磁场综合练习题-3
高中物理人教版(2019)必修第三册《13.1 磁场 磁感线》练习题(3)
人教版(2019)必修第三册《13.1 磁场磁感线》练习题(3)一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）1.鸽子能够利用外界的线索识别方向，原因在于()A. 鸽子利用地磁场进行“导航”B. 鸽子根据建筑物来判定方向的C. 鸽子可以利用太阳东升西落来判定方向D. 鸽子利用物体周围的静电场进行“导航”2.关于电场线、磁感线下列说法中正确的是()A. 电场线、磁感线都是法拉第形象描述场分布情况，而实际不存在的曲线B. 电场线、磁感线是首尾相连的闭合曲线C. 电场线或磁感线就是带电粒子的运动轨迹D. 两条电场线或两条磁感线都可能相交或相切3.如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R(恒定不变)，整个装置垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述不正确的是()A. 外力对ab杆做功的功率与速率v成正比B. 磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C. 电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比D. ab杆中的电流与速率v成正比4.指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法中不正确的是()A. 指南针可以仅具有一个磁极B. 指南针的指向会受到附近铁块的干扰C. 指南针能指向南北，说明地球具有磁场D. 在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针会偏转5.以下有关磁场的相关知识叙述正确的是()A. 磁场和磁感线都是客观存在的B. 磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该点的试探电流元所受的磁场力方向一致C. 将通电导线放在磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零D. 运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的大小不一定等于qvB6.关于铁磁性材料，下列说法正确的是()A. 磁化后的磁性比其他物质强得多的物质，叫作铁磁性物质B. 铁磁性材料被磁化后，磁性永不消失C. 铁磁性材料一定是永磁体D. 半导体收音机中的磁棒天线是铁磁性材料7.a、b、c三根铁棒用细线悬挂于天花板上，静止后呈现如图所示的状态，若其中有一根没有磁性，则可以判断没有磁性的那根铁棒为()A. aB. bC. cD. 无法确定8.如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平拉力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力F的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及拉力F与时间关系的图线是()A. B.C. D.二、多选题（本大题共2小题，共6.0分）9.如图所示，回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法止确的是()A. 回形针下端为N极B. 回形针上端为N极C. 现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D. 现用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸引，原因是回形针加热后，分子电流消失了10.关于磁场，下列说法正确的是A. 磁感应强度B是反映磁场强弱的物理量B. 由可知，B与F成正比，与IL成反比C. 地磁场北极在地理北极附近，二者不是重合的D. 电流与电流，磁极与磁极，磁极与电流之间都是通过磁场发生作用力的三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）11.某同学用如图甲所示实验装置测量滑块与桌面间的动摩擦因数。
人教版高中物理选修31第三章磁场综合测试题及详解
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作第三章磁场综合测试题答案及详解本卷分第 Ⅰ卷 ()和第 Ⅱ 卷 (非 )两部分． 分100 分，90 分 ．第Ⅰ卷(共 40 分)一、 (共 10 小 ，每小4 分，共 40 分，在每小 出的四个 中，有的小只有一个 吻合 目要求，有些小 有多个 吻合 目要求，全部 的得 4 分，不全的得 2 分，有 或不答的得0 分 )1． 答案： ABDA 、D 中 均与磁解析： 只有当通 和磁 平行 ，才不受安培力的作用，而垂直， B 中 与磁 方向 角60°，因此受安培力的作用，故正确 A 、B 、 D.2． 答案： D解析： 因 小球静止，因此不受磁 力的作用． 3．答案： A解析：用双 成的螺 管， 双 中的 流 好相反， 其在周 空 生的磁 相互抵消，因此螺 管内部磁感 度 零．4．答案： C解析：通 后， 簧的每一个圈都相当一个 形 流， 且各 圈都通以相同方向的 流，依照同向 流相互吸引， 簧收 ，下端走开水 面，使 路断开， 路断开后， 簧中的 流消失， 磁 作用失去， 簧在 力和自己重力作用下下落，于是 路又接通， 簧又收 ⋯⋯ 这样周而复始，形成 簧上下跳 ．正确答案C.5．答案： A解析： 离 越 磁感 度越小， 子的 道半径越大． 6． 答案： A解析： 由于 m 甲∶ m 乙 ＝4∶ 1，q 甲∶ q 乙 ＝ 2∶ 1，v 甲 ∶ v 乙＝ 1∶1，故 R 甲 ∶ R 乙 ＝ 2∶ 1.由于 粒子只受洛 力的作用， 而洛 力充当粒子做 周运 的向心力， 由左手定 判 断，甲、乙所受洛 力方向相反， 可判断， A 正确．7．答案： ABD解析： 当磁 方向垂直斜面向下 ，据平衡条件知在沿斜面方向上mgsin30 ＝°BIL 因此 B ＝mg，因此 A 正确；2IL当磁场方向竖直向下时， 由左手定则知安培力应水平向左， 直导体受力以以下图． 由平衡条件知在沿斜面方向上mgsin30 ＝°BIL cos30 ° 因此 B ＝mg，应选项 B 正确；3IL若磁感觉强度垂直斜面向上， 由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不能能静止在斜面上，因此选项 C 不正确；若 B 水平向左，由左手定则知，安培力方向应竖直向上，mg 此时若满足 BIL ＝ mg ，即 B ＝ IL ，则直导体仍可静止在斜面上，因此D 选项正确． 