磁性物理第一章习题练习
八下科学：第一章电和磁单元综合测试卷
八下科学：第一章电和磁单元综合测试卷一、选择题（每题只有一个正确选项，每题 2 分，共 40 分）1、若设想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，以下图的四个表示图中，能合理描绘这块大磁铁的是（）2．对于以下图的四幅图的剖析，正确的选项是（）A ．依据图（ a）装置所示原理可制造电动机B ．依据图（ b）装置所示原理可制造发电机C．图（ c）说明电流拥有磁效应D ．图（ d）中大拇指所指的方向是电流方向3．以下图，将一对磁性资料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有空隙，就制成了一种磁控元件——干簧管，以实现自动控制。
某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图7所示。
干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包含（）A ．电流的磁效应B．磁场对电流的作用C．磁极间的互相作用D．磁化4．家庭电路中有时会出现这样的现象：本来各用电器都在正常工作，当再将一个手机充电器的插头插入插座时，家里所有的用电器所有停止了工作，对于这类现象以及形成的原由，以下说法正确的选项是() A．可能是这个插座的火线和零线本来就相接触形成了短路B．可能是这个用电器的插头与插座没有形成优秀接触，仍旧是断路状态C．可能是插头插入这个插座时，致使火线和零线相接触形成了短路D．可能同时工作的用电器过多，致使干路中总电流过大，保险开关跳闸5．最近几年，东营的路边出现了一种风光互补式路灯（以下图），该路灯装有风力和太阳能发电装置。
白日该路灯将获取的电能储藏在蓄电池内，夜间蓄电池对灯泡供电。
对于该路灯，下边说法不正确的选项是（）A．太阳能发电装置是将太阳能转变成电能B．风力发电机是将机械能转变成电能C．白日，对蓄电池充电是将化学能转变成电能D．风力发电机的工作原理是电磁感觉6、19 世纪 20 年月，以塞贝克为代表的科学家已经认识到：温度差会惹起电流。
安培考虑到地球自转造成了太阳照耀后地球正面与反面的温度差，于是提出以下假定：地球磁场是由绕地球的环形电流惹起的。
浙教版科学八年级下册第一章电与磁习题精选
电与磁习题精选一、单选题1．课后服务科创小组设计了一个温度自动报警器如图所示，关于温度自动报警器以下说法中正确的是（）A．当温度上升到金属丝时，电铃响B．温度计中的水银是绝缘体C．电路中温度计和电磁铁是并联D．报警器利用了电磁铁通电时磁性消失、断电时有磁性的特点2．一根条形磁铁不小心摔成两段后，一共会有N极的个数为（）A．1个B．2个C．3个D．4个3．如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（）A．换用更细的铜棒B．将磁体的N、S极对调C．移动滑动变阻器的滑片D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调4．桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A的N极和磁铁B的S极如图所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。
若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会（）A．增加B．不变C．减少D．无法确定5．如图所示，下列说法正确的是（）A．图甲表明地磁南极在地理南极附近B．图乙说明了电流周围存在磁场C．图丙说明通电线圈匝数越多，磁性越弱D．图丁是将机械能转化为电能的装置6.电流表的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。
下列正确的是（）A．该电流表是利用电磁感应原理工作的B．线圈中电流越大，受磁场力就越大C．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能D．改变线圈中电流方向，指针的偏转方向不会改变7．如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数减小。
下列分析正确的是（）A．c端是S极，a是电源的正极B．c端是N极，a是电源的负极C．若滑动变阻器的滑片向左滑动，弹簧测力计示数增大D.若将电源正负极接线的位置对调，弹簧测力计示数减小8．关于如图所示装置，下列说法正确的是（）A．图甲的实验演示电磁感应原理B．图乙的实验演示发电机原理C．图甲的实验过程中是电能转化为机械能D．图乙的实验过程中是机械能转化为电能9．为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验，如图所示，则下列说法中错误的是（）A．若滑动变阻器的滑片向左移动，则能使电磁铁的磁性增强B．实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的C．若要探究磁性强弱与电流大小的关系，只要用一次实验就有明显的实验现象D．若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系，只要用一次实验就有明显的实验现象10．小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（）A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性B．“硬币桥”中间磁性最强C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极11．如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（）A．该条形磁体的左端为S极，右端为N极B．a、b、c、d四个点处的磁场强弱相同C．置于a点的小磁针，静止时南极指向右侧D．磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的12．如图是直流电铃的原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（）A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性13．导体ab通过金属导轨放置在U形磁铁中央，ab与金属导轨接触良好，在虚线框中接入合适的实验器材就可以进行相应的实验探究。
八年级下第一章磁1~4节易错题
八年级下册第一章磁1~4节易错题1.如图所示，用条形磁铁N端，在一根钢棒上从左向右沿同一方向摩擦几次，钢棒具有磁性的情况是（）A. 钢棒左端为N极B. 钢棒右端为N极C. 无法确定钢棒某端的极性D. 钢棒无磁性2.用钢棒甲和钢棒乙的一部分靠近小磁针的N极,用钢棒甲时,小磁针自动接近钢棒。
