第二章 章末盘点 电磁学知识整合与阶段检测 阶段质量检测
高中物理 第2章 电磁感与电磁场综合测评 1高二1物理试题
点囤市安抚阳光实验学校综合测评(二)(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共10个小题，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正确，有的小题有多个选项正确．选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)1．(2014·学业水平考试)发电机利用水力、风力动力推动线圈在磁场中转动，将机械能转化为电能．这种转化利用了( )A．电流的热效B．电磁感原理C．电流的磁效D．磁场对电流的作用原理【答案】B2．如图1所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是( )图1A．将磁铁插入螺线管的过程中B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中【解析】只要闭合电路的磁通量发生变化就会产生感电流，电流表的指针就会偏转．【答案】B3．(多选)(2015·学业水平测试)发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量发生改变的有( )A．穿过线圈的磁通量B．线圈中产生的感电动势C．闭合回路中的电流D．闭合回路中电流变化的周期【解析】发电机的转子在匀速转动过程中，线圈转动的周期是固的，闭合回路中电流变化的周期也是固的，但穿过线圈的磁通量、线圈产生的感电动势和感电流都是随时间做周期性变化的，故A、B、C均正确．【答案】ABC4．A、B两个闭合电路，穿过A电路的磁通量由0增加到3×103Wb，穿过B电路的磁通量由5×103 Wb增加到6×103 Wb，则两个电路中产生的感电动势E A和E B的关系是( )A．E A>E B B．E A＝E BC．E A<E B D．无法确【解析】根据法拉第电磁感律可知，电路中感电动势(E)的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，因只知道磁通量的变化量不知道所用的时间，所以不能确E A和E B的关系，故D正确．【答案】D5．(多选)带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则( )A．只要圆环在转动，小线圈内就一有感电流产生B．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感电流产生C．圆环在做变速转动时，小线圈内一有感电流产生D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感电流产生【解析】带负电的小圆环转动形成环形电流，环形电流产生磁场，若匀速转动环形电流是恒的，产生的磁场是不变的，就不会使同平面内的小线圈产生感电流．若变速转动，产生的电流是变化的，产生的磁场是变化的，穿过小线圈的磁通量就是变化的，有感电流产生．【答案】CD6．关于变压器，下列说法正确的是( )A．变压器是根据电磁感的原理制成的B．变压器的原线圈匝数一比副线圈的多C．变压器只能改变直流电的电压D．变压器只能有一个原线圈和一个副线圈【解析】变压器是根据电磁感的原理制成的，故A对；变压器只能改变交流电的电压，故C错；变压器原、副线圈匝数的多少，根据实际需要而，而且副线圈可以有多个，故B错，D错．【答案】A7．理想变压器的原副线圈的匝数之比为4∶1，在原线圈上加上U＝200 V 的交流电压，在副线圈上接交流电压表，其示数为( )A．0 B．50 VC．200 V D．800 V【解析】理想变压器中U1U2＝n1n2，则U2＝n2n1U1＝14×200 V＝50 V，故B对．【答案】B8．根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是( )A．变化的电场一产生变化的磁场B．均匀变化的电场一产生均匀变化的磁场C．稳的电场一产生稳的磁场D．振荡交变的电场一产生同频率的振荡交变磁场【解析】均匀变化的电场(磁场)产生恒的磁场(电场)，不均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)，振荡交变的电场产生同频率的振荡交变磁场，故D对．【答案】D9．(2012·学业水平考试)关于电磁波，下列说法正确的是( )A．所有电磁波的频率相同B．电磁波只能在真空中传播C．电磁波在任何介质中的传播速度相同D．