8． 答案： ACDT ＝2πm ，依照粒子的比荷大小可知： T 1＝ T 2<T 3，故 A 解析： 各粒子做圆周运动的周期qB 正确；由于 r 1>r 2 >r 3 结合 r ＝mv及粒子比荷关系可知 v 1>v 2>v 3，故 B 错误；粒子运动的向心 qB 加速度 a ＝qvB，结合各粒子的比荷关系及v 1>v 2>v 3 可得： a 1>a 2>a 3，故 C 正确；由图可知，m粒子运动到 MN 时所对应的圆心角的大小关系为 θ1<θ2<θ3，而 T 1＝ T 2，因此 t 1<t 2，由 T 2<T 3，且 θ ，可知 t ，故 D 正确．2<θ32<t 39．答案： ABD解析： 带负电小球由槽口下滑到 P 点的过程中，磁场力不做功，支持力不做功，只有重力做功．小球在 P 点受磁场力方向竖直向上．依照机械能守恒mgR ＝ 12mv 2v ＝ 2gR2在 P 点 N ＋Bqv －mg ＝mvRN ＝3mg － qB 2gRM 对地面压力 N ′ ＝ Mg ＋ N ＝ (M ＋ 3m) g －qB 2gR当 qB 2gR ＝ 2mg 时 N ′ ＝ (M ＋ m)g 当 qB 2gR ＝ 3mg 时 N ′ ＝ Mg 选项 A 、B 、D 正确． 10．答案： CD解析： 在 A 图中刚进入复合场时，带电小球碰到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，因此水平方向受力不能能总是平衡， A 选项错误； B 图中小球要碰到向下的重力、向上的电场力、 向外的洛伦兹力， 小球要向外偏转， 不能能沿直线经过复合场， B 选项错误； C 图中小球碰到向下的重力、 向右的洛伦兹力、 沿电场方向的电场力， 若三力的合力恰好为 零，则小球将沿直线匀速经过复合场， C 正确； D 图中小球只碰到竖直向下的重力和竖直向 上的电场力能够沿直线经过复合场， D 正确．第Ⅱ卷(非选择题共 60 分)二、填空题 (共 4 小题，每题 5 分，共 20 分．把答案直接填在横线上 )11．答案：由安培定则判断答案以以下图所示．12．答案：竖直向下垂直纸面向里E 2gh gB2πE2h 22gh＋ 3gπgB13．答案：解析：金属杆偏离竖直方向后受力以以下图，杆受重力mg，绳子拉力 F 和安培力 F 安的作用，由平衡条件可得：Fsin30 ＝°BIL ①Fcos30 °＝ mg②①②联立，得 mgtan30 °＝ BIL∴ B＝mgtan30 °＝IL14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得： qE ＝ qBv进而可知： v＝E，可得速度相同，再由在后边只有m相同．B磁场空间内半径相同，可得q三、论述·计算题 (共 5小题，共 40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能够得分，有数值计算的题，答案中必定明确写出数值和单位) 15．答案： 11V解析： ab 棒碰到的安培力：F＝BIL ＝因此 I＝2AI 总＝3AR·R abE＝ I 总 (r ＋R＋R ab)＝ 11V.16．答案： P＝BIa解析：将原图的立体图改画成从正面看的侧视图，以以下图，依照左手定则判断出电流受力方向向右．F F BIh BIF＝BIh ， P＝S＝ah＝ah＝a议论：本题的物理情况是：当电流I 经过金属液体沿图中方向向上时，电流碰到磁场的作用力，这个磁场力即为驱动液态金属流动的动力，由于这个驱动力而使金属液体沿流动方向产生压强．17．答案： (1)轨迹图见解析2L2mU(2)(L2＋d2)q解析： (1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，如图(2)设粒子在 M、 N 两板间经电场加速后获得的速度为v，由动能定理得：qU＝1m v2①2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：2vqvB＝ m②r由几何关系得： r2＝ (r－ L)2＋ d2③联立求解①②③ 式得：磁感觉强度 B＝2L2mU22q. (L＋ d )18．答案： (1)6×10－3J解析： (1)从 M→ N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚走开N 点时有Eq＝Bqv4即 v＝E/B＝ m/s＝ 2m/s.212依照动能定理 mgh－ W f＝2mv1210－31× 1×10－32＝6× 10－3因此 W f＝mgh ＋ mv ＝1××10×－× 2(J)．22(2)从已知 P 点速度方向及受力情况解析如附图由 θ＝45°可知 mg ＝ Eqf 洛 ＝ 2mg ＝ Bqv p因此 v P ＝ 2mg＝ 2E ＝ 2 2m/s.Bq B依照动能定理，取 M →P 全过程有12mgH － W f － Eqs ＝2mv P1 2mgH － W f －2mv P求得最后结果s ＝＝ 0.6m.Eq19．答案：解析： (1)设垒球在电场中运动的加速度为 a ，时间为 t 1 ，有：qE ＝ma1 2 h ＝ 2at 1 d ＝ v 0t 1代入数据得：a ＝ 50m/s 2， t 1＝3s ，5d ＝ 2 3m ＝(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θat 1tan θ＝ ＝ 3， θ＝ 60°进入磁场时的速度为v ＝ v 0＝ 20m/scos θ设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为 Rd由几何关系得： R ＝＝ 4m又由 R ＝ mv qB ，得 B ＝ mvqR ＝ 10T球在磁场中运动时间为：360 °－ 2× 60°t 2＝T360 °T ＝2πm ，故 t 2＝ 4πqB s15 运动总时间为： t ＝ 2t 1＋ t 2＝。
选修3第三章《磁场》单元测试题(含答案)
