课堂新坐标2016_2017学年高中物理第2章磁场2电流的磁场学业分层测评新人教版选修1
【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修1-1(课件)第一章 电场 电流 3分解
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2．人们在黑暗的地方脱衣服时，有时会看到火花并伴有“噼啪”的响声， 这是因为( )
A．人体本身是带电的 B．空气带电，在衣服上放电所致 C．衣服由于摩擦而产生静电 D．以上说法均不正确
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【解析】
因为衣服之间的相互摩擦，产生了静电，通过干燥的空气放电
产生电火花，故 C 项正确．
【答案】 C
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3．雷电是怎样形成的？避雷针为什么装在建筑物的顶部，且必须接地？雷 电天气，能不能在大树下避雨？
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【解析】
(1)云层与云层之间以及云层与大地之间通过摩擦、感应等方式
带有电荷，当电荷积累到一定程度时，通过火花放电，形成雷电． (2)避雷针装在建筑物顶部，以便于尖端放电． (3)避雷针接地，以便于接地放电． (4)在有雷电的天气，人们不能在大树下避雨，因为在空旷的田间，大树容 易积累电荷，容易发生放电现象．
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[再判断] (1)雷电是强烈的放电现象．( √ ) (2)带电体的尖端部分电荷比较稀疏．( × ) (3)雷雨天可以在大树下避雨．( × )
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[后思考] 1．小明在加油站看到一条醒目的标语：“严禁用塑料桶装运汽油！”请你 说出这种规定的道理．
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【答案】 见解析
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尖端放电、火花放电、雷电都是空气的电离成为导体，而产生电流，使电 荷中和.
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静电的应用和防止
[先填空] 1．应用实例 (1) 静电除尘 ． (2) 静电喷漆 ． (3) 静电复印 ．
2017-2018学年高中物理(教科版选修1-1)学业分层测评：第2章 2 磁场对通电导线的作用力 Word版含答案
学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)1．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )A．一小段通电导线放在磁感应强度B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C．放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 TD．磁场中某处的磁感应强度B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同【解析】根据F＝BIL，当B为零时F一定为零，所以A正确，通电导线与磁场平行时，即使磁感应强度不为零，磁场力仍为零，所以B错误，C选项缺少导线与磁场垂直这一前提条件，所以C错误，B与F方向一定垂直，所以D错误．【答案】 A2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )A．由B＝FIL可知，B与F成正比，与IL成反比B．由B＝FIL可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D．磁感应强度的方向就是小磁针北极受力的方向【解析】磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放通电导线，放的通电导线受力的大小无关，所以选项A、C均错．当电流方向与磁场方向平行时，磁场对电流无作用力，但磁场却存在，所以选项B错．磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向，而不是通电导线的受力方向．【答案】 D3．图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F 的方向，其中正确的是( )【解析】 根据左手定则知，A 选项正确，B 选项电流不受安培力，C 选项电流受安培力向下．D 选项电流受安培力向外．【答案】 A4．下列说法中正确的是( )A ．沿着磁感线的方向磁感应强度一定减小B ．若电流元在某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零C ．知道电流的方向，同时知道该电流在磁场中某点所受到的安培力的方向，就能确定该点的磁场方向D ．电流所受到的安培力的方向一定与电流的方向垂直，也与电流所在处的磁场方向垂直【解析】 磁感应强度大小与磁感线疏密有关，A 错．电流元不受安培力可能是B 为0，也可能是B 与I 平行，所以B 错误．已知I 、F 的方向不能确定B 的方向，C 错误．F 垂直于B 、I 形成的平面，则D 正确．【答案】 D5．