电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s【解析】电磁波的频率不一相同，就是无线电电磁波也有很多频道和频率，A错误；电磁波既能在真空中传播，也能在介质中传播，B错误；不同频率的电磁波在不同的介质中的传播速度都不相同，C错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，D正确．【答案】D10. (2015·学业水平测试)图2是电磁铁工作原理的示意图，由线圈、电源、开关和滑动变阻器器材组成，P为滑动变阻器的滑片，闭合S，铁钉被吸附起来．下列分析正确的是( )图2A．增加线圈匝数，被吸附的铁钉减少B．调换电源正负极，铁钉不能被吸附C．P向a端移动，被吸附的铁钉增多D．P向b端移动，被吸附的铁钉增多【解析】增加线圈的匝数，滑动头P向a端移动时，线圈的磁性越强，被吸附的铁钉增多，故A、D错误，C正确；调换电源正负极，改变了线圈下端磁极的极性，但不改变线圈下端磁性的强弱，故吸附的铁钉数量不变，故B错误．【答案】C11．(8分)如图3所示，两条平行金属导轨ab、cd置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，两导轨间的距离l＝0.6 m．金属杆MN沿两条导轨向右匀速滑动，速度v＝10 m/s，产生的感电动势为3 V．由此可知，磁场的磁感强度B＝________T.图3【解析】金属杆MN产生的感电动势E＝BΔSΔt＝BlvΔtΔt＝Blv，则B＝Elv＝30.6×10T＝0.5 T.【答案】0.512．(8分)有甲、乙两个匝数不相同的线圈绕在同一个圆筒上，它们的匝数n甲＞n乙．当一个条形磁体穿过圆筒时，线圈________产生的感电动势较大．【解析】由法拉第电磁感律E＝nΔΦΔt知，E甲＞E乙．【答案】甲13．(8分)一个200匝的线圈，在0.02秒时间内线圈中的磁通量的变化量为6×10－5韦伯，求线圈中的感电动势的大小．【解析】 线圈中产生的感电动势的大小 E ＝n ΔΦΔt ＝200×6×10－50.02 V ＝0.6 V.【答案】 0.6 V14．(8分)收音机中的变压器，原线圈有1 210匝，接在220 V 的交流电源上，要得到5 V 、2.2 A 的输出电压，原线圈中的电流多大？【解析】 根据能量守恒P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2，所以I 1＝U 2I 2U 1＝0.05 A.【答案】 0.05 A15．(14分)如图4所示，矩形线圈abcd 绕OO ′轴在B ＝0.2 T 的匀强磁场中以n ＝4r/s 的转速转动，已知ab ＝20 cm ，bc ＝40 cm ，线圈共有50 匝，当线圈从如图所示位置开始转动，一直转过90°的过程中，回答下面三个问题：图4(1)磁通量的变化量是多少？(2)磁通量的平均变化率为多少Wb/s? (3)线圈中产生的平均感电动势是多大？【解析】 (1)S ＝ab ·bc ＝20×40 cm 2＝800 cm 2＝8×10－2m 2ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS －0＝0.2×8×10－2Wb ＝1.6×10－2Wb.(2)Δt ＝14T ＝14·1n ＝14×14 s ＝116 sΔΦΔt ＝1.6×10－2Wb 116 s ＝0.256 Wb/s. (3)E ＝n ΔΦΔt＝50×0.256 V＝12.8 V.【答案】 (1)1.6×10－2Wb (2)0.256 Wb/s (3)12.8 V16．(14分)磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统.2000年底，我国宣布已研制一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型，该车的车速已达到500 km/h ，可载5人．是当今最快的地面客运交通工具，有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油、污染少优点．并且它采用高架方式，占用的耕地很少．磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车．磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起，摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的铿锵声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”. 