第三章 《磁场》单元尝试题之阳早格格创做一、采用题1．以下关于磁场战磁感触强度B 的道法，精确的是（ ） A ．磁场中某面的磁感触强度，根据公式B ＝IlF ，它跟F 、I 、l 皆有关B ．磁场中某面的磁感触强度的目标笔直于该面的磁场目标C ．脱过线圈的磁通量为整的场合，磁感触强度纷歧定为整D ．磁感触强度越大的场合，脱过线圈的磁通量也一定越大 2．关于磁感线的形貌，下列道法中精确的是（ ）A ．磁感线不妨局里天形貌各面磁场的强强战目标，它正在每一面的切线目标皆战小磁针搁正在该面停止时北极所指的目标普遍B ．磁感线经常从磁铁的北极出收，到北极末止C ．磁感线便是细铁屑连成的直线D ．磁场中某面磁感线的切线目标便是电流正在该面的受力目标 3．下列道法精确的是（ ）A ．奥斯特提出“分子电流”假道，认为永磁体的磁场战通电导线的磁场均由疏通电荷爆收B ．安培提出“分子电流”假道，认为永磁体的磁场战通电导线的磁场均由疏通电荷爆收C ．根据“分子电流”假道，磁铁受到热烈振荡时磁性会减强D ．根据“分子电流”假道，磁铁正在下温条件下磁性会减强 4．如图1所示，若一束电子沿y 轴正背移动，则正在z 轴上某面A 的磁场目标应是（ ）图1A．沿x的正背B．沿x的背背C．沿z的正背D．沿z的背背5．下列道法精确的是（）A．疏通电荷正在磁感触强度没有为整的场合，一定受到洛伦兹力的效率B．疏通电荷正在某处没有受洛伦兹力的效率，则该处的磁感触强度一定为整C．洛伦兹力既没有克没有及改变戴电粒子的动能，也没有克没有及改变戴电粒子的速度D．洛伦兹力对于戴电粒子没有干功6．二个电子以大小分歧的初速度沿笔直磁场的目标射进共一个匀强磁场中.设r1、r2为那二个电子的疏通轨讲半径，T1、T2是它们的疏通周期，则（）A．r1＝r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T27．下列有关戴电粒子疏通的道法中精确的是（没有思量沉力）（）A．沿着电场线目标飞进匀强电场，动能、速度皆变更B．沿着磁感线目标飞进匀强磁场，动能、速度皆没有变C．笔直于磁感线目标飞进匀强磁场，动能、速度皆变更D．笔直于磁感线目标飞进匀强磁场，速度没有变，动能改变8．如图2所示，速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度采用器，采用器中磁感触强度为B，电场强度为E，则（）图2A ．若改为电荷量－q 的离子，将往上偏偏（其余条件没有变）B ．若速度形成2v 0将往上偏偏（其余条件没有变）C ．若改为电荷量＋2q 的离子，将往下偏偏（其余条件没有变）D0将往下偏偏（其余条件没有变）9．正在如图3所示电路中，电池均相共，当启关S 分别置于a 、b 二处时，导线MM'与NN'之间的安培力的大小为F a 、F b ，推断那二段导线（ ）图3A ．相互吸引，F a ＞F bB ．相互排斥，F a ＞F bC ．相互吸引，F a ＜F bD ．相互排斥，F a ＜F b10．粒子甲的品量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，二粒子均戴初疏通.粒子疏通轨迹的是（ ） 图11d ，接正在电压为U 的电源上.今有一品量为m ，戴电量为＋q 的微粒，速度v 沿火仄目标匀速直线脱过（没有计微粒的沉力），如图5所示.若把二板间距离减到一半，还要使粒子仍以速度v 匀速直线脱过，则必须正在二板间（ ）A ．加一个BA BCDB ．加一个B ＝dUv 2，目标背中的匀强磁场 C ．加一个B ＝d U v 2，目标背里的匀强磁场D ．加一个B ＝dU v 2，目标背中的匀强磁场12．回旋加速器是加速戴电粒子的拆置，其核心部分是分别与下频接流电极相对接的二个D 形金属盒，二盒间的狭缝中产死的周期性变更的电场，使粒子正在通过狭缝时皆能得到加速，二D 形金属盒处于笔直于盒底的匀强磁场中，如图6所示，要删大戴电粒子射出时的动能，则下列道法中精确的是（ ）A ．删大匀强电场间的加速电压B ．删大磁场的磁感触强度C ．减小狭缝间的距离D ．删大D 形金属盒的半径13．如图7所示，通电直导线ab 位于二仄止导线横截里MN 的连线的中垂线上，当仄止导线通以共背等值电流时，以下道法中精确的是（）A ．ab 顺时针转动B ．ab 顺时针转动C ．a 端背中，b 端背里转动D ．a 端背里，b 端背中转动14．如图8所示，表面细糙的斜里牢固于大天上，并处于目标笔图 5图6图7直纸里背中、磁感触强度为B的匀强磁场中，品量为m、戴电量为＋Q的小滑块从斜里顶端由停止下滑.正在滑块下滑的历程中，下列推断精确的是（）A．滑块受到的摩揩力没有变B．滑块到大天时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力目标笔直斜里指背斜里D．B很大时，滑块最后大概停止于斜里上图8二、挖空题15．如图9是一种利用电磁本理创造的充气泵的结构示企图，其处事本理类似挨面计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流进，吸引小磁铁背下疏通，由此可推断：电磁铁的上端为_____极，永磁铁的下端为____极（N或者S）.916．里积为2的关合导线环处于磁感触强度为的匀强磁场中，环里与磁场笔直时，脱过导线环的磁通量是；当环里转过90°，与磁场仄止时，脱过导线环的磁通量是_____.磁通量变更了.17．如图10所示，用匀称细细的电阻丝合成仄里三角形框架abc，三边的少度分别为3L、4L、5L，电阻丝每L少度的电阻为r，框架a、c端与一电动势为E、内阻没有计的电源贯串通，笔直于框架仄里有磁感触强图10度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为________，目标是.18．如图11所示，劲度系数为k 的沉量弹簧下端挂有匝数为n 的矩形线框abcd ， bc 边少为l ，线框的下半部处正在匀强磁场中，磁感触强度大小为B ，目标与线框仄里笔直，正在图中笔直于纸里背里，线框中通以电流I ，目标如图11所示.启初时线框处于仄稳状态.令磁场反背，磁感触强度的大小仍为B ，线框达到新的仄稳.正在此历程中线框位移的大小Δx ＝_______，目标________.19．三个速率分歧的共种戴电粒子，如图12所示沿共一目标从图中少圆形天区的匀强磁场上边沿射进，从下边沿飞出时，相对于进射目标的偏偏角分别为90°，60°，30°，它们正在磁场中疏通时间比为.图12三、估计题20．如图13所示，品量为m 的导体棒MN 停止正在火仄导轨上，导轨宽度为L ，已知电源的电动势为E ，内阻为r ，导体棒的电阻为R ，其余部分与交战电阻没有计，磁场目标笔直导体棒斜进与与火仄里的夹角为，磁感触强度为B ，供轨讲对于导体棒的收援力战摩揩力.21．电视机的隐像管中，电子束的偏偏转是用磁偏偏转技能真止的.电子束通过电压为U 的加速电场后，加进一圆形匀强磁场区，如图14所示.磁场目标笔直于圆里.磁场区的圆心为O ，半径为r .当没有加磁场时，电子束将通过O 面挨到屏幕的核心M 面，为了让电子束射到图11图13屏幕边沿的P 面，需要加磁场，使电子束偏偏转一已知角度，此时磁场的磁感触强度B 为多大？