用钢棒乙时,小磁针自动远离钢棒,由此可知（）A. 两根钢棒一定有磁性B. 两根钢棒都没有磁性C. 甲棒可能有磁性，乙棒一定有磁性D. 甲棒一定有磁性，乙棒可能有磁性3.在甲、乙两根形状完全相同的钢棒，当甲的一端靠近乙的一端时，乙转动起来，则可判断（）A. 一定是甲棒有磁性，乙棒无磁性B. 一定是乙棒有磁性，甲棒无磁性C. 甲、乙都一定有磁性D. 以上三种说法都有可能4.如图所示，手拿磁体A，靠近铁棒B，铁棒B靠近指针C，指针C 如图静止，可知（）A.磁体A的a端为N级B.磁体A的a端为S级C.B没有被磁化D.无法判断5.两个完全相同条形磁铁A. B，重力都是G，如图所示直立于水平桌面上。
设磁铁A对磁铁B的压力为F1，磁铁B对桌面的压力为F2，则（）A. F1=G，F2=2GB. F1>G，F2>2GC. F1>G，F2=2GD. F1<G，F2=2G6如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现,棋子在竖直放置的棋盘上可以移动,但不会掉下来。
原来,棋盘和棋子都是由磁性材料制成的。
棋子不会掉落是因为（）A. 质量小，重力可以忽略不计B. 受到棋盘对它向上的摩擦力C. 棋盘对它的吸引力与重力平衡D. 它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力7.如图所示的是小磁针静止时的状态，a、b是两个磁体的磁极，由此可以判定a、b分别是（）A.a为N极，b为S极B.a为N极，b为N极C.a为S极，b为S极D.a为S极，b为N极8.如图所示,假设将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极将( )A.指北B.指南C.指向上方D.指向下方9.如图所示，将大的条形磁铁中间挖去一块，放入一可以自由转动的小磁针，当小磁针静止时，它的N极应指向（）A. 左边aB. 右边cC. b边或d边D. 不能确定10如图所示，转动指南针的罗盘时，罗盘内的小磁针将（）A. 几乎不动B. 随罗盘一起转动C. 比罗盘转动得快D. 比罗盘转动得慢11如图所示是通电螺线管两端磁极情况的示意图，其中正确的是图（）.A B C D12.如图所示螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针的北极指向将A．不动B．向外转90°C．向里转90°D．旋转180°13.奥斯特通过实验证实了电流的周围存在着磁场。
2019-2020学年初三物理全册20.1磁现象磁场练习题(新版)新人教版
第1节 磁现象 磁场一、选择题1.为了判断一根铁棒是否具有磁性,小明进行如下四个实验,根据实验现象不能．．确定该铁棒具有磁性的是（ ）2.地球是一个巨大的球体,图中有关地磁体的示意图正确的是（ ）3.如图所示,甲乙两小磁针在一根磁铁附近,下列判断正确的是（ ） A ．甲小磁针左端是S 极,乙小磁针左端是N 极 B ．甲小磁针左端是N 极,乙小磁针左端也是N 极 C ．甲小磁针左端是S 极,乙小磁针左端也是S 极 D ．甲小磁针左端是N 极,乙小磁针左端是S 极4.如图所示为蹄形磁体周围的磁感线分布图,在a 、b 、c 、d 四点中,磁场最强的是 （ ）A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点A .将悬挂的铁棒多次转动,静止时总是南北指向铁棒D .水平向右移动铁棒,弹簧测力计示数有变化 铁棒铁块弹簧测力计 B .将铁棒一端靠近小 磁针,相互吸引铁棒小磁针C .将铁棒一端靠近大头 针,大头针被吸引铁棒大头针地理南极NS地磁北极 SN地理南极地磁南极NS地理南极地磁北极SN地理南极地磁南极AB C DNSabcd二、填空题5.物理学中,通过其效应对自然界中看不到的事物进行研究是物理学中一种重要方法。
例如,我们虽然看不到空气,但可以通过它运动产生的效应——树叶的摆动“观察”到它的存在。
在初中物理学习中,我们通过小灯泡是否发光来判断灯丝中有无______通过；通过小磁针是否偏转来判断某个空间是否存在_______。
6.最早利用地磁场指示方向的装置是图甲所示“司南”,古文《论衡•是应篇》中记载：“司南之杓（用途）,投之于地,其柢（握柄）指南”。
则勺柄应为该磁体的_______（选填“N”或“S”）极；某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图乙所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）处打磨成勺柄。
7.将小磁针放在磁场中,小磁针静止时极所指的方向规定为该点的磁场方向；磁场越强的地方,磁感线分布越 。
高二物理第一章电与磁单元测试卷(有解析)
高二物理第一章电与磁单元测试卷（有解析）电磁的考察一直差不多上高二物理的重点，以下是第一章电与磁单元测试题，请大伙儿认真练习。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确.)1.磁场中任意一点的磁场方向规定，小磁针在磁场中()A.受磁场力的方向B.北极受磁场力的方向C.南极受磁场力的方向D.受磁场力作用转动的方向2.两个点电荷相距r时，相互作用力为F，则()A.电荷量不变距离加倍时，作用力变为F/2B.其中一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，作用力变为2FC.每个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，作用力为4FD .一个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时，作用力不变3.关于电场线的以下说法中，正确的是()A.电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B.沿电场线的方向，电场强度越来越小C.电场线越密的地点同一试探电荷受到的电场力就越大D.顺着电场线移动电荷，电荷受到的电场力大小一定不变4.关于磁场、磁感线，下列说法正确的是()A.磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的B.磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映C.磁感线能够用来表示磁场的强弱和方向D.磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极动身，到S极终止5.电场中有一点P，下列说法中正确的是()A.若放在P点的点电荷量减半，则P点的场强减半B.若P点没有放入电荷，则P点的场强为零C.P点的场强越大，则同一电荷在P点受的电场力就越大D.P点的场强方向为放入该点的点电荷受力的方向6.如图1-4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1-4A.小球受到磁场力的作用，其方向指向纸里B.小球受到磁场力的作用，其方向指向纸外C.小球受到磁场力的作用，其方向垂直AB向右D.小球不受磁场力的作用7.关于安培力，下列说法中正确的是()A.