图5所示就是磁悬浮的原理，图中A 是圆柱形磁铁，B 是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环水平放在磁铁A 的上方，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁的上方．图5(1)请简要说明产生磁悬浮现象的原因．(2)磁悬浮列车能达到如此高的速度的原因是什么？(3)在实际情况中，磁悬浮列车要进一步提升速度，困难很大，说说制约磁悬浮列车进一步提升速度的原因．【解析】(1)线圈B下降，磁通量发生变化，B中产生感电流．由于超导线圈的电阻极小，故电流极大而且几乎不会减小，使列车受到向上的安培力与重力，二力平衡，处于悬浮状态．(2)由于列车处于悬浮，摩擦阻力几乎没有．(3)空气阻力是制约列车进一步提速的重要因素，空气阻力随速度的增大而增大．【答案】见解析。
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(3)直线系方程在求直线方程或直线方程的应用 中作用广泛．
①平行于Ax＋By＋C＝0的直线系方程是Ax＋
By＋C′＝0(C′≠C)，
②垂直于Ax＋By＋C＝0的直线系方程是Bx－
Ay＋C′＝0，
③过两直线A1x＋B1y＋C1＝0和A2x＋B2y＋C2
＝0的交点的直线系方程为A1x＋B1y＋C1＋λ(A2x＋
①根据题意选择方程的形式：标准形式或一般形式；
②利用条件列出关于a、b、r或D、E、F的方程组；
③解出a、b、r或D、E、F，代入标准方程或一般方程．
2．点、直线、圆与圆的位置关系
(1)点与圆的位置关系：
设点M到圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2的圆心的距离为
d，则d>r⇔点在圆外；d＝r⇔点在圆上；d<r⇔点在圆
一、直线与直线的方程
1．直线的倾斜角和斜率
直线的倾斜角和斜率都是确定直线方向的基本概念．
(1)任何直线都有倾斜角，其范围是0°≤α<180°， 当直线倾斜角等于0°时，直线与x轴平行或重合；当α＝ 90°时，直线与x轴垂直．
(2)并不是任何直线都有斜率．当α≠90° 时，直 线才存在斜率．求直线斜率的方法有两种：①利用斜 率k与倾斜角α的关系：k＝tan α(α≠90° )；②利用斜 y2－y1 率公式：k＝ (x1≠x2)． x2－x1
内．
(2)直线与圆的位置关系：
直线l：Ax＋By＋C＝0和圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2的位置 关系的判断方法有两种，即
①几何法： 已知直线Ax＋By＋C＝0和圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2. |Aa＋Bb＋C| 圆心到直线的距离d＝ 2 2 . A ＋B d>r⇔直线与圆相离； d＝r⇔直线与圆相切； d<r⇔直线与圆相交． ②代数法： 联立直线方程与圆方程建立方程组
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(2)x轴上的点的坐标为(x,0,0)，x为任意实数； y轴上的点的坐标为(0，y,0)，y为任意实数； z轴上的点的坐标为(0,0，z)，z为任意实数． 2．空间两点间的距离公式 空间两点P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)间的距离 是|P1P2|＝ x2－x12＋y2－y12＋z2－z12.
Ax＋By＋C＝0， x－a2＋y－b2＝r2，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据解的情况来判断此直
线和圆的位置关系： 当方程组只有一个实数解时，直线与圆相切； 当方程组有两个不同的实数解时，直线与圆相交； 当方程组没有实数解时，直线与圆相离．
(3)圆与圆的位置关系： 圆与圆的位置关系的判断方法一般使用几何法． 设两圆的半径分别为r1，r2，圆心距为d，则 ①d>r1＋r2⇔两圆相离；
B2y＋C2)＝0.
4．距离公式 (1)两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)间距离公式是： |P1P2|＝ x2－x12＋y2－y12； (2)点A(a，b)到直线Ax＋By＋C＝0的距离公式是： |Aa＋Bb＋C| d＝ ； A2＋B2 (3)两平行线l1：Ax＋By＋C1＝0，l2：Ax＋By＋C2＝0 |C1－C2| 间的距离公式是d＝ 2 2. A ＋B
x y 截距式 ＋ ＝1 a b 一般式
Ax＋By＋C＝0(A2＋B2≠0)
(2)求直线的方程一般采用待定系数法，其步骤是： 选形式 → 选形式 → 列方程 → 求参数 → 得直线 .