22．正在倾角 ＝30°的斜里上，沿斜里目标牢固一对于仄止的金属导轨，二导轨距离l ＝0.25m ，接进电动势E ＝12V 、内阻没有计的电池及滑动变阻器，如图15所示.笔直导轨搁有一根品量m ＝ab ，它与导轨间的动摩揩果数为＝63，所有拆置搁正在磁感触强度B ＝0.8T 的笔直斜里进与的匀强磁场中.当安排滑动变阻器R 的阻值正在什么范畴内时，可使金属棒停止正在框架上？（设最大静摩揩力等于滑动摩揩力，框架与棒的电阻没有计，g ＝10m/s 2）23．如图16所示，火仄搁置的二块少直仄止金属板a 、b 相距d ＝m ，a 、b 间的电场强度为E ＝×105N/C ，b 板下圆所有空间存留着磁感触强度大小为B ＝，目标笔直纸里背里的匀强磁场.今有一品量为m ＝×10-25kg ，电荷量为q ＝×10-18C 的戴正电的粒子（没有计沉力），从揭近a 板的左端以v 0 ＝×106m/s 的初速度火仄射进匀强电场，刚刚佳从狭缝P 处脱过b 板而加进匀强磁场，末尾粒子回到b 板的Q 处（图中已绘出）.供P 、Q 之间的距离L .24．如图17所示，场强为E 的匀强电场战磁感触强度为B 的匀强磁场相互正接，一个量子以目标与E 、B 皆笔直的速度v 0从A 面射进，量子的电荷量为e ，品量为m ，当量子疏通到C 面时，偏偏离射进目标的距离为d ，则量子正图14 图15图16在C 面的速率为多大？参照问案一、采用题1．C2．A3．BCD4．B5．D6．D7．AB8．BD9．D10．A11．D 12．BD13．C14．C二、挖空题15．S ；N16．0.25 Wb ；0；－0.25 Wb17．r BEL712；笔直ac 斜进与18．k nBIL2；背下19．3∶2∶1三、估计题20．解：波及安培力时的物体的仄稳问题，通过对于通电棒的受力分解，根据共面力仄稳圆程供解.棒的受力分解图如图所示.由关合电路欧姆定律I ＝rR E +①由安培力公式F ＝BIL ② 由共面力仄稳条件F sin ＝F f ③F N ＋F cos ＝mg ④整治得F f ＝r R EBL +θsinF N ＝mg －r R EBL +θcos21．分解：电子束通过加速电场加速后，笔直加进匀强磁场，正在磁场力效率下爆收偏偏转.洛仑兹力提供所需背心力.解：电子正在磁场中沿圆弧ab 疏通，如图乙所示，圆心为C图17面，半径设为R ，电子加进磁场时的速度为v ，m 、e 分别表示电子的品量战电量，则：eU ＝21mv 2eBv ＝mR 2v根据几许关系有：tan 2θ＝R r由以上各式可解得：B ＝emU r 21tan 2θ22．解：金属棒停止正在导轨上时，摩揩力F f 的目标大概沿斜里进与，也大概背下，需分二种情况思量.当变阻器R 与值较大时，I 较小，安培力F 较小，正在金属棒沉力分力mg sin效率下使棒有沿导轨下滑趋势，导轨对于棒的摩揩力沿斜里进与（如图a ）.金属棒刚刚佳没有下滑时谦脚仄稳条件：B RE l ＋mg cos－mg sin ＝0得 R ＝)(θμθcos sin －mg BEl＝)(63230.5－100.20.25120.8⨯⨯⨯⨯⨯（Ω）图a当变阻器R 与值较小时，I 较大，安培力F 较大，会使金属棒爆收沿导轨上滑趋势.果此，导轨对于棒的摩揩力沿框里背下（如图b ）.金属棒刚刚佳没有上滑时谦脚仄稳条件：B RE l －mg cos－mg sin ＝0得R ＝)(θμθcos sin +mg BElR ＝1.6 Ω所以滑动变阻器R ≤R ≤23．解：粒子a 板左端疏通到P 处，由动能定理得：qEd ＝21mv 2－21mv 2代进有关数据，解得：v ＝332×106 m/scos＝v v 0代进数据得＝30º粒子正在磁场中干匀速圆周疏通，圆心为O ，半径为r ，如图.由几许关系得：2L ＝r sin 30º 又qvB ＝m r 2v联坐供得L ＝qBmv代进数据解得L ＝24．解：要领一 用动能定理供解图b由于洛伦兹力没有干功，电场力干功为eEd，有：eEd故v t要领二用能量守恒供解从A到C有电势能缩小量为－ΔE电＝eU AC＝eEd动能减少量为ΔE k由能量守恒－ΔE减＝ΔE删得－ΔE电＝ΔE k∴v t。
初三物理磁综合练习题
初三物理磁综合练习题本文提供一组初三物理磁综合练习题，通过这些题目的讲解，帮助学生巩固和提升磁学方面的知识。
1. 现场实验中，将导线A与直流电源相连，并放置在垂直磁场中。
当通过导线A的电流方向与垂直磁场方向相同时，导线A受到一个向下的磁力，该现象说明什么？当通过导线A的电流方向与垂直磁场方向相同时，导线A受到一个向下的磁力。
根据左手定则，当电流通过导线时，由于电荷的运动产生磁场，而该磁场与外部磁场相互作用，导致导线受到一个力的作用。
根据左手定则，拇指指向电流方向，食指指向磁场方向，则中指所指的方向即为受力方向，这里是向下。
2. 一个长直导线通过一根小铁棒并通以电流，小铁棒在导线附近会发生什么现象？当一个长直导线通过一根小铁棒并通以电流时，小铁棒会受到吸引或排斥的磁力。
由于通过导线的电流产生磁场，这个磁场会与小铁棒的磁场相互作用，导致小铁棒受到磁力。
具体磁力的方向和大小取决于导线与小铁棒之间的相对位置和电流的方向。
3. 在一恒定磁场中，一根导线上通以交流电，导线两端电压的大小会如何变化？在一恒定磁场中，一根导线上通以交流电时，导线两端电压的大小会保持不变。
由于交流电的特性是周期性的变化，电流的方向也会周期性地改变。
因此，在通过导线的交流电中，磁场对每一个方向的电流都会施加相同的大小和方向的磁力，使得导线两端的电压保持不变。
4. 当一个凡尔赛螺线管中的铁心周围磁感应强度的大小发生变化时，铁心内的感应电动势会如何变化？当一个凡尔赛螺线管中的铁心周围磁感应强度的大小发生变化时，铁心内的感应电动势也会发生变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁场的变化会引起感应电动势的产生。
当磁感应强度发生变化时，铁心会感受到磁场的变化，从而在凡尔赛螺线管内部产生感应电动势。
5. 一个线圈被放置在匀强磁场中，如果通过线圈的电流发生变化，线圈中会有什么现象？当一个线圈被放置在匀强磁场中并且通过线圈的电流发生变化时，线圈中会产生感应电动势。
磁场综合题整理版
磁场综合题1、（2013大纲理综）（20分）如图所示，虚线OL 与y 轴的夹角为θ＝60°，在此角范围内有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的粒子从左侧平行于x 轴射入磁场，入射点为M 。
粒子在磁场中运动的轨道半径为R 。
粒子离开磁场后的运动轨迹与x 轴交于P 点（图中未画出），且OD ＝R 。
不计重力。
求M 点到O 点的距离和粒子在磁场中运动的时间。
