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章末检测
一、选择题
1．关于磁场和磁感线的描述，下列正确的是
( )
A．磁感线从磁体的N极动身到磁体的S极终止
B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管内部的磁场方向
C．磁感线的方向就是磁场方向
D．两条磁感线的空隙处不存在磁场
答案 B
解析 磁感线是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，A不正确．通电螺线管内部的磁感线由S极到N极，所以放置其中的小磁针N极必定是指向螺线管的北极，B正确．只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向全都；假如磁感线是曲线，某点的磁场方向用该点的切线方始终表示，C不正确．磁感线是假想的曲线，只要有磁场的地方就有磁感线，D不正确．
2．下列过程中肯定能产生感应电流的是
( )
A．导体和磁场做相对运动
B．导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动
C．闭合导体静止不动，磁场相对导体运动
D．闭合导体内磁通量发生变化
答案 D
解析 产生感应电流的条件：①电路必需闭合．②导体内的磁通量发生变化．故只有D说法正确．
3. (2021·江苏扬州市学业水平测试模拟)如图1所示，关于奥斯特试验的意义，下列说法中正确的是
( )
图1
A．发觉电流的热效应，从而揭示电流做功的本质
B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而创造电动机奠定基础
C．发觉电磁感应现象，为后人进而创造发电机奠定基础
D．发觉通电导体四周存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来
答案 D
解析 奥斯特发觉了电流的四周存在磁场，即电流的磁效应，首次把电与磁联系起来，为电磁学的统一争辩奠定了基础．选项D正确．
4．(2021·江苏省扬州市学业水平考试模拟)法拉第发觉了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的进展，而且推动了电磁技术的进展，引领人类进入了电气化时代．下列器件中也是利用磁生电原理工作的是
( )
A．电视机的显像管 B．电动机
C．指南针 D．发电机
答案 D
解析 电视机的显像管利用了电子在磁场中受到洛伦兹力的作用而偏转，电动机利用了通电导线在磁场中受到的安培力作用而转动，指南针利用了地磁场而实现指南北，发电机利用了线圈在磁场中切割磁感线而产生感应电流，选项D正确．
5．关于磁通量，下列说法中正确的是
( )
A．穿过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不肯定为零
B．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
C．磁感应强度越大，磁通量越大
D．磁通量就是磁感应强度
答案 A
6．如图2所示，环中电流方向由左向右，且I1＝I2，则圆环中心O处的磁场是
( )
图2
A．最大，穿出纸面
B．最大，垂直穿入纸面
C．为零
D．无法确定
答案 C
解析 依据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生的磁场垂直纸面对里，下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面对外，由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消．
7．一根简洁形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面对外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是
( )
答案 D
解析 A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错误；B图中导线受到垂直纸面对里的安培力，它不会向右弯曲，B错误；C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错误；D中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正确．
8．穿过一个电阻为1 Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地削减2 Wb，则
( )
A．线圈中的感应电动势肯定是每秒削减2 V
B．线圈中的感应电动势肯定是2 V
C．线圈中的感应电流肯定是每秒削减2 A
D．线圈中的感应电流不肯定是2 A
答案 B
解析 E＝＝ V＝2 V，B对，A错；I＝＝ A＝2 A，故C、D错．
9．(2021·江苏省扬州市学业水平考试模拟)如图3所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方，磁针的S极向纸内偏转，这一带电粒子束可能是
( )
图3
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向左飞行的负离子束
D．无法确定
答案 B
解析 由磁针的S极向纸内偏转可知磁针所在位置的磁感应强度方向垂直纸面对外，依据安培定则可知电流方向向左，即可能是正离子束向左运动，也可能是负离子束向右运动，选项B正确．
10．(2021·江苏省扬州市学业水平考试模拟)如图4所示，一段通电的直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线中的电流方向由左向右．将导线从图示位置在纸面内转过90°，在此过程中导线所受安培力的大小
( )
图4
A．保持不变
B．由零渐渐增大
C．由最大渐渐减小到零
D．先增大再减小到零
答案 B
解析 当导线与磁场平行时不受安培力的作用，当导线与磁场垂直时受到的安培力最大，所以导线从图示位置在纸面内转过90°的过程中导线所受安培力的大小由零渐渐增大，选项B正确．
11．磁场中一段2 cm长的直导线，通过2.5 A的电流时，受到的安培力为0.1 N，则通电直导线处的磁感应强度B不行能是
( )
A．2 T B．4 T C．3 T D．1 T
答案 D
解析 当导线方向垂直于磁场时，该导线受到的安培力最大，由磁感应强度定义得B＝＝T＝2 T，可知A正确；当导线方向不垂直于磁场时导线受到的安培力为0.1 N，则当导线方向垂直于磁场时导线受到的安培力大于0.1 N，由磁感应强度定义B＝知磁感应强度大于2 T，选项B、C都有可能．所以答案为D.