地球本身是一个大磁体，在赤道上空东西方向放置一通电直导线，若通电电流足够大时，直导线可以静置于空中，则电流的流向是( )A ．由东向西B ．由西向东C ．以上都可以D ．以上都不可能【解析】 先确定赤道上空地磁场的方向是由南指向北，再根据左手定则，确定出安培力的方向向上，电流方向应该是由西向东．【答案】 B6．面积是0.50 m 2的导线环，处于磁感强度为2.0×10－2T 的匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线环的磁通量等于( )A ．2.5×10－2Wb B ．1.0×10－2 Wb C ．1.5×10－2 Wb D ．4.0×10－2 Wb【解析】 穿过导线环的磁通量Φ＝BS ＝2.0×10－2×0.50 Wb＝1.0×10－2Wb. 【答案】 B7.如图225所示，矩形线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( )图225A ．BSB ．45BSC ．35BS D ．34BS 【解析】 Φ＝BS sin α＝45BS ，选B.【答案】 B8．在磁感应强度是4.0×10－2T 的匀强磁场里，有一条与磁场方向垂直，长8 cm 的通电导线ab (如图226所示)，通电导线ab 所受的安培力是1.0×10－2N ，方向垂直纸面指向外，求导线中电流的大小和方向．图226【解析】 根据左手定则，可以判断导线中的电流的方向由b 指向a . 利用安培力的计算公式可得：I ＝F BL ＝ 1.0×10－24.0×10－2×8×10－2A≈3.1 A 【答案】 I ≈3.1 A 方向由b 指向a9．(多选)一根长为0.2 m 、电流为2 A 的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是( )A ．0.4 NB ．0.2 NC ．0.1 ND ．0【解析】 当导线与磁场垂直放置时安培力最大，F ＝BIL ＝0.2 N ．但本题中导线如何放置不明确，所以F ≤0.2 N 都有可能．【答案】 BCD10．如图227所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其中正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通一垂直纸面向外的电流，则( )【导学号：18792019】图227A ．磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用B ．磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力作用C ．磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用D ．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力作用【解析】 如图所示，画出一条通过电流I 处的磁感线，电流I 处的磁场方向水平向左．由左手定则知电流I 受安培力方向竖直向下，根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力方向竖直向上，所以磁铁对桌面压力减小．由于磁铁没有相对于桌面的运动趋势，故桌面对磁铁无摩擦力作用．【答案】 A11．如图228所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一质量为m ＝0.3 kg 的金属棒ab ，通以从b →a ，I ＝3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：(1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab 棒对导轨的压力．(g 取10 m/s 2)图228【解析】 金属棒ab 中电流方向由b →a ，它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，三力合力为零，由此可以求出安培力，从而求出磁感应强度B .再求出ab 对导轨的压力．(1)ab 棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则：mg sin θ＝BIL cos θ.B ＝mg tan 60°IL ＝0.3×10×33×1T ＝1.73 T.(2)对导轨的压力为：N ′＝mg cos 60°＝0.3×1012N ＝6 N.【答案】 (1)1.73 T (2)6 N12．如图229所示，相距20 cm 的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为θ＝37°，上面放着质量为80 g 的金属杆ab ，整个装置放在B ＝0.2 T的匀强磁场中.【导学号：18792020】图229(1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通过多大的电流？ (2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨上，必须通过多大的电流？ 【解析】 (1)由左手定则可判断安培力方向水平向右，受力分析如图甲——侧视图所示，由平衡条件得F ＝BIL ＝mg tan θ，所以I ＝mg tan θBL＝15 A.(2)当磁场垂直斜面向下时，由左手定则可知，此时安培力方向沿斜面向上，如图乙由平衡条件有F ＝BIL ＝mg sin θ，所以I ＝mg sin θBL＝12 A. 【答案】 (1)15 A (2)12 A。