2、（2013北京理综）（16分）如图所示，两平行金属板间距为d ，电势差为U ，板间电场 可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场。
带电量为+q 、质量为m 的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。
忽略重力的影响，求： ⑴匀强电场场强E 的大小；⑵粒子从电场射出时速度ν的大小；⑶粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R 。
3、（2013天津理综）(18分）一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O。
筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。
圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷。
质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中，粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：（1）M、N间电场强度E的大小；（2）圆筒的半径R；（3）保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移2d/3，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。
4、（2013山东理综）（18分）如图所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存有相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。
一带电量为+q、质量为m的粒子，自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。
人教版高中物理选修3-1第三章磁场综合测试题答案及详解
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第三章磁场综合测试题答案及详解本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．答案：ABD解析：只有当通电导线和磁场平行时，才不受安培力的作用，而A、D中导线均与磁场垂直，B中导线与磁场方向夹角为60°，因此受安培力的作用，故正确选项为A、B、D.2．答案：D解析：因为带电小球静止，所以不受磁场力的作用．3．答案：A解析：用双线绕成的螺丝管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内部磁感应强度为零．4．答案：C解析：通电后，弹簧的每一个圈都相当一个环形电流，且各线圈都通以相同方向的电流，根据同向电流相互吸引，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开，电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，形成弹簧上下跳动．正确答案为C.5．答案：A解析：离导线越远磁感应强度越小，电子的轨道半径越大．6．答案：A解析：由于m甲∶m乙＝4∶1，q甲∶q乙＝2∶1，v甲∶v乙＝1∶1，故R甲∶R乙＝2∶1.由于带电粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，由左手定则判断，甲、乙所受洛伦兹力方向相反，则可判断，A选项正确．7．答案：ABD解析：当磁场方向垂直斜面向下时，据平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL所以B＝mg2IL，因此选项A正确；当磁场方向竖直向下时，由左手定则知安培力应水平向左，直导体受力如图所示．由平衡条件知在沿斜面方向上mg sin30°＝BIL cos30°所以B ＝mg3IL，故选项B 正确；若磁感应强度垂直斜面向上，由左手定则知安培力应沿斜面向下，这样直导体不可能静止在斜面上，所以选项C 不正确；若B 水平向左，由左手定则知，安培力方向应竖直向上，此时若满足BIL ＝mg ，即B ＝mgIL，则直导体仍可静止在斜面上，所以D 选项正确．8．答案：ACD解析：各粒子做圆周运动的周期T ＝2πmqB，根据粒子的比荷大小可知：T 1＝T 2<T 3，故A正确；由于r 1>r 2>r 3结合r ＝m vqB及粒子比荷关系可知v 1>v 2>v 3，故B 错误；粒子运动的向心加速度a ＝q v Bm，结合各粒子的比荷关系及v 1>v 2>v 3可得：a 1>a 2>a 3，故C 正确；由图可知，粒子运动到MN 时所对应的圆心角的大小关系为θ1<θ2<θ3，而T 1＝T 2，因此t 1<t 2，由T 2<T 3，且θ2<θ3，可知t 2<t 3，故D 正确．9．答案：ABD解析：带负电小球由槽口下滑到P 点的过程中，磁场力不做功，支持力不做功，只有重力做功．小球在P 点受磁场力方向竖直向上．根据机械能守恒mgR ＝12m v 2v ＝2gR在P 点N ＋Bq v －mg ＝m v 2RN ＝3mg －qB 2gRM 对地面压力N ′＝Mg ＋N ＝(M ＋3m )g －qB 2gR 当qB 2gR ＝2mg 时N ′＝(M ＋m )g 当qB 2gR ＝3mg 时N ′＝Mg 选项A 、B 、D 正确． 10．答案：CD解析：在A 图中刚进入复合场时，带电小球受到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，所以水平方向受力不可能总是平衡，A 选项错误；B 图中小球要受到向下的重力、向上的电场力、向外的洛伦兹力，小球要向外偏转，不可能沿直线通过复合场，B 选项错误；C 图中小球受到向下的重力、向右的洛伦兹力、沿电场方向的电场力，若三力的合力恰好为零，则小球将沿直线匀速通过复合场，C 正确；D 图中小球只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力可以沿直线通过复合场，D 正确．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．答案：由安培定则判定答案如下图所示．12．答案：竖直向下 垂直纸面向里 E 2ghgB2πEgB ＋32h g 22gh π13．