手机水平放置,以手机屏幕所在的平面为xOy面,垂直手机屏幕向上为z轴正方向,手机软件显示数据如图所示。
(1)求该地的磁感应强度大小;
(2)该科技小组紧接着模拟奥斯特实验,将通电直导线沿y轴方向放置,电流方向沿y轴正方向,小磁针放置在导线的正下方,小磁针稳定后,小磁针N极轴线与y轴正方向成60°角,偏向x轴负方向,已知小磁针只能在水平面内转动,求导线在该点产生的磁感应强度的大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)该地的磁感应强度的x轴分量大小为,y轴分量大小为,z轴分量大小为,根据磁感应强度叠加符合平行四边形定则可知该地的磁感应强度大小
解得
(2)如图所示,通电直导线产生的磁场沿x轴负方向,则x轴方向的合磁场为
小磁针N极轴线与y轴正方向成60°角,偏向x轴负方向,可知
解得
14.已知通电的长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为,其中I为电流强度,r为该位置到长直导线的距离,k为常数。如图所示。现有通电的两根长直导线分别固定在正方体abcde-efgh的两条边dh和hg上,彼此绝缘,电流方向分别由d流向h、由h流向g、dh中电流与hg中电流大小相等,dh中的电流在c点产生的磁感应强度为B。不计导线的粗细,求a、e两点的磁感应强度的大小分别是多少?
【答案】,
【详解】设正方体的边长为 L,则,
dh中的电流在a点产生的磁感应为
dh中的电流在a点产生的磁感应为
方向a指向b如图所示。
hg中的电流在a点产生的磁感应为
方向垂直ha如图所示。
由图可知B1和B2垂直,a点的磁感应强度大小为
dh中的电流在e点产生的磁感应为
方向 e 指向 f 如图所示。
hg中的电流在 e 点产生的磁感应为
方向e指向a如图所示。
由图可知 B3和 B4垂直,e 点的磁感应强度大小为
15.如图所示,密绕n=100匝细导线、面积的矩形线框abcd,放置在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,线框绕位于线框平面内且垂直磁场的中轴以角速度匀速转动。图示为线框平面与磁场垂直的位置。求:
(1)当线框处于图示位置时,穿过线框平面的磁通量是多少?
(2)在线框从图示位置绕轴转过60°角的过程中,穿过线框平面磁通量的变化量是多少?
(3)若以图示位置为计时起点开始计时,写出穿过线框平面的磁通量与时间t的关系式。
【答案】(1)
(2)磁通量减少了
(3)
【详解】(1)线框处于图示位置时,穿过线框平面的磁通量
(2)在线框从图示位置绕轴转过60°角时的磁通量
穿过线框平面磁通量的变化量
即穿过线框平面的磁通量减少了。
(3)若以图示位置为计时起点开始计时
t时间线圈转动的角度
此时穿过线框平面的磁通量与时间的关系式为
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