高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(Word版 含答案)

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CD.由安培定则判断可得a和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里,CD错误;
C.将电流比做水流,这是类比法,C错误
D.判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定,即将电流的有无转化为灯泡是否发光,故是转化法,D正确。
故选D。
7.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= ,∠C= ,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( )
此时O点处对应的导线的安培力
故D错误。
故选C。
5.如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图,导线分布在正六边形的六个角,导线所通电流方向已在图中标出。已知每条导线在O点磁感应强度大小为 ,则正六边形中心O处磁感应强度的大小和方向( )
A.大小为零
B.大小 ,方向沿 轴负方向
C.大小 ,方向沿 轴正方向
【答案】C
【解析】
【详解】
根据右手螺旋定则画出A、C、D各通电直导线在O处产生的磁感应强度,如图所示。将 分解到水平和竖直两个方向上,并分别在两个方向合成,则水平方向的合矢量
竖直方向的合矢量
所以O点处的磁感应强度大小
故选C。
11.三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
根据, ,μ0单位为:T•m/A;
A、等式右边单位: ,左边单位为T,不同,故A错误;B、等式右边单位: ,左边单位为T,不同,故B错误;C、等式右边单位: ,左边单位为T,相同,故C正确;D、等式右边单位 ,左边单位为T,相同,但当r0=0时B=0,显然不合实际,故D错误;故选C.
故选B。
8.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
高中物理第十三章 电磁感应与电磁波精选测试卷复习练习(Word版 含答案)
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.如图所示,三根相互平行的固定长直导线 、 和 垂直纸面如图放置,与坐标原点分别位于边长为a的正方形的四个点上, 与 中的电流均为I,方向均垂直于纸面向外, 中的电流为2I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度 (其中k为常数).某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O,速度大小为v,则质子此时所受磁场力为( )
此时O点处对应的导线的安培力
AB.由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比,当 时,则有