答案：0.5T解析：金属杆偏离竖直方向后受力如图所示，杆受重力mg ，绳子拉力F 和安培力F 安的作用，由平衡条件可得：F sin30°＝BIL ① F cos30°＝mg ②①②联立，得mg tan30°＝BIL∴B ＝mg tan30°IL＝0.5T14．答案：速度，荷质比解析：由直线运动可得：qE ＝qB v 进而可知：v ＝EB，可得速度相同，再由在后面只有磁场空间内半径相同，可得mq相同．三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．答案：11V解析：ab 棒受到的安培力：F ＝BIL ＝0.04N 所以I ＝2A I 总＝3AE ＝I 总(r ＋R ·R abR ＋R ab)＝11V .16．答案：P ＝BIa解析：将原图的立体图改画成从正面看的侧视图，如图所示，根据左手定则判断出电流受力方向向右．F ＝BIh ，P ＝F S ＝F ah ＝BIh ah ＝BIa点评：本题的物理情景是：当电流I 通过金属液体沿图中方向向上时，电流受到磁场的作用力，这个磁场力即为驱动液态金属流动的动力，由于这个驱动力而使金属液体沿流动方向产生压强．17．答案：(1)轨迹图见解析(2)2L (L 2＋d 2)2mU q解析：(1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，如图(2)设粒子在M 、N 两板间经电场加速后获得的速度为v ，由动能定理得：qU ＝12m v 2①粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：q v B ＝m v 2r②由几何关系得：r 2＝(r －L )2＋d 2③ 联立求解①②③式得：磁感应强度B ＝2L (L 2＋d 2)2mUq .18．答案：(1)6×10－3J (2)0.6m解析：(1)从M →N 过程，只有重力和摩擦力做功．刚离开N 点时有 Eq ＝Bq v即v ＝E /B ＝42m/s ＝2m/s.根据动能定理mgh －W f ＝12m v 2所以W f ＝mgh ＋12m v 2＝1×10－3×10×0.8－12×1×10－3×22＝6×10－3(J)．(2)从已知P 点速度方向及受力情况分析如附图由θ＝45°可知 mg ＝Eq f 洛＝2mg ＝Bq v p所以v P ＝2mg Bq ＝2EB＝22m/s.根据动能定理，取M →P 全过程有mgH －W f －Eqs ＝12m v 2P求得最后结果s ＝mgH －W f －12m v 2PEq＝0.6m.19．答案：(1)3.46m (2)1.53s解析：(1)设垒球在电场中运动的加速度为a ，时间为t 1，有：qE ＝ma h ＝12at 21 d ＝v 0t 1代入数据得：a ＝50m/s 2，t 1＝35s ，d ＝23m ＝3.46m(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θtan θ＝at 1v 0＝3，θ＝60°进入磁场时的速度为v ＝v 0cos θ＝20m/s设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R由几何关系得：R ＝dsin θ＝4m又由R ＝m v qB ，得B ＝m vqR＝10T球在磁场中运动时间为：t 2＝360°－2×60°360°TT ＝2πm qB ，故t 2＝4π15s运动总时间为：t ＝2t 1＋t 2＝1.53s。
高中物理：磁场练习及答案(解析版)
高中物理：磁场练习及答案一、选择题1、如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域；如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区。
已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2和t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是 ( )A.t1=t2<t3B.t1<t2=t3C.Ek1=Ek2<Ek3D.Ek1>Ek2=Ek32、(多选)下列说法正确的是()A．磁场中某点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时,受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I的乘积的比值B＝FIL,即磁场中某点的磁感应强度B．通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝FIL只是定义式,它的大小取决于场源及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．磁场是客观存在的3、如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度质量为2．5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0．5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的张力为零,线圈中通过的电流至少为(g取10 m/s2)()A．0．1 A B．0．2 A C．0．05 A D．0．01 A4、(多选)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L＝20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m＝60 g、电阻R＝1 Ω、长为L 的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B＝0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ＝53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°＝0.8,g取10 m/s2则()A．磁场方向一定竖直向下B．电源电动势E＝3.0 VC．导体棒在摆动过程中所受安培力F＝3 ND．导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J5、(多选)一质量为m、电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,若磁场方向垂直于它的运动平面,且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是()A．