通电直导线在磁场中一定受安培力作用B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定只跟磁场方向垂直C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定只跟电流方向垂直D.通电直导线所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面8.在图1-5所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动，下列说法正确的是()图1-5①带电小球有可能做匀速圆周运动②带电小球有可能做变速圆周运动③带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小④带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A.②B.①②C.①②③D.①②④二、双项选择题(本题共2小题，每小题6分，共12分.在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)9.在回旋加速器中()A.高频电源产生的电场用来加速带电粒子B.D形盒内有匀强磁场，两D形盒之间的窄缝有高频电源产生的电场C.两D形盒之间的窄缝处有恒定的电场D.带电粒子在D形盒中运动时，磁场力使带电粒子速度增大10.下列有关带电粒子运动的说法中正确的是(不考虑重力)()A.沿着电场线方向飞入匀强电场，动能、速度都变化B.沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都不变C.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都变化D.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，速度不变，动能改变三、非选择题(本题共6小题，共56分.把答案填在题中横线上或按要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11.(8分)运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到______的作用，显像管通过________操纵电子束打在荧光屏上的位置构成画面.12.(8分)面积为610-2 m2的导线框，放在磁感应强度为410-2 T的匀强磁场中，当线框平面与磁感线平行时，穿过线框的磁通量为________ W b;当线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量为________ Wb .13.(8分)假如把气球在头发上摩擦几下后靠近位于臂上的汗毛，你可能看到什么现象? 请用本章学习的知识分析可能显现的现象并说明该现象.14.(10分)依照磁场和导线电流的关系，说明图1-6中安培力的方向.图1-615.(10分)判定图1-7中洛伦兹力的方向.图1-716.(12分)通过本章学习，你认为电场和磁场之间有联系吗?假如有，请至少列举两个实验现象加以证实.参考答案1.解析：选B.磁场的方向能够用小磁针和磁感线来确定，磁场的方向规定为磁感线的切线方向，也能够说是小磁针北极受磁场力的方向，或者是小磁针静止时北极所指的方向.2.解析：选B.本题考查了对库仑定律的应用.真空中两点电荷间的作用力大小与两电荷电量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比.A选项中电荷量不变距离加倍时，相互作用力变为原先的1/4，A错误.B选项中，一个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，则作用力变为原先的2倍，B对.C选项中，每个电荷的电荷量和两电荷间距都减半时，则相互作用力不变，故C错.D选项中，一个电荷的电荷量和两电荷间距都增加相同倍数时，由库仑定律可知，作用力变为原先的1/2，D错误.3.解析：选C.电场线上每一点的切线方向是电场强度的方向，是正电荷在该点受力的方向，与负电荷受力的方向相反，故A错;沿电场线的方向，场强可能越来越大，场强可能越来越小，场强可能不变，这与电场线的疏密程度有关，因此顺着电场线移动电荷，电荷所受电场力可能越来越大，可能越来越小，可能不变，故B、D错.在电场线越密的地点，场强越大，则电荷受到的电场力就越大，C正确.4.解析：选C.磁针放在磁体的周围受力的作用，说明磁体在周围空间产生了磁场，磁场是一种客观物质，故A错;人们为了形象地描画磁场;用图形磁感线将抽象的磁场描画出来，磁感线是假想的曲线，其客观上并不存在，故B错;磁感线能够其疏密程度表示磁场强弱，用线上某点切线方向表示磁场方向，故C正确;在磁体周围磁感线在磁体内部从S极到N极，外部从N极到S极，故D错.正确明白得磁感线这一理想模型是解决此类题的基础.5.解析：选C.电场强度是由电场本身决定的，一旦电场确定，则电场中任何一点的场强也就唯独地被确定，与放入电场中的电荷的电性、电荷量以及是否放入电荷无关，因此A、B错;电荷在电场中受到的力是电场力，电场力的大小由电荷的带电荷量及电场强度的大小决定，电荷的带电荷量越多，电场强度越大，则电场力就越大;同一电荷在电场中所受电场力的大小由场强来决定，电场强度越大，则电场力越大，电场强度越小，则电场力越小，故C正确;电场强度的方向规定为正电荷在电场中受力的方向，与负电荷受力的方向相反，D错.6.解析：选D.直线电流周围存在磁场，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电荷必须运动;②运动方向不能与磁场方向平行.7.解析：选D.若通电导线放置与磁场方向平行，则安培力为零，若通电导线放置与磁场方向垂直，通电导线所受安培力最大，故通电导线在磁场中不一定受安培力作用，安培力方向始终垂直于磁感应强度B和电流强度I的方向，即垂直于B、I决定的平面，故A、B、C错，D正确.通电导线所受安培力F安与电荷在电场中所受电场力F电方向规定有区别，F安垂直于B、I决定平面，F电与电场方向在同一条直线上.通电导线在磁场中是否受安培力还与导线放置方向有关，而电荷在电场中一定受电场力作用.8.解析：选D.带电小球受电场力、重力、细线的拉力，若重力和电场力的合力为零，则小球在细线拉力作用下做匀速圆周运动，否则小球将做变速圆周运动，故①、②正确;若重力与电场力合力的方向竖直向上，则在最低点绳的拉力最小;若电场力与重力的合力竖直向下，则在最高点绳的拉力最小，③错误，④正确，故选D项.9.解析：选AB.回旋加速器内有匀强磁场又有高频电源产生的加速电场，磁场使带电粒子偏转，高频电源的电场给带电粒子加速获得较高能量.在D形盒内，磁场力改变带电粒子的速度方向，不改变速度大小，使带电粒子能够多次被加速，在两个D形盒间缝隙内存在高频电源，使带电粒子速度、动能增大.10.解析：选AB.在电场中的电荷一定会受到电场力.沿电场线飞行的电荷，电场力对电荷一定做功，其动能、速度一定变化，故A正确;在磁场中的电荷不一定受到洛伦兹力，若电荷沿磁感线飞行，则电荷不受洛伦兹力，不计重力情形下，电荷将做匀速直线运动，故B正确;若电荷垂直磁感线飞行，则洛伦兹力最大，洛伦兹力只改变运动速度的方向，不改变其大小，即对电荷不做功，故C、D均错.11.答案：磁场力(洛伦兹力) 磁场12.答案：0 2.410-513.答案：可能看到汗毛受气球吸引而竖起来，因为气球与头发摩擦后会带上静电，靠近手臂上的汗毛时，汗毛受气球上的静电吸引而竖起来.14.答案：向下向里向左向下15.答案：向外向右向上向外16.答案：有联系.实验现象：(1)放在通电导体周围的小磁针发生偏移，说明导体周围有磁场;(2)通电导体在磁场中受到力的作用;(3)电子束在磁场中发生偏移.第一章电与磁单元测试题的全部内容确实是这些，查字典物理网期望能够关心大伙儿取得更好的成绩。