根据磁场叠加原理可知,此时O点的磁感应强度为
此时O点处对应的导线的安培力Hale Waihona Puke Baidu
故AB错误;
C.当 时,有

如图所示
根据磁场叠加原理可知
此时O点处对应的导线的安培力
故C正确;
D.当 时,有

如图所示
根据磁场叠加原理可知
故某时刻有一质子(电量为e)正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O,由左手定则可知,洛伦兹力的方向为垂直纸面向外,大小为f=eBv= ,故B正确;故选B.
【点睛】
磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.
2.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( )
B.O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里
C.O点的磁感应强度方向随时间周期性变化
D.O点的磁感应强度大小随时间周期性变化
【答案】A
【解析】
【详解】
点电荷+q绕O点匀速转动,相当于逆时针方向的环形电流,由安培定则可知,在O点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外;点电荷-q绕O点匀速转动,相当于顺时针方向的环形电流,由安培定则可知,在O点产生磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里.因+q离O点近,+q在O点激发的磁场的磁感应强度较强,故合磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外,选项A正确,B、C错误;由于+q和-q离O点的距离始终保持不变,则等效电流在该点产生的磁感应强度大小不变,合磁场的磁感应强度大小保持不变,选项D错误.
A.方向垂直纸面向里,大小为
B.方向垂直纸面向外,大小为
C.方向垂直纸面向里,大小为
D.方向垂直纸面向外,大小为
【答案】B
【解析】
【详解】
根据安培定则,作出三根导线分别在O点的磁场方向,如图:
由题意知,L1在O点产生的磁感应强度大小为B1= ,L2在O点产生的磁感应强度大小为B2= ,L3在O点产生的磁感应强度大小为B3= ,先将B2正交分解,则沿x轴负方向的分量为B2x= sin45°= ,同理沿y轴负方向的分量为B2y= sin45°= ,故x轴方向的合磁感应强度为Bx=B1+B2x= ,y轴方向的合磁感应强度为By=B3−B2y= ,故最终的合磁感应强度的大小为 ,方向为tanα= =1,则α=45°,如图:
选项D正确,ABC错误。
故选D。
6.分子运动看不见、摸不着,不好研究,但科学家可以通过研究墨水的扩散现象认识它,这种方法在科学上叫做“转换法”,下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例,其中采取的方法与刚才研究分子运动的方法相同的是( )
A.研究电流、电压和电阻关系时,先使电阻不变去研究电流与电压的关系;然后再让电压不变去研究电流与电阻的关系
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,根据安培定则可知b在A点产生的磁场方向向右,A点处的磁感应强度不可能为零,故D错误。
9.如图所示,真空中两个等量异种点电荷+q(q>0)和-q以相同角速度绕O点在纸面中沿逆时针方向匀速转动,O点离+q较近,则( )
A.O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外
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.
仅将D处的导线平移至A处,则E点的磁感应强度为
方向垂直于AC向下。
A.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 B,方向垂直于AC向下 与上述结论相符,故B正确;
C.大小为 B,方向垂直于AC向上与上述结论不相符,故C错误;
D.大小为 B,方向垂直于AC向下 与上述结论不相符,故D错误;
A.B1=B2<B3
B.B1=B2=B3
C.a和c处磁场方向垂直于纸面向外,b处磁场方向垂直于纸面向里
D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由安培定则判断,对a和b,其临近的两条导线在a和b点产生的磁感应强度等大方向,磁感应强度相互抵消,则a和b处的磁感应强度就等于远离的那条导线产生的磁感应强度,有 ;对c,其临近的两条导线在c产生的磁感应强度等大同向,磁感应强度加倍,而远离c的那条导线在c产生的磁感应强度小于其临近的两条导线在c产生的磁感应强度,且方向相反,在c处的磁感应强度 应大于a和b处的磁感应强度 和 ,A正确,B错误;
A.当 时,O点处导线受到的安培力大小为4F
B.当 时,O点处导线受到的安培力大小为
C.当 时,O点处导线受到的安培力大小为
D.当 时,O点处导线受到的安培力大小为2F
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
根据安培定则画出 在O点的磁感应强度 的示意图如图所示
当 时,三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等,设为 ,根据磁场叠加原理可知,此时O点的磁感应强度为
10.如图所示, 是半圆弧, 为圆心, 为半圆弧的最高点, , 、 、 处各有一垂直纸面的通电直导线,电流大小均为 ,长度均为 , 和 处通电直导线的电流方向垂直纸面向外, 处通电直导线的电流方向垂直纸面向里,三根通电直导线在 点处产生的磁感应强度大小均为 ,则 处的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.0
将右上方电流向里的导线在O点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B3。
如图所示:
根据磁场叠加原理可知
由几何关系可知B2与B3的夹角为120°,故将B2与B3合成,则它们的合磁感应强度大小也为2B0,方向与B1的方向相同,最后将其与B1合成,可得正六边形中心处磁感应强度大小为4B0,方向沿y轴正方向.
A.大小仍为B,方向垂直于AC向上
B.大小为 B,方向垂直于AC向下
C.大小为 B,方向垂直于AC向上
D.大小为 B,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
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
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 .如图所示:
要使A点处的磁感应强度为零,则:
B.用磁感线去研究磁场问题
C.研究电流时,将它比做水流
D.电流看不见、摸不着,判断电路中是否有电流时,我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.这种研究方法叫控制变量法,让一个量发生变化,其它量不变,A错误;
B.用磁感线去研究磁场问题的方法是建立模型法,使抽象的问题具体化,B错误
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在A点产生的磁场方向向左,A点处的磁感应强度不可能为零,故B错误;
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,根据安培定则可知c在A点产生的磁场方向向下,A点处的磁感应强度不可能为零,故C错误;
【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断,即先根据单位判断,再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.
4.三根通电长直导线垂直纸面平行固定,其截面构成一正三角形,O为三角形的重心,通过三根直导线的电流分别用I1、I2、I3表示,方向如图。现在O点垂直纸面固定一根通有电流为I0的直导线,当 时,O点处导线受到的安培力大小为F。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比,则( )
D.大小 ,方向沿y轴正方向
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据磁场的叠加原理,将最右面电流向里的导线在O点产生的磁场与最左面电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B1;
同理,将左上方电流向外的导线在O点产生的磁场与右下方电流向里的导线在O点产生的磁场进行合成,则这两根导线的合磁感应强度为B2;
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.
3.已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式: ,其中r0是该点到通电直导线的距离,I为电流强度,μ0为比例系数(单位为N/A2).试推断,一个半径为R的圆环,当通过的电流为I时,其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为()
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