3．两直线的位置关系 (1)设直线l1：y＝k1x＋b1，l2：y＝k2x＋b2，则 ①k1≠k2⇔l1与l2相交； ②k1＝k2且b1≠b2⇔l1与l2平行； ③k1＝k2且b1＝b2⇔两直线重合； ④k1k2＝－1⇔两直线垂直．
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[解析] 布朗粒子是宏观粒子，其运动规律同样遵循牛顿定 律，A 错误。布朗运动虽然是固体小颗粒的运动，但却反映了 液体分子的无规则运动，B 正确。选项 C，光束中的粒子的运动 是受小范围气流的影响，不是布朗运动。选项 D 中的热运动指 分子的无规则运动，布朗运动不能称为热运动。故选 A、C、D。
[答案] ACD
[例 3] 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实 验简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓 内的方格数(不足半格的舍去，多于半格的算一格)，再根据 方格的边长求出油膜的面积 S。
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形 状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用水彩笔将薄膜的形状描 画在玻璃板上。
5．已知物体的体积 V 和摩尔体积 VA，求物体的分子数 N，则 N＝NVAAV。
6．已知物体的质量 m 和摩尔质量 M，求物体的分子数 N， 则 N＝MmNA。
[例 1] 已知金刚石的密度为 ρ＝3.5×103 kg/m3，现有体 积为 4.0×10－8m3 的一小块金刚石，它有多少个碳原子？假如 金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直 径。(保留两位有效数字)
C．用浅盘装入约 2 cm 深的水，然后把痱子粉(或石膏粉) 均匀地撒在水面上。
D．求出薄膜厚度，即油酸分子的直径大小。 E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的 体积 V。 F．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴 入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 n。 上述实验步骤的合理顺序是____________；油酸分子的 直径约为 d＝________。(用题中字母表示)
实验：用油膜法测分子直径
专题一
分子微观量的估算
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(3)直线系方程在求直线方程或直线方程的应用 中作用广泛．
①平行于Ax＋By＋C＝0的直线系方程是Ax＋
By＋C′＝0(C′≠C)，
②垂直于Ax＋By＋C＝0的直线系方程是Bx－
Ay＋C′＝0，
③过两直线A1x＋B1y＋C1＝0和A2x＋B2y＋C2
＝0的交点的直线系方程为A1x＋B1y＋C1＋λ(A2x＋
①根据题意选择方程的形式：标准形式或一般形式；
②利用条件列出关于a、b、r或D、E、F的方程组；
③解出a、b、r或D、E、F，代入标准方程或一般方程．
2．点、直线、圆与圆的位置关系
(1)点与圆的位置关系：
设点M到圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2的圆心的距离为
d，则d>r⇔点在圆外；d＝r⇔点在圆上；d<r⇔点在圆
内．
(2)直线与圆的位置关系：
直线l：Ax＋By＋C＝0和圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2的位置 关系的判断方法有两种，即
①几何法： 已知直线Ax＋By＋C＝0和圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2. |Aa＋Bb＋C| 圆心到直线的距离d＝ 2 2 . A ＋B d>r⇔直线与圆相离； d＝r⇔直线与圆相切； d<r⇔直线与圆相交． ②代数法： 联立直线方程与圆方程建立方程组
二、圆与圆的方程 1．圆的方程 (1)圆的方程有两种形式：
名称 形式 圆心 (a，b) D E (－ 2 ，－ 2 ) 1 2 半径 r
标准 (x－a)2＋(y 方程 －b) ＝r
2 2
一般 x2＋y2＋Dx 方程 ＋Ey＋F＝0
D2＋E2－4F
(2)求圆的方程的一般方法是待定系数法．其步骤为：
Ax＋By＋C＝0， x－a2＋y－b2＝r2，
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二、圆与圆的方程 1．圆的方程 (1)圆的方程有两种形式：
名称 形式 圆心 (a，b) D E (－ 2 ，－ 2 ) 1 2 半径 r
标准 (x－a)2＋(y 方程 －b) ＝r
2 2
一般 x2＋y2＋Dx 方程 ＋Ey＋F＝0
D2＋E2－4F
(2)求圆的方程的一般方法是待定系数法．其步骤为：
B2y＋C2)＝0.
4．距离公式 (1)两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)间距离公式是： |P1P2|＝ x2－x12＋y2－y12； (2)点A(a，b)到直线Ax＋By＋C＝0的距离公式是： |Aa＋Bb＋C| d＝ ； A2＋B2 (3)两平行线l1：Ax＋By＋C1＝0，l2：Ax＋By＋C2＝0 |C1－C2| 间的距离公式是d＝ 2 2. A ＋B
x y 截距式 ＋ ＝1 a b 一般式
Ax＋By＋C＝0(A2＋B2≠0)
(2)求直线的方程一般采用待定系数法，其步骤是： 选形式 → 选形式 → 列方程 → 求参数 → 得直线 .