2018_2019学年高中物理第一章电磁感应习题课电磁感应规律的应用练习教科版
习题课 电磁感应规律的应用一、基础练1．如图1所示，平行导轨间的距离为d ，一端跨接一个电阻R ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于平行金属导轨所在的平面．一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置．金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时，通过电阻R 的电流为( )图1 A.Bdv R B.Bdv sin θRC.Bdv cos θRD.Bdv R sin θ 答案 D解析 题中B 、l 、v 满足两两垂直的关系，所以E ＝Blv 其中l ＝d sin θ即E ＝Bdv sin θ，故通过电阻R 的电流为BdvR sin θ，选D.点评 正确理解E ＝BLv ，知道适用条件是三个量两两垂直． 2. 图2中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ，磁场方向垂直纸面向里,abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为l.t=0时刻，bc 边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是()答案 B解析 线框进入时，磁通量是增加的，线框穿出时磁通量是减少的，由楞次定律可判断两次电流方向一定相反，故只能在A 、B 中选择，再由楞次定律及规定的电流正方向可判断进入时电流为负方向，故选B.3．如图3所示，ab 和cd 是位于水平面内的平行金属轨道，间距为l ，其电阻可忽略不计，ac 之间连接一阻值为R 的电阻．ef 为一垂直于ab 和cd 的金属杆，它与ad 和cd 接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B ，当施外力使杆ef 以速度v 向右匀速运动时，杆ef 所受的安培力为( )图3 A.vB 2l 2R B.vBl RC.vB 2l RD.vBl 2R 答案 A4．如图4所示，先后两次将同一个矩形线圈由匀强磁场中拉出，两次拉动的速度相同．第一次线圈长边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W 1、通过导线截面的电荷量为q 1，第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区域，拉力做功为W 2、通过导线截面的电荷量为q 2，则( )图4A ．W 1>W 2，q 1＝q 2B ．W 1＝W 2，q 1>q 2C ．W 1<W 2，q 1<q 2D ．W 1>W 2，q 1>q 2答案 A解析 设矩形线圈的长边为a ，短边为b ，电阻为R ，速度为v ，则W 1＝BI 1ba ＝B ·Bav R ·a ·b ，W 2＝BI 2ba ＝B ·Bbv R·a ·b ，因为a >b ，所以W 1>W 2.通过导线截面的电荷量q 1＝I 1t 1＝Bav R ·b v＝q 2. 5．如图5所示，半径为a 的圆形区域(图中虚线)内有匀强磁场，磁感应强度为B ＝0.2T ，半径为b 的金属圆环与虚线圆同心、共面的放置，磁场与环面垂直，其中a ＝0.4m 、b ＝0.6m ；金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电阻均为2Ω.一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计．图5(1)若棒以v 0＝5m/s 的速率沿环面向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO ′的瞬间，MN 中的电动势和流过灯L 1的电流．(2)撤去中间的金属棒MN ，将左面的半圆弧O L 1O ′以MN 为轴翻转90°，若此后B 随时间均匀变化，其变化率为ΔB Δt ＝4πT/s ，求灯L 2的功率． 答案 (1)0.8V 0.4A (2)1.28×10－2W解析 (1)棒滑过圆环直径OO ′的瞬间，MN 中的电动势为动生电动势，E ＝B ·2a ·v ＝0.8V.流经L 1的电流I ＝E R L1＝0.4A (2)电路中的电动势为感生电动势，E ＝πa 22·ΔB Δt灯L 2的功率P 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R L1＋R L22R L2＝1.28×10－2W 点评 求电路中的电动势时，要分析清楚产生感应电动势的方式，若为导体切割磁感线类，宜用E ＝BLv 计算；若为磁场变化产生感生电场类，宜用E ＝nS ΔB Δt. 二、提升练6．如图6所示，矩形线框abcd 的ad 和bc 的中点M 、N 之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直．当线框向右匀速平动时，下列说法中正确的是( )图6A ．穿过线框的磁通量不变化，MN 间无感应电动势B ．MN 这段导体做切割磁感线运动，MN 间有电势差C ．MN 间有电势差，所以电压表有示数D ．因为有电流通过电压表，所以电压表有示数答案 B解析 穿过线框的磁通量不变化，线框中无感应电流，但ab 、MN 、dc 都切割磁感线，它们都有感应电动势，故A 错，B 对．无电流通过电压表，电压表无示数，C 、D 错．7．如图7所示，线圈C 连接光滑平行导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨上放着导体棒MN .为了使闭合线圈A 产生图示方向的感应电流，可使导体棒MN ( )图7A ．向右加速运动B ．向右减速运动C ．向左加速运动D ．向左减速运动答案 AD解析 N 再由右手定则判断MN 应向左运动，磁场减弱则电流减小故MN 应减速，故可判断MN 向左减速，同理可判断向右加速也可，故选A 、D.→N 再由右手定则判断MN 应向左运动，磁场减弱则电流减小故MN 应减速，故可判断MN 向左减速，同理可判断向右加速也可，故选A 、D.8．如图8所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F .此时( )图8 A ．电阻R 1消耗的热功率为Fv /3B ．电阻R 2消耗的热功率为Fv /6C ．