高中人教版物理选修21 第二章磁场全章练习含答案.docx

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高中人教版物理选修21第二章磁场全章练习含答案

高中人教版物理选修2-1第二章磁场全章练习含答案

第一节磁场、磁性材料同步测试

一、单选题（共10题；共20分）

1.如图所示，将小磁针放到通电螺线管的附近，指向如右图则（　　）

A. a为通电螺线管的N极，b为电源的负极               

B. a为通电螺线管的S极，b为电源的负极

C. a为通电螺线管的N极，b为电源的正极               

D. a为通电螺线管的S极，b为电源的正极

2.如图所示，ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，静止时小磁针和直导线在同一竖直平面内，当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极向纸面里转动，则两导线中的电流方向（  ）

A. 一定都是向上                                                     

B. 一定都是向下

C. ab中电流向下，cd中电流向上                            D. ab中电流向上，cd中电流向下

3.如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针.现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的形响，则（  ）

A. 小磁针保持不动                                                  

B. 小磁针的N将向下转动

C. 小磁针的N极将垂直于纸面向里转动                   

D. 小磁针的N极将垂直于纸面向外转动

4.下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向，其中正确的是（  ）

A. 

B. 

C. 

D. 

5.某个磁场的磁感线如图所示，如果把一个小磁针放入磁场中，小磁针将（  ）

A. 向右移动；                      B. 向左移动；                      C. 顺时针转动；                      D. 逆时针转动

6.有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内部．当小磁针静止时，小磁针指向如图所示，其中是正确的（　　）

A. a                                           

B. b                                           

C. c                                           

D. d

7.如图所示，无限长导线，均通以恒定电流I．直线部分和坐标轴接近重合，弯曲部分是以坐标原点O为圆心的相同半径的一段圆弧，已知直线部分在原点O处不形成磁场，则图乙中O处磁感应强度和图甲中O处磁感应强度相同的是（　　）

A. 

      B. 

      C. 

      D. 

8.王爷爷退休后迷上了信鸽比赛，他饲养的信鸽小雪通体雪白，血统优秀，多次在“放飞﹣返回”比赛中获第一名．不知道让多少人羡慕！

王爷爷也很得意，为奖励小雪，王爷爷给它戴上一个非常漂亮的磁性头套．这样做对小雪在比赛中将（　　）

A. 不会影响它的导航                                              

B. 不利于它的导航

C. 有助于它的导航                                                  

D. 不能确定是否会最影响它的导航

9.以下用途的物体应该用软磁性材料的是

A. 录音磁带上的磁性材料                                       

B. 录像磁带上的磁性材料

C. 电脑用的磁盘                                                     

D. 录音机磁头线圈的铁芯

10.如图所示，小磁针放置在螺线管轴线的左侧。

当螺线管通以恒定电流时，不计其它磁场的影响，小磁针静止时N极的指向是（  ）

A. 向左                                     B. 向右                                     C. 向上                                     D. 向下

二、多选题（共3题；共9分）

11.在赤道处沿东西方向水平放置一根长直导线，导线正下方放一小磁针，下列现象可能发生的是（ ）

A. 长直导线通电时，小磁针仍然静止

B. 长直导线通电时，小磁针逆时针转动90°

C. 长直导线通电时，小磁针顺时针转动90°

D. 长直导线通电时，小磁针静止，将长直导线在水平面内稍作转动，小磁针转动近180°

12.安培的分子环流假设，可用来解释（  ）

A. 两通电导体间有相互作用的原因                         

B. 通电线圈产生磁场的原因

C. 永久磁铁产生磁场的原因                                    

D. 铁质类物体被磁化而具有磁性的原因

13.如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右端，则（ ）

A. 电源c端为负极       

B. 电源c端为正极       

C. 通电螺线管的a端是N极       

D. 通电螺线管的a端是S极

三、填空题（共4题；共6分）

14.通电螺线管右端的小磁针，静止时N极的指向如图所示，则电源的a端为________极（选填“正”或“负”），螺线管的c端为________极（选填“N”或“S”）

15.如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数________（“先减小后增大”“先增大后减小”“不变”）

16.一个带负电的橡胶圆盘，在垂直纸面的平面内，绕着处在纸面内的中心轴OO′高速旋转，转动方向如图所示，在其右面放置一个在水平面内可自由转动的小磁针，小磁针N极原先指向纸内，橡胶圆盘转动后，俯视观察小磁针将做________时针转动，最后静止时N极指向________方（不考虑地磁场的作用）.