2016-2017学年高中物理第2章楞次定律和自感现象第1节感应电流的方向学业分层测评鲁科版选修3-2
感应电流的方向(建议用时：45分钟)[学业达标]1．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定( )A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同【解析】感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向．【答案】 C2．如图218所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )图218A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥【解析】当磁铁向下运动时，感应电流产生的磁场阻碍磁铁的相对运动，所以线圈上端为N极．根据安培定则，判断感应电流的方向与图中箭头方向相同．【答案】 B3．(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图219所示的匀强磁场中，与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以在导轨上自由滑动，当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法正确的是( )【导学号：78870023】图219A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→CB．导体棒CD内有电流通过，方向是C→DC．磁场对导体棒CD的作用力向左D．磁场对导体棒CD的作用力向右【解析】AB棒向右运动时，由右手定则知，感应电流的方向由B→A，故在CD中电流由C→D，A错，B对．再由左手定则判CD所受安培力为向右，C错，D对．【答案】BD4．如图2110所示，A、B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的．若用磁铁分别靠近这两个圆环，则下面说法正确的是( )图2110A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动C．用磁铁N极接近B环时，B环被推斥，远离磁铁运动D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥【解析】根据楞次定律的推广含义，用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，远离A环时，A环被吸引，A、B错误，D正确；用磁铁N极接近B环时，B环不会产生感应电流，B环不动，C错误．【答案】 D5．如图2111所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是( )【导学号：78870024】图2111A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcba【解析】线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba.在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.故选项D正确．【答案】 D6．某实验小组用如图2112所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是( )【导学号：78870025】图2112A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b【解析】条形磁铁自上而下穿入线圈时，磁场方向向下，由楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场方向向上，再应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即a→G→b.【答案】 D7．如图2113所示，一根长导线弯成如图中abcd的形状，在导线框中通以直流电，在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P，环与导线框处于同一竖直平面内，当电流I增大时，下列说法中正确的是( )【导学号：78870026】图2113A．金属环P中产生顺时针方向的电流B．橡皮筋的长度增大C．橡皮筋的长度不变D．橡皮筋的长度减小【解析】导线框中的电流产生的磁场垂直于纸面向里，当电流I增大时，金属环P 中的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可知金属环P中产生逆时针方向的感应电流，故A 项错；根据对称性及左手定则可知金属环P所受安培力的合力方向向下，并且随电流I的增大而增大，所以橡皮筋会被拉长，故B项正确，C、D项错．【答案】 B8．(多选)如图2114所示，一用绝缘材料做的玩偶两脚固定在矩形闭合线圈两个边上，现将其放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)，当磁铁匀速向右通过线圈时，玩偶却静止不动，那么下列说法正确的是( )图2114A．线圈受摩擦力方向一直向左B．线圈受摩擦力方向先向左、后向右C．感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针(从上向下看)D．感应电流的方向顺时针→逆时针(从上向下看)【解析】根据楞次定律“阻碍”的效果，阻碍导体、磁体间的相对运动．