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cos θD ．整个装置消耗的机械功率为(F ＋μmg cos θ)v答案 BCD解析 棒ab 上滑速度为v 时，切割磁感线产生感应电动势E ＝BLv ，设棒电阻为R ，则R 1＝R 2＝R ，回路的总电阻R 总＝32R ，通过棒的电流I ＝E R 总＝2BLv 3R，棒所受安培力F ＝BIL ＝2B 2L 2v 3R ，通过电阻R 1的电流与通过电阻R 2的电流相等，即I 1＝I 2＝I 2＝BLv 3R，则电阻R 1消耗的热功率P 1＝I 21R ＝B 2L 2v 29R ＝Fv 6，电阻R 2消耗的热功率P 2＝I 22R ＝Fv 6.棒与导轨间的摩擦力f ＝μmg cos θ，故因摩擦而消耗的热功率为P ＝fv ＝μmgv cos θ；由能量转化知，整个装置中消耗的机械功率为安培力的功率和摩擦力的功率之和P 机＝Fv ＋fv ＝(F ＋μmg cos θ)v .由以上分析可知，B 、C 、D 选项正确．点评 切割磁感线的导体相当于电源，电源对闭合回路供电．分析清楚整个过程中能量的转化和守恒，所有的电能和摩擦生热都来自于机械能，而转化的电能在回路中又转化为电热．9．如图9所示，一个半径为r 的铜盘，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO ′匀速转动，磁场方向与盘面垂直，在盘的中心轴与边缘处分别安装电刷．设整个回路电阻为R ，当圆盘匀速运动角速度为ω时，通过电阻的电流为________．图9答案 Br 2ω2R 解析 当铜盘转动时，产生的感应电动势相当于一根导体棒绕其一个端点在磁场中做切割磁感线的圆周运动，产生的电动势为E ＝12Br 2ω所以通过电阻的电流为Br 2ω2R. 10．如图10所示，在磁感应强度B ＝0.5T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h ＝0.1m 的平行金属导轨MN 与PQ ，导轨的电阻忽略不计．在两根导轨的端点N 、Q 之间连接一阻值R ＝0.3Ω的电阻，导轨上跨放着一根长为L ＝0.2m 、每米长电阻r ＝2.0Ω/m 的金属棒ab ，金属棒与导轨正交，交点为c 、d .当金属棒以速度v ＝4.0 m/s 向左做匀速运动时，试求：图10(1)电阻R 中电流的大小和方向；(2)金属棒ab 两端点间的电势差．Q答案（1）0.4A,方向为N →Q （2）0.32V解析 (1)在cNQd 构成的回路中，动生电动势E ＝Bhv ，由欧姆定律可得电流0.4E Bhv I A R hr R hr===++0.4E Bhv I A R hr R hr===++ (2)a 、b 两点间电势差应由ac 段、cd 段、db 段三部分相加而成，其中cd 两端的电压U cd ＝IR .ac 、db 端电压即为其电动势，且有E ac ＋E db ＝B (L －h )v .故U ab ＝IR ＋E ac ＋E db ＝0.32V. 点评 无论磁场中做切割磁感线运动的导体是否接入电路，都具有电源的特征，接入电路后，其两端电压为路端电压，未接入电路时两端电压大小即为其电动势的大小．图1111．如图11所示，足够长的两根相距为0.5m 的平行光滑导轨竖直放置，导轨电阻不计，磁感应强度B 为0.8T 的匀强磁场的方向垂直于导轨平面．两根质量均为0.04kg 的可动金属棒ab 和cd 都与导轨接触良好，金属棒ab 和cd 的电阻分别为1Ω和0.5Ω，导轨最下端连接阻值为1Ω的电阻R ，金属棒ab 用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为0.64N ．现让cd 棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断，此过程中电阻R 上产生的热量为0.2J(g 取10m/s 2)．求：(1)此过程中ab 棒和cd 棒产生的热量Q ab 和Q cd ；(2)细绳被拉断瞬间，cd 棒的速度v ；(3)细绳刚要被拉断时，cd 棒下落的高度h .答案 (1)0.2J 0.4J (2)3m/s (3)2.45m解析 (1)Q ab ＝Q R ＝0.2J ，由Q ＝I 2Rt ，I cd ＝2I ab .所以Q cd ＝I 2cd R cd I 2ab R ab Q ab ＝4×12×0.2J＝0.4J. (2)绳被拉断时BI ab L ＋mg ＝F T ，E ＝BLv,2I ab ＝E R cd ＋RR ab R ＋R ab解上述三式并代入数据得v ＝3m/s(3)由能的转化和守恒定律有mgh ＝12mv 2＋Q cd ＋Q ab ＋Q R 代入数据得h ＝2.45m12．磁悬浮列车的运行原理可简化为如图12所示的模型，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B 1和B 2，导轨上有金属框abcd ，金属框宽度ab 与磁场B 1、B 2宽度相同．当匀强磁场B 1和B 2同时以速度v 0沿直导轨向右做匀速运动时，金属框也会沿直导轨运动，设直导轨间距为L ，B 1＝B 2＝B ，金属框的电阻为R ，金属框运动时受到的阻力恒为F ，则金属框运动的最大速度为多少？图12答案 4B 2L 2v 0－FR 4B 2L 2 解析 当磁场B 1、B 2同时以速度v 0向右匀速运动时，线框必然同时有两条边切割磁感线而产生感应电动势．线框以最大速度运动时切割磁感线的速度为v ＝v 0－v m当线框以最大速度v m 匀速行驶时，线框产生的感应电动势为E ＝2BLv 线框中产生的感应电流为I ＝E R线框所受的安培力为F 安＝2BIL线框匀速运动时，据平衡可得F 安＝F解得v m ＝4B 2L 2v 0－FR 4B 2L 2 点评 这是一道力、电综合题．它涉及力学中的受力分析及牛顿运动定律．解答的关键在于把新情景下的磁悬浮列车等效为有两条边切割磁感线的线框模型，分析运动情景，挖掘极值条件(线框做加速度越来越小的加速运动，当安培力等于阻力时，速度最大)，另外还要注意切割磁感线的速度为框与磁场的相对速度．。
(高中物理)第一章磁感应单元测试(粤教选修32)