17.如图所示，小磁针的正上方平行放置一根直导线，当导线中通过图示方向的电流时，小磁针的N极将垂直纸面________（填“向里“或“向外”）转动．

四、解答题（共1题；共5分）

18.自然界中的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是谁？

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】【解答】小磁针自由静止时，其左端的N极靠近螺线管的左端，根据异名磁极相互吸引，可以确定螺线管的左端为S极，a端为N极．

根据螺线管的右端为N极，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从右端流入，左端流出，因电源内部的电流方向由负极流向正极，所以b端的电源的正极，故C正确，ABD错误．

故选：

C．

【分析】根据小磁针的N极指向，利用磁极的作用，即可确定通电螺线管的N与S极，进而利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向，从而可以确定电源的正负极．

2.【答案】D

【解析】【解答】若两导线中的电流方向均向上，根据安培定则判断可知，小磁针N极向纸外面转动，与题意不符，故A错误；

若两导线中的电流方向均向下，根据安培定则判断可知，小磁针N极向纸外面转动，与题意不符，故B错误；

若ab中电流向下，cd中电流向上，根据安培定则判断可知，小磁针N极向纸外面转动，与题意不符，故C错误；

若ab中电流向上，cd中电流向下，根据安培定则判断可知，小磁针N极向纸里面转动，与题意相符，故D正确。

故选D 

【分析】根据电流方向，判断磁场方向，根据安培定则判断小此证的转动方向。

3.【答案】C

【解析】【分析】由右手螺旋定则可判断在电流的正下方磁场方向垂直纸面向里，小磁针静止时N极所指方向为磁场方向，故选C。

【点评】难度较小，掌握右手螺旋定则的判断方法，知道小磁针静止时N极所指方向为磁场方向。

4.【答案】D

【解析】【解答】解：

利用右手螺旋定测已知电流的方向、线圈的绕法，可以判定通电螺线管的南北极；已知线圈的绕法、螺旋管的N、S极，可以判断螺旋管中的电流方向；已知电流的方向、螺旋管的N、S极，可以判断螺旋管的绕法．

A、由右手螺旋定则可知，电流方向向下，故A错误；

B、由右手螺旋定则可知，磁场方向应该是逆时针，故B错误；

C、由右手螺旋定则可知，磁场方向应该是向右，故C错误；

D、由右手螺旋定则可知，磁场方向应该向上，故D正确；

故选：

D．

【分析】右手螺旋定则又称为安培定则，内容为：

用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极．

5.【答案】C

【解析】【分析】放入磁场中的小磁针N极所指的方向即为磁场的方向，所以小磁针将顺时针转动，C选项正确

故选C

【点评】本题属于容易题，可以用这种方法判断磁场的方向

6.【答案】D

【解析】【解答】解：

根据安培定则可知通电螺线管N极在右端，因此右侧磁场方向水平向右，小磁针c位置不对；上方磁场方向水平向左，所以小磁针d位置正确；左侧水平向右，a位置不对；内部水平向右，b位置不对，ABC不符合题意，D符合题意．

故答案为：

D．

【分析】当磁感线穿过小磁针时，磁感线与小磁针内部的磁感线应该重合，磁感线在磁体外部从N级到S级，内部相反。

7.【答案】A

【解析】【解答】由题意可知，图甲中O处磁感应强度的大小是其中一段在O点的磁场大小2倍，方向垂直纸面向里；A、根据右手螺旋定则可知，左上段与右下段的通电导线产生的磁场叠加为零，则剩余的两段通电导线产生的磁场大小是其中一段的在O点磁场的2倍，且方向垂直纸面向里，故A正确；

B、同理，四段通电导线在O点的磁场是其中一段在O点的磁场的4倍，方向是垂直向里，故B错误；

C、由上分析可知，右上段与左下段产生磁场叠加为零，则剩余两段产生磁场大小是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故C错误；

D、与C选项分析相同，四段在O点的磁场是其中一段在O点产生磁场的2倍，方向垂直纸面向外，故D错误；

故选：

A．

【分析】根据通电导线周围存在磁场，结合相同圆弧，则产生有磁感应强度大小，再根据右手螺旋定则可知，通电导线在O点的磁场方向，最后由矢量合成法则，即可求解．

8.【答案】B

【解析】【解答】由题意知，给信鸽戴上一个非常漂亮的磁性头套，由此可见，小磁铁产生的磁场干扰了信鸽的飞行方向，从而不能辨别方向．这说明鸽子体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向．故B正确，ACD错误；

