江苏省泰州中学物理第十三章 电磁感应与电磁波专题试卷
一、第十三章 电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难)
1.如图甲,一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝,式中r是A点到直导线的距离.在图乙中是一电流强度为I的通电圆环,O是圆环的圆心,圆环的半径为R,B是圆环轴线上的一点,OB间的距离是r0,请你猜测B点处的磁感应强度是( )
R2IA.B?2
r0B.
B?I?R?R2?r3220?
C.
B?R2I2?rr02I3220?
D.
B??R2?r3220?
【答案】C 【解析】
因一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝ ,设比例系数为
IrR2IIIk,得:B=K ,其中 的单位A/m;2的单位为A,当r0为零时,O点的磁场强度变
r0rrI为无穷大了,不符合实际,选项A错误.
?R2?r3220? 的单位为A/m3,单位不相符,选项
R2IB错误,
?Rr02I2?r3220?的单位为A/m,单位相符;当r0为零时,也符合实际,选项C正
确.
?R2?r3220? 的单位为A/m,单位相符;但当r0为零时,O点的磁场强度变为零了,
不符合实际,选项D错误;故选C.
点睛:本题关键是结合量纲和特殊值进行判断,是解决物理问题的常见方法,同时要注意排除法的应用,有时能事半功倍.
2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B. C.
D.
【答案】B 【解析】 【分析】
要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况:地磁的南极在地理北极的附近,故右手的拇指必需指向南方,然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向. 【详解】
地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西.故B正确. 【点睛】
主要考查安培定则和地磁场分布,掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在.另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定.
3.如图所示,匀强磁场中有一圆形闭合线圈,线圈平面与磁感线平行,能使线圈中产生感应电流的应是下述运动中的哪一种( )
A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动 B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动 C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转
D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.线圈平面沿着与磁感线垂直的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故A错误.
B.线圈平面沿着与磁感线平行的方向运动时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故B错误.
C.线圈绕着与磁场平行的直径ab旋转时,磁通量始终为零,保持不变,线圈中没有感应电流产生;故C错误.
D.线圈绕着与磁场垂直的直径cd旋转时,磁通量从无到有发生变化,线圈中有感应电流产生;故D正确. 故选D. 【点睛】
感应电流产生的条件有两个:一是线圈要闭合;二是磁通量发生变化.
4.如图,在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线,导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流,∠A=90?,∠C=30?,E是CD边的中点,此时E点的磁感应强度大小为B,若仅将D处的导线平移至A处,则E点的磁感应强度( )
A.大小仍为B,方向垂直于AC向上 B.大小为C.大小为3B,方向垂直于AC向下 23B,方向垂直于AC向上 2D.大小为3B,方向垂直于AC向下 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
根据对称性C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度
B0?B 2
由几何关系可知
AE=CE=DE
所以若仅将D处的导线平移至A处在E处产生的磁感应强度仍为B0,如图所示
仅将D处的导线平移至A处,则E点的磁感应强度为
B??2B0cos30??方向垂直于AC向下。
3B 2A.大小仍为B,方向垂直于AC向上 与上述结论不相符,故A错误; B.大小为C.大小为3B,方向垂直于AC向下 与上述结论相符,故B正确; 23B,方向垂直于AC向上 与上述结论不相符,故C错误; 2D.大小为3B,方向垂直于AC向下 与上述结论不相符,故D错误; 故选B。
5.当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止时北极指向读者的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A、通电直导线电流从左向右,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时北极背离读者,故A错误;
B、如图所示,根据右手螺旋定则,磁场的方向逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时北极背离读者,故B错误;
C、环形导线的电流方向如图所示,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针静止时北极指向读者,故C正确;
D、根据右手螺旋定则,结合电流的方向,则通电螺线管的内部磁场方向,由右向左,则小磁针的静止时北极指向左,故D错误;
6.正三角形ABC在纸面内,在顶点B、C处分别有垂直纸面的长直导线,通有方向如图所示、大小相等的电流,正方形abcd也在纸面内,A点为正方形对角线的交点,ac连线与BC平行,要使A点处的磁感应强度为零,可行的措施是
A.在a点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外 B.在b点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里 C.在c点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外 D.在d点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里 【答案】A 【解析】 【详解】
由图可知,B导线中方向向里,C导线中方向向外,根据安培定则知两导线在a点处的磁感应强度方向夹角为120°,合磁感应强度B??B.如图所示:
要使A点处的磁感应强度为零,则:
A.在a点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向外,根据安培定则可知a在A点产生的磁场方向向上,A点处的磁感应强度可能为零,故A正确;
B.在b点加一个垂直纸面的通电长直导线,电流方向垂直纸面向里,根据安培定则可知b