第一章磁感应单元测试〔粤教版选修3-2〕(时间：90分钟总分值：100分)一、单项选择题(此题共6小题，每题4分，共24分)1．竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R ，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A 铰链连接的长度为2a ，电阻为R 2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下(如图1所示)．当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，那么这时AB 两端的电压大小为()图1A ．2BavB ．BavC.2Bav 3D.Bav 3 答案D解析由推论知，当导体棒摆到竖直位置时，产生的感应电动势E ＝BLv 中＝B ·2a ·12v ＝Bav ，此时回路总电阻R 总＝R 4＋R 2＝3R 4，这时AB 两端的电压大小U ＝E R 总·R 4＝Bav 3，D 项正确． 2．如图2所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a 和b ，当一条形磁铁的S 极竖直向下迅速靠近两环中间时，那么()图2A ．a 、b 均静止不动B ．a 、b 互相靠近C ．a 、b 互相远离D ．a 、b 均向上跳起答案C3.s 时间拉出，外力所做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2，那么()图3A ．W 1<W 2，q 1<q 2B ．W 1<W 2，q 1＝q 2C ．W 1>W 2，q 1＝q 2D ．W 1>W 2，q 1>q 2答案C解析设线框长为l 1，宽为l 2，第一次拉出速度为v 1，第二次拉出速度为v 2，那么v 1＝3v 2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W 1＝F 1·l 1＝BI 1l 2l 1＝B 2l 22l 1v 1R ，同理W 2＝B 2l 22l 1v 2R，故W 1>W 2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q ＝ΔΦR ，得q 1＝q 2.4.位于纸面内a →b →c →d →e →f 为线框中的电动势E 的正方向,以下四个E-t 关系示意图中正确的选项是()图4答案C解析楞次定律或右手定那么可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1s ～2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2s ～3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向(正方向)，故C 选项正确．5.两块水平放置的金属板间的距离为d ，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图5所示，两板间有一个质量为m 、电荷量＋q 的油滴恰好处于静止．那么线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是()图5A ．磁感应强度B 竖直向上且正增强，ΔΦΔt ＝dmg nq B ．磁感应强度B 竖直向下且正增强，ΔΦΔt ＝dmg nqC ．磁感应强度B 竖直向上且正减弱，ΔΦΔt ＝dmg R ＋r nRqD ．磁感应强度B 竖直向下且正减弱，ΔΦΔt ＝dmgr R ＋r nRq答案C解析油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B 为向上的减弱或向下的增强．又E ＝n ΔΦΔt① U R ＝R R ＋r·E ② qU R d＝mg ③ 由①②③式可解得：ΔΦΔt ＝mgd R ＋r nRq6．在如图6所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，以下说法正确的选项是()图6A ．合上开关，a 先亮，b 逐渐变亮；断开开关，a 、b 同时熄灭B ．合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭C ．合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a 、b 同时熄灭D ．合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭答案C解析合上开关S 后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势，阻碍电流的增大，故I b >I a ，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，故合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；开关S 断开后，虽然由于电感L 产生自感电动势的作用，灯a 、b 回路中电流要延迟一段时间熄灭，且同时熄灭，应选C.二、双选题(此题共4小题，每题6分，共24分)7．如图7所示，用恒力F 将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，那么在此过程中()A ．线圈向左做匀加速直线运动B ．线圈向左运动且速度逐渐增大C ．线圈向左运动且加速度逐渐减小D ．线圈中感应电流逐渐减小图7答案BC解析加速运动那么速度变大，电流变大，安培力变大．安培力是阻力，故加速度减小．应选B 、C 项．8．如图8所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd 处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒MN 可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动．当导体棒MN 在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为()图8A ．逐渐增大B ．先增大后减小C ．逐渐减小D ．先增大后减小，再增大，接着再减小答案BD解析导体棒MN 在框架上做切割磁感线的匀速运动，相当于电源，其产生的感应电动势相当于电源的电动势E ，其电阻相当于电源的内阻r ，线框abcd 相当于外电路，等效电路如以下列图所示．由于MN 的运动，外电路的电阻是变化的，设MN 左侧电阻为R 1，右侧电阻为R 2，导线框的总电阻为R ＝R 1＋R 2，所以外电路的并联总电阻：R 外＝R 1R 2/(R 1＋R 2)＝R 1R 2/R由于R 1＋R 2＝R 为定值，故当R 1＝R 2时，R 外最大．在闭合电路中，外电路上消耗的电功率P 外是与外电阻R 外有关的．P 外＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 外＋r 2·R 外＝E 2R 外－r 2R 外＋4r可见，当R 外＝r 时，P 外有最大值，P 外随R 外的变化图象如右图所示．下面根据题意，结合图象讨论P 外变化的情况有：(1)假设R 外的最大值R max <r ，那么其导线框上消耗的电功率是先增大后减小．(2)假设R 外的最大值R max >r ，且R 外的最小值R min <r ，那么导线框上消耗的电功率是先增大后减小，再增大，接着再减小．(3)假设是R 外的最小值R min >r ，那么导线框上消耗的电功率是先减小后增大．综上所述，B 、D 正确．9．如图9所示，用细线悬吊一块薄金属板，在平衡位置时，板的一局部处于匀强磁场中，磁场的方向与板面垂直，当让薄板离开平衡位置附近做微小的摆动时，它将()图9A ．做简谐振动B ．在薄板上有涡流产生C ．做振幅越来越小的阻尼振动D ．以上说法均不正确答案BC解析此题考查涡流的产生．由于电磁感应现象，薄板上出现电流，机械能减少，故正确答案为B 、C.10．