3．两直线的位置关系 (1)设直线l1：y＝k1x＋b1，l2：y＝k2x＋b2，则 ①k1≠k2⇔l1与l2相交； ②k1＝k2且b1≠b2⇔l1与l2平行； ③k1＝k2且b1＝b2⇔两直线重合； ④k1k2＝－1⇔两直线垂直．
②d＝r1＋r2⇔两圆外切；
③|r1－r2|<d<r1＋r2⇔两圆相交； ④d＝|r1－r2|⇔两圆内切； ⑤0≤d<|r1－r2|⇔两圆内含．
三、空间直角坐标系
1．空间直角坐标系中点的坐标 落在坐标轴和坐标平面上的点的特点： (1)落在xOy平面上的点，z坐标为0，即(x，y,0)； 落在yOz平面上的点，x坐标为0，即(0，y，z)； 落在xOz平面上的点，y坐标为0，即(x,0，z)；
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(2)直线与圆的位置关系：
直线l：Ax＋By＋C＝0和圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2的位置 关系的判断方法有两种，即
①几何法： 已知直线Ax＋By＋C＝0和圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2. |Aa＋Bb＋C| 圆心到直线的距离d＝ 2 2 . A ＋B d>r⇔直线与圆相离； d＝r⇔直线与圆相切； d<r⇔直线与圆相交． ②代数法： 联立直线方程与圆方程建立方程组
②d＝r1＋r2⇔两圆外切；
③|r1－r2|<d<r1＋r2⇔两圆相交； ④d＝|r1－r2|⇔两圆内切； ⑤0≤d<|r1－r2|⇔两圆内含．
三、空间直角坐标系
1．空间直角坐标系中点的坐标 落在坐标轴和坐标平面上的点的特点： (1)落在xOy平面上的点，z坐标为0，即(x，y,0)； 落在yOz平面上的点，x坐标为0，即(0，y，z)； 落在xOz平面上的点，y坐标为0，即(x,0，z)；
x y 截距式 ＋ ＝1 a b 一般式
Ax＋By＋C＝0(A2＋B2≠0)
(2)求直线的方程一般采用待定系数法，其步骤是： 选形式 → 选形式 → 列方程 → 求参数 → 得直线 .
3．两直线的位置关系 (1)设直线l1：y＝k1x＋b1，l2：y＝k2x＋b2，则 ①k1≠k2⇔l1与l2相交； ②k1＝k2且b1≠b2⇔l1与l2平行； ③k1＝k2且b1＝b2⇔两直线重合； ④k1k2＝－1⇔两直线垂直．
(2)x轴上的点的坐标为(x,0,0)，x为任意实数； y轴上的点的坐标为(0，y,0)，y为任意实数； z轴上的点的坐标为(0,0，z)，z为任意实数． 2．空间两点间的距离公式 空间两点P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)间的距离 是|P1P2|＝ x2－x12＋y2－y12＋z2－z12.
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B2y＋C2)＝0.
4．距离公式 (1)两点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)间距离公式是： |P1P2|＝ x2－x12＋y2－y12； (2)点A(a，b)到直线Ax＋By＋C＝0的距离公式是： |Aa＋Bb＋C| d＝ ； A2＋B2 (3)两平行线l1：Ax＋By＋C1＝0，l2：Ax＋By＋C2＝0 |C1－C2| 间的距离公式是d＝ 2 2. A ＋B
(3)直线系方程在求直线方程或直线方程的应用 中作用广泛．
①平行于Ax＋By＋C＝0的直线系方程是Ax＋
By＋C′＝0(C′≠C)，
②垂直于Ax＋By＋C＝0的直线系方程是Bx－
Ay＋C′＝0，
③过两直线A1x＋B1y＋C1＝0和A2x＋B2y＋C2
＝0的交点的直线系方程为A1x＋B1y＋C1＋λ(A2x＋
Ax＋By＋C＝0， x－a2＋y－b2＝r2，
根据解的情况来判断此直
线和圆的位置关系： 当方程组只有一个实数解时，直线与圆相切； 当方程组有两个不同的实数解时，直线与圆相交； 当方程组没有实数解时，直线与圆相离．
(3)圆与圆的位置关系： 圆与圆的位置关系的判断方法一般使用几何法． 设两圆的半径分别为r1，r2，圆心距为d，则 ①d>r1＋r2⇔两圆相离；
(2)x轴上的点的坐标为(x,0,0)，x为任意实数； y轴上的点的坐标为(0，y,0)，y为任意实数； z轴上的点的坐标为(0,0，z)，z为任意实数． 2．空间两点间的距离公式 空间两点P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)间的距离 是|P1P2|＝ x2－x12＋y2－y12＋z2－z12.
