1、综合检测(五)第5章磁场(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分共42分每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内)1(2012海口高二检测)1954年，我国地质探矿队伍发现，在山东某地一面积约4万平方公里地区的地磁场十分异常据此，勘探队伍推测该地区地下可能蕴藏着()A铜矿B铁矿C煤矿D石油【解析】引起地磁场异常的矿物质一定具有磁性，故该地区地下可能蕴藏着铁矿【答案】B2关于电流的磁场，下列说法正确的是()A直线电流的磁场只分布在垂直于导线的某一个平面内B直线电流的磁感线是一些同心圆，距离导线越远处磁感线越密C通电螺线管外部的磁场分布与条形磁
2、铁相同，在螺线管内部无磁场D直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场方向都可以用安培定则来判定【解析】直线电流的磁感线分布在垂直于导线的无数个平面内，且是以导线上各点为圆心的同心圆，选项A、B均错，在通电螺线内部磁感线从S到N，选项C错误，因此选项D正确【答案】D3.图1(2012凉山高二检测)如图1所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐靠近(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A逐渐增大 B逐渐减小C保持不变 D不能确定【解析】由通电导线产生的磁场的特点知，当线圈靠近导线时，穿过线圈的磁感应强度变大，线圈的面积不变，所以穿过线圈的磁通量增大，故A正确，B、C、
3、D错误【答案】A4.图2如图2所示，处于同一平面内的两根平行长直导线中通有方向相反、大小不同的电流，这两根导线把它们所在的平面分成a、b、c三个区域，则磁感应强度为零的区域()A可能出现在b区B可能出现在a区C可能同时出现在a、c区D可能出现在c区【解析】由安培定则可判断磁感应强度为零的区域可能出现在a、c区【答案】BD5(2012汉中期末)如图3所示，两个同心放置的同平面的金属圆环，条形磁铁穿过圆环中心且与两金属圆环平面垂直则通过两金属圆环的磁通量相比较()图3Aab BabCab D不能比较【解析】由于磁感线是闭合曲线，在磁体的内部是由S极指向N极，在磁体的外部是由N极指向S极，又由于穿过
4、线圈的磁通量为合磁通量，故选项A正确【答案】A6.图4如图4所示，带负电的金属环绕其轴OO匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将()AN极竖直向上BN极竖直向下CN极水平向左D小磁针在水平面内转动【解析】带电金属环形成逆时针电流(从右向左看)，据安培定则可以确定，通过金属环轴OO处的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方，C项正确【答案】C7.图5弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极一端位于未通电的螺线管正上方，如图5所示，下列说法正确的是()A若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变B若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大C若
5、将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小D若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大【解析】本题考查通电螺线管磁场与安培定则的综合应用a接正极，b接负极时，由安培定则可知，螺线管上端为N极，与磁铁排斥，弹簧测力计示数减小，A、B均错；b接正极，a接负极时，螺线管上端为S极，与条形磁铁吸引，使弹簧测力计示数增大，D正确，C错故正确答案为D.【答案】D二、非选择题(本题共5个小题，共58分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8(8分)如图6所示，abcd是一环形导线，在b、c处用软导线与一直导线PQ接通，图中标出了环中电流产生的磁场的磁感线的方向，则电源
6、的_端为正极，放在PQ下方的小磁针的_极将转向纸外图6【解析】根据图中磁场方向结合安培定则可知电流为dcba，故右端为电源正极PQ的电流由QP，其下方磁场方向垂直纸面向外故小磁针的N极转向纸外【答案】右N9.图7(8分)如图7所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图所示，另在导线环所在平面内画一个圆B，则B内的磁通量_零(填“是”或“不是”)若不是零，则磁通量是_(填“穿进”或“穿出”)【解析】由安培定则可知导线环A产生的磁场的磁感线在环A内密且方向垂直环面向里环外疏且方向向外则穿过B内的磁通量不是零且为穿进【答案】不是穿进10.图8(14分)(2012福州一中高二检测)三根平行长直导线，分别
7、垂直通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图8所示现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为B，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？【解析】根据安培定则，I1和I3在O点处产生的磁感应强度的方向相同，大小均为B，合成大小为2B，I2在O点产生的磁感应强度与I1和I3产生的合磁感应强度垂直，如图所示由大小均为B可知，O点处实际磁感应强度的大小BOB.设BO与斜边夹角为，则：tan 2.所以arctan 2.【答案】B方向与斜边夹角为arctan 211(14分)如图9所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0 cm，现
8、在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm,10匝；B线圈半径为2.0 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝问：图9(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？(2)当磁场方向转过30角的过程中，C中的磁通量改变多少？【解析】(1)A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈中的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈中的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A，1B1R2磁通量的改变量：|21|(0.80.4)3.14(102)2 Wb1.2
9、56104 Wb.对线圈B，|21|(0.80.4)3.14(102)2 Wb1.256104 Wb.(2)原图中线圈平面与磁场方向垂直，若用公式BSsin 求磁通量，此时190，当磁场方向转过30角时，磁场方向与线圈平面之间的夹角为260.对线圈C：设C线圈的半径为r，1Br2sin 12Br2sin 2磁通量的改变量：|21|Br2(sin 90sin 60)0.83.14(5103)2(10.866) Wb8.4106 Wb.【答案】(1)A：1.256104 WbB：1.256104 Wb(2)8.4106 Wb12.图10(14分)如图10所示为发电机的原理图发电机转子为一边长为0.
10、3 m的正方形线圈，处于B0.5 T的匀强磁场中(1)当线圈平面与磁场方向夹角为45时，穿过线圈的磁通量是多少？(2)当线圈以ab边为轴沿顺时针方向转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？(3)当线圈以ab边为轴沿逆时针方向转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量是多少？【解析】(1)由BS得：BSsin 45BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb.(2)初状态时，1BL2sin 450.50.32 Wb3.2102 Wb末状态磁感线由反面穿入，正面穿出，如图，则：2BL2sin 453.2102 Wb则121(3.21023.2102) Wb6.4102 Wb只考虑其大小，16.4102 Wb.(3)初态与末态时，穿过线圈的磁通量相同，都是从同一面穿入和穿出，如图，则：20.【答案】(1)3.2102 Wb(2)6.4102 Wb(3)0