如图10所示，相距为d 的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B ，正方形线框abcd 边长为L (L <d )、质量为m .将线框在磁场上方高h 处由静止开始释放，当ab 边进入磁场时速度为v 0，cd 边刚穿出磁场时速度也为v 0.从ab 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的整个过程中()图10A ．线框一直都有感应电流B ．线框有一阶段的加速度为gC ．线框产生的热量为mg (d ＋h ＋L )D ．线框做过减速运动答案BD解析从ab 边进入时到cd 边刚穿出有三个过程(四个特殊位置)如图由Ⅰ位置到Ⅱ位置，和由Ⅲ位置到Ⅳ位置线框中的磁通量发生变化，所以这两个过程中有感应电流，但由Ⅱ位置到Ⅲ位置，线框中磁通量不变化，所以无感应电流；故A 错，由Ⅱ到Ⅲ加速度为g ，故B 正确．因线框的速度由v 0经一系列运动再到v 0且知道有一段加速度为g 的加速过程故线框一定做过减速运动，故D 正确；由能量守恒知，线框产生的热量为重力势能的减少量即mg (d ＋L )，故C 错误．三、填空题(此题共2小题，共10分)11．(6分)如图11所示，是“研究电磁感应现象〞的实验装置．图11(1)将图中所缺导线补充完整．(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将原线圈迅速插入副线圈中，电流计指针将________．(3)原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将________． 答案(1)如下列图(2)向右偏(3)向左偏12．(4分)如图12所示，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻不计，导体棒ab 和cd 跨在导轨上，ab 电阻大于cd 电阻．当cd 在外力F 2作用下匀速向右滑动时，ab 在外力F 1作用下保持静止，那么ab 两端电压U ab 和cd 两端电压U cd 相比，U ab ________U cd ，外力F 1和F 2相比，F 1________F 2(填>、＝或<)．图12答案＝＝四、解答题(此题共4小题，共42分)13．(10分)如图13所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L ，右端接有电阻R ，磁感应强度为B ，一根质量为m 、电阻不计的金属棒以v 0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为μ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q ，求：图13(1)棒能运动的距离；(2)R 上产生的热量．答案(1)qR BL (2)12mv 20－μmgqR BL解析(1)设在整个过程中，棒运动的距离为s ，磁通量的变化量ΔΦ＝BLs ，通过棒的任一截面的电量q ＝I Δt ＝ΔΦR ，解得s ＝qR BL. (2)根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一局部克服摩擦力做功，一局部转化为电能，电能又转化为热能Q ，即有12mv 20＝μmgs ＋Q ，解得Q ＝12mv 20－μmgs ＝12mv 20－μmgqR BL. 14．(10分)U 形金属导轨abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc 等长的金属棒PQ 平行bc 放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e 、f .磁感应强度B T ，导轨质量M ＝2kg ，其中bc m 、电阻r Ω，其余局部电阻不计，金属棒PQ 质量m kg 、电阻R Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝0.2.假设向导轨施加方向向左、大小为F ＝2N 的水平拉力，如图14所示．求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长，g 取10m/s 2)．图14答案m/s 22A3m/s解析导轨受到PQ 棒水平向右的摩擦力f ＝μmg ，根据牛顿第二定律并整理得F －μmg －F 安＝Ma ，刚拉动导轨时，I 感＝0，安培力为零，导轨有最大加速度a m ＝F －μmg M ＝2－0.2×0.6×102m/s 2m/s 2 随着导轨速度的增大，感应电流增大，加速度减小，当a ＝0时，速度最大．设速度最大值为v m ，电流最大值为I m ，此时导轨受到向右的安培力F 安＝BI m L ，F －μmg －BI m L ＝0I m ＝F －μmg BL代入数据得I m ＝2－0.2×0.6×100.8×0.5A ＝2A I ＝E R ＋r ，I m ＝BLv m R ＋rv m ＝I m R ＋r BL ＝2×0.2＋0.40.8×0.5m/s ＝3m/s. 15．(10分)如图15所示，a 、b 是两根平行直导轨，MN 和OP 是垂直跨在a 、b 上并可左右滑动的两根平行直导线，每根长为l ，导轨上接入阻值分别为R 和2R 的两个电阻和一个板长为L ′、间距为d 的平行板电容器．整个装置放在磁感应强度为B 、垂直导轨平面的匀强磁场中．当用外力使MN 以速率2v 向右匀速滑动、OP 以速率v 向左匀速滑动时，两板间正好能平衡一个质量为m 的带电微粒，试问：图15(1)微粒带何种电荷？电荷量是多少？(2)外力的功率和电路中的电功率各是多少？答案(1)负电mgd Blv (2)3B 2l 2v 2R 3B 2l 2v 2R解析(1)当MN 向右滑动时，切割磁感线产生的感应电动势E 1＝2Blv ，方向由N 指向M . OP 向左滑动时产生的感应电动势E 2＝Blv ，方向由O 指向P .两者同时滑动时，MN 和OP 可以看成两个顺向串联的电源，电路中总的电动势： E ＝E 1＋E 2＝3Blv ，方向沿NMOPN .由全电路欧姆定律得电路中的电流强度I ＝ER ＋2R ＝Blv R ，方向沿NMOPN . 电容器两端的电压相当于把电阻R 看做电源NM 的内阻时的路端电压，即U ＝E 1－IR ＝2Blv －Blv R·R ＝Blv 由于上板电势比下板高，故在两板间形成的匀强电场的方向竖直向下，可见悬浮于两板间的微粒必带负电．设微粒的电荷量为q ，由平衡条件mg ＝Eq ＝Udq ，得q ＝mgd U ＝mgd Blv(2)NM 和OP 两导线所受安培力均为F ＝BIl ＝B Blv R l ＝B 2l 2v R，其方向都与它们的运动方向相反．两导线速滑动，由平衡条件可知所加外力应满足条件F 外＝F ＝B 2l 2v R因此，外力做功的机械功率P 外＝F ·2v ＋Fv ＝3Fv ＝3B 2l 2v 2R. 电路中产生感应电流总的电功率P 电＝IE ＝Blv R ·3Blv ＝3B 2l 2v 2R可见，P 外＝P 电，这正是能量转化和守恒的必然结果．16．(12分)如图16所示，质量m 1kg ，电阻R 1Ω，长度l m 的导体棒ab 横放在U 形金属框架上．