当蹄形磁铁接近线圈时，线圈有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向向左，当蹄形磁铁远离线圈时，两者吸引，线圈仍有向右的运动趋势，所受静摩擦力方向仍向左，A对，B错．穿过线圈的磁通量先向上的增加，再向下的增多，最后向下的减少．由楞次定律知，从上往下看，感应电流的方向先顺时针，再逆时针，最后顺时针，C对，D错．【答案】AC[能力提升]9．如图2115所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为( )【导学号：78870027】图2115A．受力向右B．受力向左C．受力向上D．受力为零【解析】本题可用两种解法：解法一：根据安培定则可知通电直导线周围的磁场分布如图所示．当直导线上电流突然增大时，穿过矩形回路的合磁通量(方向向外)增大，回路中产生顺时针方向的感应电流，因ad、bc两边对称分布，所受的安培力合力为零．而ab、cd两边虽然通过的电流方向相反，但它们所在处的磁场方向也相反，由左手定则可知它们所受的安培力均向右，所以线框整体受力向右，A正确．解法二：从楞次定律的另一表述分析可知当MN中电流突然增大时，穿过线框的磁通量增大，感应电流引起的结果必是阻碍磁通量的增大，即线框向右移动，故线框整体受力向右，A正确．【答案】 A10．如图2116所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串联有灵敏电流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置．不考虑地磁场的影响，且检测线圈位于水平面内．现使线圈从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方并继续移动至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )图2116A．先顺时针后逆时针B．先逆时针后顺时针C．先逆时针后顺时针，再逆时针D．先顺时针后逆时针，再顺时针【解析】根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针，当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，所以C正确．【答案】 C11.如图2117所示，水平平行的光滑导轨，导轨间距离为L＝1 m，左端接有定值电阻R＝2 Ω，金属棒PQ与导轨接触良好，PQ的电阻为r＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下运动，求：图2117(1)棒PQ中感应电流的方向；(2)棒PQ中哪端电势高；(3)棒PQ所受安培力的方向；(4)棒PQ的最大速度.【导学号：78870028】【解析】(1)根据右手定则可知电流方向由Q→P.(2)棒PQ相当于电源，电流在PQ上由负极流向正极，故P端电势高．(3)由左手定则知，PQ棒所受安培力方向水平向左．(4)由于向左的安培力增大，故PQ棒做加速度越来越小的加速运动，当F安＝F时，PQ棒的速度最大，设为v ，此时感应电动势：E ＝BLv ，回路电流：I ＝E R ＋r .由F ＝F 安知F ＝BIL ，得：v ＝F （R ＋r ）B 2L 2＝5 m/s ，方向水平向右． 【答案】 (1)Q →P (2)P 端 (3)水平向左(4)5 m/s ，方向水平向右12.如图2118所示，水平的平行虚线间距为d ＝50 cm ，其间有B ＝1.0T 的匀强磁场．一个正方形线圈边长为l ＝10 cm ，线圈质量m ＝100 g ，电阻为R ＝0.20 Ω.开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘距离为h ＝80 cm.将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等．(g 取10 m/s 2)，求：图2118(1)线圈下边缘刚进入磁场时，线圈中产生电流的大小和方向；(2)线圈进入磁场过程中产生的电热Q .【解析】 (1)线圈由1位置到2位置做自由落体运动，设在2位置时速度为v 0 v 20＝2ghE ＝Blv 0I ＝E R由以上三式可得：I ＝2 A方向：逆时针．(2)线圈进入磁场过程中产生的电热Q 就是线圈从图中2位置到3位置产生的电热，而2、3位置动能相同，由能量守恒Q ＝mgd ＝0.50 J.【答案】 (1)2 A 逆时针 (2)0.50 J。
2017-2018学年高中物理选修1-1学业分层测评：第2章 第
学业分层测评(七)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．如图2-3-7所示，水平直导线ab通有向右的电流I，置于导线正下方的小磁针S极将()图2-3-7A．向纸外偏转B．向纸内偏转C．在纸面内顺时针转过90°D．不动【解析】据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针N极向里，S极向外偏转，A项正确．【答案】 A2．(多选)以下情况中能比较正确地反映奥斯特实验结果的是()A．电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向东边B．电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向南边C．电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边D．电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向北边【解析】电流沿南北方向时，其下方小磁针才沿东西方向，没有电流或电流沿东西方向时其下方小磁针都沿南北方向，由安培定则可判定B、C项正确．