故选：

B．

【分析】解答本题需要知道地球周围有磁场；而信鸽靠磁场的方向来飞行，即可得出结论．

9.【答案】D

【解析】【分析】磁性材料在我们生活中应用广泛，如：

磁卡、磁盘、磁带、电脑软盘、磁悬浮列车、录音机的磁头等；软磁性材料的磁性可根据需要进行控制，所以D材料属于软磁性材料，选D,

【点评】此题的关键是清楚软磁性材料的特点

10.【答案】A

【解析】【解答】由右手定则可知，闭合电键后，螺线管的左端是N极，根据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时N极的指向是向左，选项A正确。

故选A 

【分析】需要掌握利用右手定则判断螺旋管磁场，属于基础题。

二、多选题

11.【答案】A,D

【解析】【解答】解：

由于地球磁场的作用，小磁针静止时N极指向地球的北极，如果通电导线是南北方向放置的，则不论电流方向指向南还是指向北，小磁针静止时将偏离南北方向而指向东西方向，即磁针转动的角度接近90°．

如果通电导线是东西方向放置，通以由东向西的电流，通电导线在其下方产生的磁场方向向南，与地球磁场的方向相反，则小磁针被用手轻轻拨动一下，北极静止时N极由指向北方变为指向南边，转动近180°；

如果通以由西向东的电流，通电导线在其下方产生的磁场方向向北，与地球磁场的方向相同，则小磁针指向不变，

由上分析可知，故AD正确，BC错误．

故选：

AD．

【分析】知道通电导体周围存在着磁场，地磁场的方向．磁场的基本性质：

磁场对放入其中的磁体产生磁力作用．磁场方向跟电流方向有关，电流方向改变，磁场方向改变．掌握奥斯特实验表明的问题，并且掌握电流磁场大小和方向的影响因素，注意安培定则的应用．

12.【答案】C,D

【解析】【解答】解：

A、两通电导体有相互作用的原因是通过磁体之间的磁场的作用产生的，故A错误；

B、通电线圈产生磁场的原因是电流的周围存在磁场，与分子电流无关．故B错误；

C、安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故C正确；

D、安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流﹣﹣分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体．未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性．故D正确．

故选：

CD．

【分析】安培所提出的“分子电流”的假说．安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流﹣﹣分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体．未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显示出磁性．

13.【答案】B,D

【解析】【解答】解：

小磁针的N极水平向右，知螺线管内部的磁场方向向右，通电螺线管的a端是S极，b端是N极，

再根据右手螺旋定则知，电流在螺线管中的方向从c到d，则c端为电源的正极，d端为电源的负极，故AC错误，BD正确．

故选：

BD．

【分析】根据小磁针N极的指向确定螺线管内部的磁场方向，通过右手螺旋定则判断出电流的方向，从而确定出电源的正极．

三、填空题

14.【答案】正；S

【解析】【解答】小磁针N极向右，则由磁感线的特点可知，螺线管c端为N极；则由右手螺旋定则可得电流由a端流入螺线管再回到b端，故电源a端为电源的正极．

故答案为：

正，S

【分析】由小磁针的指向可知电磁铁磁场的方向，由磁感线的特点可知螺线管的磁极，由右手螺旋定则可知电源的正负极

15.【答案】先减小后增大

【解析】【解答】磁体上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右逐渐移动时，所受磁体的引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大

【分析】磁体上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，中间最弱。

16.【答案】顺；右

【解析】【解答】圆盘带负电，等效电流的方向与圆盘转动方向相反，即电流为顺时针。

用安培定则可以判断环形电流磁场指向右，所以小磁针顺时针转动，静止后N极指向右边。

【分析】圆盘带负电，等效电流的方向与圆盘转动方向相反，即电流为顺时针。

用安培定则可以分析判断小磁针转动情况。

17.【答案】向里

【解析】【解答】当导线中通过图示方向的电流时，根据安培定则判断可知，小磁针所在处磁场方向垂直纸面向里，小磁针N受力向里，S极受力向外，则小磁针N极转向里，S极转向读者．

故答案为：

向里．

【分析】当导线中通过图示方向的电流时，产生磁场，根据安培定则判断磁场的方向．小磁针处于磁场中，N极受力方向与磁场方向相同．根据磁场方向判断小磁针的转动方向．

四、解答题

18.【答案】奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验．奥斯特由于这个贡献而载入物理史册．

【解析】【解答】奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验．奥斯特由于这个贡献而载入物理史册．

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

高中人教版物理选修2-1第二章

第二节安培力与磁电式仪表同步测试

一、单选题（共10题；共20分）

1.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（　　）

A. 