框架质量m 2kg ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μm 的MM ′、NN ′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R 2Ω的MN 垂直于MM ′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B T ．垂直于ab 施加F ＝2N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与MM ′、NN ′保持良好接触．当ab 运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s 2.图16(1)求框架开始运动时ab 速度v 的大小；(2)从ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量Q J ，求该过程ab 位移s 的大小．答案(1)6m/sm解析(1)ab 对框架的压力N 1＝m 1g框架受水平面的支持力N 2＝m 2g ＋N 1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么框架受到最大静摩擦力f m ＝μN 2ab 中的感应电动势E ＝BlvMN 中电流I ＝E R 1＋R 2MN 受到的安培力F 安＝IlB框架开始运动时F 安＝f m由上述各式，代入数据解得v ＝6m/s(2)闭合回路中产生的总热量Q 总＝R 1＋R 2R 2Q 由能量守恒定律，得Fs ＝12m 1v 2＋Q 总 代入数据解得s m。
磁性物理学 课后习题(宛德褔 马兴隆)
磁性物理学课后习题（宛德褔马兴隆）第一章物质磁性概述1.1 在一小磁铁的垂直方向R处，测得它的磁场强度为H，试求这磁铁的次偶极矩j m和磁矩μm。
1.2 垂直板面方向磁化的大薄片磁性材料在去掉磁化场后，它的磁极化强度是1[Wb·m-2]，试计算板中心的退磁场H d等于多少？1.3 退磁因子N d与哪些因素有关? 试证处于均匀磁化的铁磁球形体的退磁因子N d=1/3。
设该球形铁磁体的磁化强度M在球表面面积元ds上可产生磁极dm，在球心有一单位磁极m1，它与dm的作用服从磁的库伦定律。
1.4设铁磁体为开有小缺口l1的圆环，其圆环轴线周长为l2，当沿圆环周均匀磁化时，该铁磁体磁化强度为M，试证在缺口处产生的退磁场H d为：H d=-l1l1+l2M第二章磁性起源2.1 试计算自由原子Fe、Co、Ni、Gd、Dy等的基态具有的原子磁矩μJ各为多少？2.2 为什么铁族元素有的有效玻尔磁子数n f的实验值与理论公式n f = g J[J(J+1)]1/2不符合而与公式n f = 2[S(S+1)]1/2较为一致？2.3 何谓轨道角动量冻结现象？2.4 证明g J = 1 + J(J+1)+S(S+1)-L(L+1)2J(J+1)第三章自发磁化理论3.1推导居里-外斯定律x=CT−T P，说明磁化率与温度的关系。
3.2铁（金属）原子的玻尔磁子数为 2.22，铁原子量为55.9，密度为7.86×103 [kg·m-3]，求出在0(K)下的饱和磁化强度。
3.3铁氧体的N型M s(T)曲线有什么特点？试比较抵消点温度T d和居里温度T c 的异同。
3.4 计算下列铁氧体的分子磁矩：Fe3O4, CuFe2O4, ZnFe2O4，CoFe2O4, NiFe2O4, BaFe12O19和GdFe5O123.5 自发磁化的物理本质是什么? 材料具有铁磁性的充要条件是什么?3.6超交换作用有哪些类型？为什么A-B类型作用最强？3.7 论述各类磁性χ-T的相互关系3.8设图示中的次晶格A-B间的交换作用小于B1-B2次晶格内的交换作用。
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一、名词解释
1、磁矩：是描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量，一般定义为环形电流i 和所围成面积A 的矢量积；
2、磁化强度：单位体积的磁体内，所有磁偶极矩或磁矩的矢量和，描述宏观磁体磁性强弱程度的物理量；
3、磁场强度：单位点磁荷在该处所受的磁场力的大小，其方向与正磁荷在该处所受磁场力的方向一致，是描述空间任一点的磁场参量；
4、磁感应强度：描述磁场强弱和方向的物理量，常用符号B 表示，又称为磁通量密度或磁通密度；
5、磁化曲线：描述磁性材料的状态随外磁场强度的变化而发生变化的曲线；或表示磁场强度H 与所感生的磁化强度M 或磁感应强度B 之间的关系的曲线；
6、磁滞回线：H 从正的最大到负的最大，再回到正的最大时，B —H 或M —H 形成一封闭的曲线称为磁滞回线。
7、磁化率：单位磁场强度H 在磁体内所感生的磁化强度M ，表征磁体磁化难易程度的物理量；
8、磁导率：单位磁场强度H 在磁体内所感生的磁感应强度B ，也是表征磁介质磁性的物理量；
二、回答问题：
1、什么是退磁场，如何克服？
退磁场H d 是指有限几何尺寸的磁体在外磁场中被磁化后，表面将产生磁极，从而使磁体内部存在与磁化强度M 方向相反的一种磁场，起到减退磁化的作用。
退磁场的大小与磁体形状（退磁因子N ）及磁化强度M 有关，一般退磁因子N 只与磁体的几何形状有关，因为退磁场只与材料的尺寸有关，短而粗的样品，退磁场就很大，因此可以将样品做成长而细的形状，退磁场就将会减小。
然而实际工作中，材料的尺寸收到限制，因此不可避免的受到退磁场的影响。
2、内禀矫顽力和磁感矫顽力有什么区别和联系？
（1）磁感矫顽力B H C ：在B －H 磁滞回线上，使B ＝0的磁场强度
（2）内禀矫顽力M H C ：在M －H 磁滞回线上，使M ＝0的磁场强度
（3） 一般情况下有 ；
M C B C H H
3、物质按磁性可分为几类？各类磁性的χ-T关系曲线怎样？
（1）抗磁性，其磁化率为负，且绝对数值很小，χ与T无关；（2）顺磁性，其磁化率为正值，但数值很小，一般为10-6 ~ 10-3，χ与T关系遵从居里定律或居里-外斯定律；（3）铁磁性，磁化率为正，其数值较大，一般在101– 105左右，高温顺磁磁化率遵循居里-外斯定律；（4）反铁磁性，χ在某一温度T N处存在最大值，当T > T N时，χ与普通顺磁性物质相似，服从居里-外斯定律，但T < T N时，磁化率不是继续增加，而是降低并趋于一定值；（5）亚铁磁性，当温度超过临界温度处于顺磁性态时，其χ值在高温段能较好的服从居里-外斯定律，但靠近临界温度时，其χ与T的变化偏离居里-外斯定律。
三、计算题
某一铁的旋转椭球长轴为1毫米，短轴直径为0.1 毫米，饱和磁化强度μ0M s=2.1 T，求长轴和短轴方向的退磁场。
解：根据题意：长轴/短轴= 1/0.1 = 10
所以查表可知，当椭球的的纵横比为10时，沿长轴的退磁因子N z = 0.0203，又Nx + Ny + Nz = 1，所以N x = N y = 0.48985.
由退磁场公式：长轴退磁场H d1 = NM s = 0.0203⨯2.1⨯107/4π = 3.39⨯104 A/m 同理短轴退磁场H d2 = 8.19⨯105 A/m。