【答案】BC3.如图2-3-8所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当亥姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时，则() 【导学号：18152051】图2-3-8A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动【解析】由安培定则可知，螺线管内部的磁感线向里，小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向．【答案】 A4．我国古代所用的导航工具罗盘的工作原理是()A．同名磁极相斥，异名磁极相吸B．磁场的方向为小磁针静止时北极的受力方向C．磁体的磁场磁极处最强D．磁感线是闭合的曲线【解析】地球是个大磁体，并且地理北极与地磁南极基本重合，罗盘相当于小磁针，当罗盘静止时，在地磁场的作用下其N极指北．所以选项B正确．【答案】 B5．(多选)下列说法正确的是()A．电铃中的电磁铁可以用永磁体代替B．磁化的过程是一种物质分子变成另外一种物质分子的过程C．磁化和消磁是物体内部分子电流的取向发生变化D．磁体及电流的磁性都源于电荷的运动【解析】根据电铃需要用电路的通断控制小锤的运动可知电铃只能用电磁铁，故选项A错误，根据安培分子电流假说可分析判断选项B错误，选项C、D 正确．【答案】CD6．下列应用中应该使用硬磁材料的是()A．变压器的铁芯B．磁带录音机的磁带C．电脑软盘D．扬声器用的磁铁【解析】硬磁材料是指不容易去掉磁性的物质．而变压器铁芯、磁带、软盘需要反复磁化，要用软磁性材料，故只有D正确．【答案】 D7．(多选)下列说法中正确的是()A．录音带就是利用磁性材料来记录声音信息的B．现在使用的银行卡可以与强磁体放在一起C．磁悬浮列车只能借助磁体间的斥力实现悬浮D．指南针是中国古代四大发明之一【解析】录音带是利用磁性材料来记录声音信号的，选项A对．我们使用的各种磁卡不能与强磁体放在一起，否则会使磁卡上磁性材料记录的信息产生错误或丢失，故选项B错．磁悬浮列车既可以通过吸引力来悬浮，也可以利用排斥力来悬浮，故选项C错．指南针是中国古代四大发明之一，选项D对．【答案】AD8．下列物品中必须用到磁性材料的是()A．DVD碟片B．计算机上的磁盘C．IC电话卡D．喝水用的搪瓷杯子【解析】DVD光盘是塑料做成的，IC电话卡内部是集成电路，喝水用的杯子可以用非磁性材料，故只有B正确．【答案】 B[能力提升]9．(多选)如图2-3-9所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中，正确的是() 【导学号：18152052】图2-3-9A．带同种电荷B．带异种电荷C．B带正电D．A带正电【解析】云层间的闪电必须发生在异种电荷之间，且放电过程中在放电通道上形成等效电流，由于闪电必须发生在异种电荷之间，故选项A错误，选项B 正确．由题意知，放电过程相当于有电流从小磁针的下方通过，由小磁针N极转向纸里可知，小磁针所在处的磁场方向指向纸里，由于该位置在等效电流上方，故由安培定则可知电流方向由A→B，则A带正电，B带负电，即选项D正确．【答案】BD10．通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图2-3-10所示，则()图2-3-10A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极【解析】由小磁针静止时N极指向可判定螺线管内部磁场方向由Q指向P，由安培定则可判定P端为N极，电流由b流入螺线管，即b接电源正极，a 接负极，故B项正确．【答案】 B11．在图2-3-11所示的装置中，有两个薄铁片(舌簧片)ab和cd，它们的外端固定在一块木板上，里端相互交叠但相隔一段很小的距离，舌簧片连接在一个有灯泡的电路中．如果拿一根条形磁铁平行地靠近舌簧片，小灯泡就亮起来．如果让磁铁在上面的水平面内转动，小灯泡就一闪一闪地发光．为什么？图2-3-11【解析】当条形磁铁平行地靠近舌簧片，两个舌簧片都被磁化，而且b、c两端是异名磁极，相互吸引而接触，使电路接通，小灯泡就亮起来．如果让磁铁在上面的水平面内转动，当磁铁转到与舌簧片平行时，两舌簧片由于被磁化而相互吸引，电路接通，小灯泡发光；当磁铁转到与舌簧片垂直时，两舌簧片退磁而相互分开，电路断开，小灯泡熄灭．若磁铁不停地转动，则两舌簧片时而被磁化，时而退磁，b、c两端时而相互吸引接触，时而分开，电路时通时断，小灯泡就一闪一闪地发光．【答案】见解析12．利用电流的磁效应，可以用小磁针和一些导线做成一种简便的灵敏电表(如图2-3-12所示)，用它可以检查电路或电器是否有断路的地方．使用的时候，先转动底板，使磁针静止的方向跟它上方的导线方向平行，然后用两支表笔去接触要检查的电路的两端，从磁针是否偏转就能知道电路中是否有断路的地方．试说明这种电表的原理．图2-3-12【解析】我们知道直线电流产生的磁场的磁感线是一系列以导线上各点为圆心的同心圆，放在导线上面的磁针将受到磁场力的作用，方向与导线垂直．因此，为了检测导线中是否有电流，使用前需要把磁针调整到与导线平行的位置，如果两表笔接触电路时，磁针偏转，说明导线中有电流通过，电路导通；如果两表笔接触电路，磁针不偏转，则电路中存在断路．【答案】见解析。
人教版 高中物理 选修1-1 第2章 磁场 课时同步练习习题(含答案解析)
人教版高中物理选修1-1 第2章磁场课时同步练习习题（含答案解析）第一节指南针与远洋航海第二节电流的磁场典型例题例1、把一条导线（南北方向）平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。