4qBm B．3qBm C．2qBm D．qBm6、如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd 方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b；当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c．不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1,t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2,t b∶t c＝1∶27、速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中S0A＝23S0C,则下列说法中正确的是()A．甲束粒子带正电,乙束粒子带负电B．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于E B2D．若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为3∶2*8、关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B．磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交*9、如图所示,在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线ab、cd、ef围成一个等边三角形,三根导线通过的电流大小相等,方向如图所示,O为等边三角形的中心,M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点．已知三根导线中的电流形成的合磁场在O点的磁感应强度大小为B1,在M点的磁感应强度大小为B2,若撤去导线ef,而ab、cd中电流不变,则此时N点的磁感应强度大小为()A．B1＋B2B．B1－B2C．B1＋B22D．B1－B2210、在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直。
磁场练习题 (3)
稳恒磁场一.选择题:1.边长为L 的一个导体方框上通有电流I,则此框中心的磁感应强度[ ]. (1)与L 有关 (2)正比于L 2 (3)正比于L(4)反比于L (5)与I 2有关2.一载有电流I 的细导线分别均匀密绕成半径为R 和r (R=2r)的螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等,•两螺线管中的磁感应强度的大小B R 和B r 应满足:[ ](1)B R =2B r (2)B R =B r (3)2B R =2B r (4)B R =4B r3.均匀磁场的磁感应强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线作一半球面s,则通过s 面的磁通量的大小为:[ ](1) 2B r 2π (2)B r 2π.(3) 0 . (4) 无法确定.4.如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭和回路L,则由安培环路定理可知:[ ](1) 0=⋅⎰Ll B d 且环路上任意一点B=0，(2) 0=⋅⎰Ll Bd 且环路上任意一点B ≠0, (3) 0≠⋅⎰Ll Bd 且环路上任意一点B ≠0，(4) 0≠⋅⎰Ll B d 且环路上任意一点B=常数。
5.一半导体样品通过的电流为I,放在磁场中,如图,实验测的霍耳电压U ba <0,此半导体是[ ](1) N 型 (2)P 型6.反，这两圆柱面之间距轴线为r 处的磁感应强度大小为［ ］（1）0 （2）r I πμ20 （3）r I πμ0 （4）πμ20Ir7.可以用安培环路定理求磁场的是 ［ ］ （1）通电螺绕环 （2）圆电流 （3）半圆电流 （4）一段直电流二.填空题:1.将一个通过电流强度为I 的闭合回路置于均匀磁场中,回路所包围面积的法线方向于磁场方向的夹角为α,若均匀通过此回路的磁通量为Φ,则回路所受力矩的大小为______________。
2.边长为2a 的等边三角形导线线圈，通有电流为I ，则线圈中心处的磁感应强度的大小为_______________。
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磁场综合练习题-3
（带*号题为超纲题）
一．选择题：
1. 如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B
平行
于ab 边，bc 的长度为l ．当金属框架绕ab 边以匀角速度ω转动时，abc 回路中的感应电动势 和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为
(A) =0，U a – U c =2
2
1l B ω．
(B) =0，U a – U c =2
21l B ω-．
(C) =2l B ω，U a – U c =2
21l B ω．
(D) =2l B ω，U a – U c =2
2
1l B ω-． ［ ］
2. 面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置，通有相同的电流I ．线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示，线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示，则Φ21和Φ12的大小关系为：
(A) Φ21 =2Φ12． (B) Φ21 >Φ12． (C) Φ21 =Φ12． (D) Φ21 =2
1
Φ12． ［ ］ 二．填空题：
3. 如图所示，aOc 为一折成∠形的金属导线(aO =Oc
=L )，位于xy 平面中；磁感强度为B 的匀强磁场垂直于xy 平面．当aOc 以速度v
沿x 轴正向运动时，导线上a 、c 两点间电势差U ac =____________；当aOc 以速度v 沿y 轴正向运动时，a 、c 两点的电势相比较, 是____________点电势高．
*4. 如图所示，等边三角形的金属框，边长为l ，放在均匀磁场中，ab 边平行于磁感强度B ，当金属框绕ab 边以角速
度ω 转动时，bc 边上沿bc 的电动势为 _________________，
ca 边上沿ca 的电动势为_________________，金属框内的总