12.如图5所示，在长直导线AB旁，有一带正电的小球用绝缘细绳悬挂在O点，当导线中通入恒定电流时，下列说法正确的是
( )
图5
A．小球受到洛伦兹力的作用，其方向指向纸里
B．小球受到洛伦兹力的作用，其方向指向纸外
C．小球受到洛伦兹力的作用，其方向垂直AB向右
D．小球不受洛伦兹力的作用
答案 D
解析 直线电流四周存在磁场，而带电小球相对磁场静止，故带电小球不受洛伦兹力．电荷在磁场中受到洛伦兹力的条件：①电荷必需运动；②运动方向不能与磁场方向平行．
二、填空和试验题
13.在如图6所示的匀强磁场中，垂直磁场方向放有一段长0.04 m的通电直导线，当通以水平向右的电流时，受到的安培力方向是__________，若电流的大小是0.8 A，受到的安培力大小为0.048 N，则该匀强磁场的磁感强度B＝____________T.
图6
答案 竖直向下 1.5
解析 依据左手定则知，导线所受的安培力方向竖直向下．
依据F＝BIL得，B＝＝ T＝1.5 T.
14．电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发觉的．探究这个现象应选用如图7中________(填“甲”或“乙”)所示的装置进行试验．利用电磁感应现象可以制成________，实现机械能转化为电能．
图7
答案 甲 发电机
解析 电磁感应现象是英国物理学家法拉第发觉的；电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故探究这个现象应选用图7中甲所示的装置进行试验；依据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能．
15. (2021·江苏省泰州市学业水平考试模拟)如图8所示，一匝数为100匝正方形线圈放在一匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面对里．此时穿过线圈平面的磁通量为0.4 Wb，现将线圈平面绕OO′轴转过90°，此时穿过线圈平面的磁通量为________Wb，若此过程历时2 s，则这段时间内线圈中平均感应电动势的大小为________V.
图8
答案 0 20
解析 当线圈与磁场平行时穿过线圈的磁通量为零．所以将线圈平面绕OO′轴转过90°，此时穿过线圈平面的磁通量为0.若此过程历时2 s，由法拉第电磁感应定律可得，
平均感应电动势E＝n＝100× V＝20 V.
三、计算题
16．某线圈共200匝，1 s时磁通量为0.5 Wb,1.2 s时增加为0.6 Wb，求这段时间内线圈中的感应电动势．
答案 100 V
解析 ΔΦ＝0.6 Wb－0.5 Wb＝0.1 Wb
Δt＝1.2 s－1 s＝0.2 s
由法拉第电磁感应定律得E＝n＝200× V＝100 V.
17．匀强磁场中长2 cm的通电导线垂直于磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，问：该处的磁感应强度B是多大？若磁场、电流不变，导线长度减小到1 cm，该处的磁感应强度B又是多大？
答案 0.1 T 0.1 T
解析 由磁感应强度的表达式B＝，得到B＝0.1 T，磁感应强度由磁场本身来打算，与导线长度无关，故导线长度减小到1 cm时磁感应强度仍是0.1 T.
18．如图9所示，一根轻弹簧将质量为m，长度为L的绝缘直导线悬挂在竖直平面内，直导线在匀强磁场中处于水安静止状态．匀强磁场的方向垂直于纸面对里，大小为B，当导线中通有如图所示的恒定电流I时，稳定后弹簧处于静止状态，此时弹簧对直导线施加的拉力大小为多少？
图9
答案 BIL＋mg
解析 导线所受安培力大小F＝BIL，方向竖直向下，导线受力如图所示，故弹簧拉力大小为FT＝F＋mg＝BIL＋mg.
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