①根据题意选择方程的形式：标准形式或一般形式；
②利用条件列出关于a、b、r或D、E、F的方程组；
人教版物理选择性必修第二册单元测试卷(解析版答案)第一安培力与洛伦兹力、第二章 电磁感应 单元检测
第一章 安培力与洛伦兹力、第二章 电磁感应本卷分第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，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10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．\如图所示为实验室演示电磁阻尼的一阻尼摆的简化图，其摆片材质一般为铜制材料。
实验时发现，当电磁铁线圈没有通电时，阻尼摆可以摆动很长时间才停下来，而电磁铁线圈中通电时，阻尼摆很快会停下来。
下列说法正确的是( )A ．若把摆片材质换成玻璃的，效果更明显B ．摆片刚进入磁场的瞬间，一定立即做减速运动C ．摆片在进入和离开磁场的两个过程中产生的感应电流方向相同D ．阻尼摆很快停下来是因为在摆片中产生涡流，从而受安培力做负功，阻碍其运动，使之很快停下来2.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B ，环上套一带电荷量为＋q 的小球。
已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A ．0B ．12r 2qkC ．2πr 2qkD ．πr 2qk3.如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害，关于该装置，下列说法正确的是( )A．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B．当电梯坠落磁铁到达图示位置时，闭合线圈A、B中的电流方向相反C．当电梯坠落磁铁到达图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D．当电梯坠落磁铁到达图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落4．如图所示，在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是()A．匀速向右运动B．加速向右运动C．减速向右运动D．加速向左运动5．武汉病毒研究所内的实验室是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计如图甲所示，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积，空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，下列说法正确的是()A．图乙中M点的电势高于N点的电势B．正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的C．当污水中离子浓度升高，MN两点电压将增大D．只需要测量M、N两点电压就能够推算废液的流量6．如图所示，某同学在玻璃皿中心放一个接电源负极的圆柱形电极，沿边缘放一个接电源正极的圆环形电极，两电极间的距离L＝0.1 m。
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(时间：90分钟满分：100分)
一、选择题(本题包括6小题，每小题6分，共36分，每小题至少有一个选项正确，把
正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．奥斯特实验说明()
A．通电导体的周围存在着磁场
B．导体周围存在磁场
C．磁体的周围存在着磁场
D．磁场对电流有力的作用
解析：实验中导体不通电时小磁针南北方向，放置不偏转，通电后，小磁针偏转为东
西方向，说明通电导体周围存在磁场，故A正确。
答案：A
2．下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是()
A．磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向
B．某处磁感应强度的方向是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向
C．小磁针N极的受力方向就是该处磁感应强度的方向
D．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
解析：磁感应强度B的方向就是磁场中某点的磁场方向，即磁感线上某点的切线方向、
小磁针N极受力的方向、小磁针静止时N极所指的方向，故A、C项正确；通电导线所受
安培力的方向不是磁感应强度的方向，通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故B、
D项错。注：磁感应强度B的方向与电场强度E的方向规定不同，磁感应强度B的方向与
安培力F的方向垂直，而电场强度E的方向与电场力F的方向在同一条直线上。
答案：AC
3．关于磁感线，下列说法中正确的是()
A．两条磁感线可以相交
B．磁感线是磁场中实际存在的线
C．磁感线总是不闭合的
D．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱
解析：磁感线是人们为了形象描述磁场而引入的假想线，实际上并不存在。磁感线是
不相交的闭合曲线，在磁体的外部从N极指向S极，在磁体的内部从S极指向N极。磁感
线上某点的切线方向与该点的磁场方向相同，磁感线的疏密程度反映磁场的强弱。综合上
述分析可知D正确。
答案：D
4.如图1所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实际
中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的是()