B. 

C. 

D. 

2.如图7所示，通电直导线ab位于两平行导线横截面MN的连线的中垂线上，当平行导线通以同向等值电流时，以下说法中正确的是（    ）

A. ab顺时针旋转        B. ab逆时针旋转        C. a端向外，b端向里旋转        D. a端向里，b端向外旋转

3.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中间的上方固定一根

长直导线A，现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流，则磁铁受到 

桌面的支持力大小变化情况是                           （　　）

A. 不变                                

B. 减小图3                                

C. 增大                                

D. 无法判断

4.如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转动轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B="1"T的匀强磁场中，CO间距离10cm．当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开．则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为（  ）            

A. 电流方向C→O               B. 电流方向O→C               C. 电流大小为1A               D. 电流大小为0.5A

5.如图所示，匀强磁场中有一通电直导线，关于导线受到的安培力F，下列判断不正确的有（　　）

A. F方向向上     

B. F与电流大小有关     

C. F与磁感应强度大小有关     

D. F与导线在磁场中的长度有关

6.下面四幅图表示了磁感应强度B、电荷速度v和洛伦兹力F三者方向之间的关系，其中正确的是（  ）

A. 

B. 

C. 

D. 

7.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈圆心重合，当两线圈通入如图所示的电流时，从左向右看线圈L1将（  ）

A. 不动                         

B. 逆时针转动                         

C. 顺时针转动                         

D. 向纸面外运动

8.物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。

金属导体的载流子是自由电子，现代广泛应用的半导体材料分为两大类：

一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类是P型半导体，它的载流子为“空穴”，相当于带正电的粒子，如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直，长方体中通有方向水平向右的电流，设长方体的上下表面M、N的电势分别为φM和φN，则下列判断中正确的是（   ）

A. 如果是P型半导体，有φM>φN                           

B. 如果是N型半导体，有φM<φN

C. 如果是P型半导体，有φM<φN                           

D. 如果是金属导体，有φM<φN

9.如图所示，在匀强磁场中有一通电直导线，电流方向垂直纸面向里，则直导线受到安培力的方向是（　　）

A. 向上                                     B. 向下                                     C. 向左                                     D. 向右

10.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义。

从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用，现有来自宇宙的一束电子流以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时将（   ）

A. 相对于预定地点，稍向西偏转                             

B. 相对于预定地点稍向东偏转

C. 竖直向下沿直线射向地面                                    

D. 相对于预定地点，稍向北偏转

二、多选题（共3题；共9分）

11.关于磁场对通电直导线的作用力（安培力），下列说法正确的是（  ）

A. 通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用

B. 通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直

C. 通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直

D. 通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面

12.南极考察队队员在地球南极附近用弹簧秤竖直悬挂一还未通电的螺线管，如图所示，下列说法正确的是（  ）

A. 若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将减小

B. 若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将增大

C. 若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将增大

D. 若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将减小

13.如图所示，两金属导轨倾斜放置，匀强磁场垂直导轨平面向上，导轨左端连接电源、滑动变阻器，在导轨上垂直导轨放置一金属棒，开关闭合后金属棒静止，当滑动变阻器的滑片P由左端向右端滑动时，金属棒仍保持静止，在此过程中金属棒所受摩擦力（  ）

A. 一定减小                B. 可能一直增大                C. 可能先减小后增大                D. 可能先增大后减小

三、填空题（共4题；共9分）

14.在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，放置一根与磁场方向垂直的长度为0.4m的通电直导线，导线中电流为1A，则该导线所受安培力大小为________ N；若让直导线与磁场方向平行，则该导线所受的安培力大小为________ N．

15.如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直。

若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________。

16.如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________。

17.如图所示，把长为L的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，导体棒与磁场方向垂直，棒中通有电流I，则导体棒所受安培力的大小为________．为增大导体棒所受的安培力，可采用的方法是________（填一种方法即可）．

四、综合题（共2题；共