问将发生什么现象？解析：当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。
除磁体周围有磁场外，丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。
导线下方的小磁针发生转动，说明电流周围的周围也有磁场。
例2、如图所示，在通有恒定电流的螺线管内有一点P，过P点的磁感线方向一定是：（CD）A．从螺线管的N极指向S极；B．放在P点的小磁针S极受力的方向；C．静止在P点的小磁针N极指的方向；D．在P点放一通电小线圈，磁感线一定看不起于小线圈平面．解析：由右手螺旋定则判定出螺线管磁场左S右N，在其内部磁感线由S→N，则：P点的磁感线是由S 极指向N极的，是静止在P点的小磁针N极指的方向，在P点放一小通电线圈，由环形电流安培定则知磁感线一定垂直于小线圈平面．例3、一个轻质弹簧，上端悬挂，下端与水银槽中的水银面接触，将上述装置安在电路中，如图所示，当闭合开关后会出现什么现象?如何解释?解析：小灯炮忽明忽暗．当开关闭合后，由于水银导电，所以轻质弹簧上有电流通过，每一匝线圈都可以看成一个单独的螺线管，上端为N极，下端为S极，相邻部分为异名磁极，各线圈间相互吸引．因为弹簧上端固定，弹簧长度缩短，A点离开水银面，电路断开，线圈失去磁性，弹簧恢复原长，又和水银面接触，于是又重复上述过程．这样由于弹簧不断上下振动，使A点时而接触水银面，时而离开水银面，所以看到灯泡忽明忽暗基础练习一、选择题1、首先发现电流磁效应的科学家是( B )A.安培B.奥斯特C.库仑D.麦克斯韦2、正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将（ A ）A．互相吸引． B．互相排斥． C．不发生相互作用． D．无法判断．3、如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（ BC ）A．向右飞行的正离子． B．向左飞行的正离子．C．向右飞行的负离子． D．向左飞行的负离子．4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：（A）A．吸引． B．排斥．C．保持静止． D．边吸引边转动．5、如图所示，甲、乙两地间用两条导线连一个直流电路，将小磁针放在两导线之间时，N极向读者偏转，接在A与B间的电压表向B接线柱一侧偏转(此电压表指针总偏向电流流进时的一侧)，由此可知( C )A.甲处可能是负载也可能是电源B.甲处一定是电源，乙处一定是负载C.甲处一定是负载，乙处一定是电源D.乙处可能是负载也可能是电源6、关于磁场和磁力线的描述，下列说法中正确的是（AB）A．磁感线可以形象地描述各点磁场的方向．B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的．C．磁感线是磁场中客观存在的线．D．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止二、填空题1、如图所示，环形导线的A、B处另用导线与直导线ab相连，图中标出了环形电流磁场的方向，则C 和D接电源正极的是______，放在ab下方的小磁针的________极转向纸外.（c端为电源正极，d端为电源负极）2、如图所示所在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为________极，螺线管的a端为_________极．（正，S）3、如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针_________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相___________（填“同”或“反”）．（N，同）三、计算题1、有两根外形基本相同的铁条，已知其中一根是永磁体，另一根是普通软铁，单凭视觉是无法将它们区分开的.若不用其他任何器材，如何才能把它们区分开来?（用手拿一根铁条，用它的一端接近另一根铁条的中部，如果吸引力较强，则手拿的一根为永久磁体，如吸力较弱则手拿的一根为软铁棒.）2、氢原子的核外电子绕原子核按顺时针方向做圆周运动时,设想在原子核处放一小磁针,则小磁针N极指向何方？（垂直纸面向外）3、在下面如图所示的各图中画出导线中通电电流方向或通电导线周围磁感线的方向．其中（a）、（b）为平面图，（c）、（d）为立体图．（答案：）能力提升一、选择题1、如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O 点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉力F 的大小为：（D ）A.F =mgB.mg <F <(M+m )gC.F =(M +m )gD.F >(M +m )g2、如图所示：在一个平面内有六根绝缘的通电导线，电流强度大小相同，1、2、3、4为面积相等的正方形区域，其中指向纸面内的磁场最强的区域是（D ）A.1区B.2区C.3区D.4区3、如图16-1-10所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N 极的一部分位于未 通电的螺线管内，则下列说法正确的是（AC ）A.若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤的示数将减小B.若将a 接电源正极，b 接负极，弹簧秤的示数将增大C.若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤的示数将增大D.若将b 接电源正极，a 接负极，弹簧秤的示数将减小二、填空题1、通电螺线管的极性跟螺线管中的________有关，它们之间的关系可以用________来判定．内容是：用________手握住螺线管，让________弯向螺线管中电流的方向，则所指的那端就是螺线管的北极．（电流方向 安培定则 右 四指 大拇指）三、计算题1、在条形或蹄形铁芯上绕有线圈，根据如图所示小磁针指向在图中画出线圈的绕线方向．答案：第三节 磁场对通电导线的作用 典型例题例1、如图所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b 、c 、d 处，通电电流大小相同，方向如图。