A．减少磁铁的数量
B．更换成磁性较弱的磁铁
C．改变导体棒中的电流方向图1
D．增大导体棒中的电流
解析：导体棒摆动的原因是受安培力作用，要使其摆动幅度增大，由安培力的决定因
素：B越大、I越大、L越大，安培力越大知，只有D项可行。
答案：D
5．如图2所示是用“洛伦兹力演示仪”演示时的两幅照片，忽略地磁场的影响，下列
说法正确的是()
图2
A．甲图中的电子束不受洛伦兹力
B．乙图中的电子束不受洛伦兹力
C．甲图中的电子束处在垂直纸面的磁场中
D．乙图中的电子束处在平行纸面的磁场中
解析：据左手定则知，电子在磁场中所受洛伦兹力方向与电子运动速度方向必垂直，
所以在受洛伦兹力情况下不可能做直线运动，所以A项正确，C项错误；乙图中电子做匀
速圆周运动，所以必受洛伦兹力作用，且洛伦兹力与磁场垂直，所以B、D项错。
答案：A
6．如图3所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，通电直导线与磁场方向垂直，导线
长度L＝0.2m，导线中电流I＝1A。该导线所受安培力F的大小为()
图3
A．0.01NB．0.02N
C．0.03ND．0.04N
解析：根据安培力的表达式F＝BIL，
得F＝0.2T×1A×0.2m＝0.04N。
答案：D
二、填空题(本题包括3小题，共24分，把答案填在题中横线上，或按题目要求作答)
7．(6分)某同学利用如图4所示装置研究磁与电的关系，请仔细观察图中的装置、操作
和现象，然后归纳得出初步结论。
比较甲、乙两图可知：________________________________________________________。
比较甲、丙两图可知：________________________________________________________。
图4
解析：甲、乙两图的不同之处是甲图中有电流，且磁针偏转，由奥斯特实验可知，结
论应为：通电导体周围有磁场。甲、丙两图不同在于电流方向不一样，且磁针偏转方向也
不同，所以结论应为：通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
答案：通电导体周围有磁场通电导体周围的磁场方向与电流方向有关
8.(8分)如图5所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、
S两极间，射线管的A、B两极分别接直流高压电源的________和
________。此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(填“向
上”“向下”或“不”)。通过该实验我们能得出什么结论？
__________________。
解析：A为射线管的阴极，发出的电子在电场中加速运动，故图5
A为负极，B为正极；根据左手定则知电子束向下偏，表明运动电荷在磁场中受到力的
作用。
答案：负极正极向下磁场对运动电荷有力的作用
9.(10分)如图6所示，一个通电矩形线圈abcd放在匀强磁场中，矩形线
圈的OO′轴与磁场垂直，线圈平面与磁场平行。ab边所受的安培力方向为
________，cd边所受的安培力方向为________，bc边________安培力(填“受”
或“不受”)。沿OO′轴方向看，矩形线圈将沿________方向转动。图6
解析：根据左手定则可以判断ab边受力方向垂直纸面向外，cd边受力垂直纸面向里，
因bc边与磁感线平行，故不受安培力作用，线圈逆时针转动。
答案：向外向里不受逆时针
三、计算题(本题包括3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要
演算步骤，有数值计算的要注明单位)
10.(10分)把一根长为L＝10cm的直导线垂直磁感线方向放入如图7所
示的匀强磁场中。
(1)当导线中通以I1＝2A的电流时，导线受到的安培力大小为1.0×10
－
7
N，试求该磁场的磁感应强度的大小B。图7
(2)若该导线中通以I2＝3A的电流，试求此时导线所受安培力大小F，并判断安培力的
方向。
解析：(1)根据F＝BIL得B＝FIL＝5×10
－
7
T。
(2)当导线中电流变化时，导线所在处的磁场不变，
则F＝BIL＝1.5×10
－
7
N。
方向：根据左手定则，导线所受安培力方向垂直于导线向上。
答案：(1)5×10
－7T(2)1.5×10－
7
N垂直于导线向上
11.(14分)在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质
量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向上，如图8所示。当导体棒
内通有垂直于纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，求磁感应
强度的大小为多少？
解析：解决此题关键是确定安培力的方向，由左手定则可知安培力图8
平行斜面向上，受力分析如图所示。
由平衡条件得：F＝mgsinθ，安培力：F＝BIL
所以B＝mgsin30°IL＝mg2IL。
答案：B＝
mg
2IL
12．(16分)电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图9所示。
1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的
质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s)，若轨道
宽2m，长为100m，通过的电流为10A，试问轨道间所加匀强磁场的图9
磁感应强度的大小是多少？(轨道摩擦不计)
解析：由v2＝2ax得，弹体的加速度为
a＝
v
2
2x
＝
104
2
2×100
m/s
2
＝0.5×10
6m/s2
∴F安＝ma＝2.2×10－3×0.5×10
6
N
＝1.1×10
3
N
由F安＝BIL得，
B＝
F
安
IL
＝
1.1×10
3
10×2
T＝55T。
答案：55T