电动势为_______________．（规定电动势沿abca 绕向为正值）
5. 金属杆AB 以匀速v =2 m/s 平行于长直载流导线运动，导线与AB 共面且相互垂直，如图所示．已知导线载有
电流I = 40 A ，则此金属杆中的感应电动势
i =____________，电势较高端为______．(ln2 = 0.69)
6. 半径为L 的均匀导体圆盘绕通过中心O 的垂直轴转动，角速度为ω，盘面与均匀磁场B
垂直，如图．
B
a b
c l
ω
x ×××××
B
l b B c a l l ω
(1) 图上Oa 线段中动生电动势的方向为_________________．
(2) 填写下列电势差的值(设ca 段长度为d )：
U a －U O =__________________． U a －U b =__________________． U a －U c =__________________． 7. 如图所示，一直角三角形abc 回路放在一磁感强度为B
的均匀磁场中，磁场的方向与直角边ab 平行 ，回路绕ab 边以匀角速度ω旋转 ，则ac 边中的动生电动势为__________________________，整个回路产生的动生
电动势为____________________________． 8. 反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为
⎰
⎰⋅=V
S V S D d d ρ
，
①
⎰⎰⋅⋅∂∂-=S
L S t B l E
d d ， ②
0d =⎰⋅S
S B
， ③ ⎰⋅⎰⋅∂∂+=S
L S t D
J l H
d )(d ． ④
试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号
填在相应结论后的空白处．
(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________
(2) 磁感线是无头无尾的；________________________
(3) 电荷总伴随有电场．__________________________
三．计算题：
9. 如图所示，一根长为L 的金属细杆ab 绕竖直轴O 1O 2以角速度ω在水平面内旋转．O 1O 2在离细杆a 端L /5处．若已知地磁场在竖直方向的分量为B
．求ab 两端间的电势差b a U U -．
*10. 在水平光滑的桌面上，有一根长为L ，质量为
m 的匀质金属棒．该棒绕过棒的一端O 且垂直于桌面的轴旋转．其另一端A 在半径为L 的金属圆环上
滑动，且接触良好．在棒的O 端和金属环之间接一电阻R (如图)．在垂直桌面的方向加一均匀磁场．已知棒在起始时刻的角速度为ω0，在t 时刻的角速度为ω．求磁感强度B
的大小．(机械摩擦可以忽略，金属棒、金属环以及接线的电阻全部归入R ，不另计算，
棒对过O 端的轴的转动惯量为23
1
mL ．)
ω a
B
B (俯视图)×××
b
*11. 如图所示，一长直导线中通有电流I ，有一垂直于导线、长度为l 的金属棒AB 在包含导线的平
面内，以恒定的速度v
沿与棒成θ角的方向移动．开始时，棒的A 端到导线的距离为a ，求任意时刻金属
棒中的动生电动势，并指出棒哪端的电势高．
*12. 一无限长竖直导线上通有稳定电流I ，电流方向向上．导线旁有一与导线共面、长度为L 的金属棒，绕其一端O 在该平面内顺时针匀速转动，如图所示．转动角速度为ω，O 点到导线的垂直距离为r 0 (r 0 >L )．试求金属棒转到与水平面成θ角时，棒内感应电动势的大小和方向．
I
答案：
一．选择题： 1. B 2. C 二．填空题：
3. v BL sin θ 2分
a 2分
4. 8/32l B ω 2分
-8/32
l B ω 2分
0 1分 5. 1.11×10-5 V 3分 A 端 2分 6. Oa 段电动势方向由a 指向O ． 1分
22
1
L B ω-
1分 0 1分 )2(2
1
d L Bd --
ω 1分 7. 8/2B l ω 3分
0 2分 8. ② 1分 ③ 1分 ① 1分
三．计算题:
9. 解：Ob 间的动生电动势：
⎰⎰=⋅⨯=5/40
5
/401d d )L L l Bl l B ω v (☜2
25016)54(21BL L B ωω== 4分 b 点电势高于O 点． Oa 间的动生电动势：
⎰⎰⋅=⨯=5/0
5
/02d d )L L l Bl l B ω v (☜22501
)51(21BL L B ωω== 4分
a 点电势高于O 点． ∴ 22125016501BL BL U U
b a ωω-=
-=-☜☜2210
3
5015BL BL ωω-=-= 2分 *10. 解：金属棒绕轴O 逆时针旋转时，棒中的感应电动势及电流分别为 2
021d d )(BL l B l l B L L
i ωω==⨯=⎰⎰⋅ v ☜ 3分 方向沿棒指向中心， 221
BL R
R i i ω=
=☜ 1分 此时由于金属棒中电流的存在，棒受到磁力f 的作用，其大小
3221
L B R iLB f ω== ① 2分
f
的力矩方向阻碍金属棒的旋转，由刚体定轴转动定律得
t mL L f d d 3122
ω
-=⋅
② 3分 ①代入②，积分得 ⎰⎰=-ω
ωω
ω
0d d 430
22t t mR L B 故 2
/102
)ln 34(
ωωt
L mR B = 1分
*11. 解： θsin v v =⊥ θ
c o s //v v = 1分 i x x I
x x i d sin 2d 2
1
0θμv ⎰⎰
π-
==☜ (i
☜指向以A 到B 为正) 3分
式中： θcos v 2t l a x ++= θ
c o s v 1t a x += θ
θ
θμcos v cos vt ln
sin v 20t a l a I
i +++π
-
=☜ 2分
A 端的电势高． 2分
*12. 解：棒上线元d l 中的动生电动势为：
l B
d )(d ⋅⨯=v ☜l l r I l
d )
cos (200θμω+π= 3分 金属棒中总的感生电动势为
⎰=L
d ☜☜
)cos d()cos (cos 2cos 0
02
0θθθθ
ωμl l r l I L
⎰+π= 1分 )cos d()cos 1(cos 200
02
0θθθ
ωμl l r r I
L
+-π=⎰ ]ln )cos [ln(cos 2cos 20020
00r L r Ir IL -+π-π=
θθ
ωμθωμ
)]cos ln(cos [cos π20
000r L r r L I θ
θθωμ+-=
4分 方向由O 指向另一端． 2分
I。