2020优秀【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件 选修1-1 第二章 打开电磁联系的大门 章末分层突破
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二、磁通量 1．磁通量是针对一个面而言的，与线圈匝数无关． 2．磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数．对于匀强磁场 Φ＝BS，其中 S 是垂直于磁场方向上的面积，若平面不与磁场方向垂直，则要求出它在垂直于 磁场方向上的投影面积，不能用上式计算．
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3．磁通量是标量，其正负不表示大小，只表示与规定正方向相同或相反．若 磁感线沿相反方向通过同一平面，且正向磁感线条数为 Φ1，反向磁感线条数为 Φ2，则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即 Φ＝Φ1 －Φ2.
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如图 2-1 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( )
A．最大，穿出纸面 B．最大，垂直穿入纸面 C．为零 D．无法确定
图 2-1
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【解析】 根据安培定则，上半圆环中电流 I1 在环内产生磁场垂直纸面向 里；下半圆环中电流 I2 在环内产生的磁场垂直纸面向外；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．
形足够大) 【导学号：22940021】 【解析】 计算磁通量时磁感应强度应乘以有磁场通
过的有效面积 S＝12(v·t)2.
所以 Φ＝B·12(vt)2＝＝0.1×12×12×42 Wb
＝0.8 Wb. 【答案】 0.8 Wb
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图 2-2
4．磁感应强度越强，穿过某一面积磁感线的条数越多，磁通量就越大；反 之就越小．判断磁通量的变化，一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判 断的．
【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理沪科版课件 选修3-2 第1章 电磁感应与现代生活 章末分层突破
【答案】 D
电磁感应中的图像问题
1.图像问题的特点 考查形式比较灵活，有时根据电磁感应现象发生的过程，确定图像的正确 与否，有时依据不同的图像，进行综合计算. 2.解题关键 弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达 式，进出磁场的转折点是解决问题的关键.
3.解决图像问题的一般步骤 (1)明确图像的种类，即是 B t 图像还是 Φ t 图像，或者 E t 图像、I t 图像等. (2)分析电磁感应的发生过程. (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系. (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式. (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等. (6)画图像或判断图像.
图 17
mgRsin α A.金属杆下滑的最大速度 vm＝ B2L2 1 R B.在此过程中电阻 R 产生的焦耳热为 (mgxsin α－2 mv2 m) R＋r 1 2 C.在此过程中电阻 R 产生的焦耳热为 mgxsin α－2mvm BLx D.在此过程中流过电阻 R 的电荷量为 R
【解析】
(2014· 全国卷Ⅰ)如图 12(a)，线圈 ab、cd 绕在同一软铁芯上，在 ab 线圈中通以变化的电流， 用示波器测得线圈 cd 间电压如图 12(b)所示.已知线 圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈 ab 中电流随时间变化 关系的图中，可能正确的是( ) 【导学号：72000052】
1. (2014· 江苏高考)如图 14 所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为 a，线 圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中.在 Δt 时间内，磁感应强度的方向不 变，大小由 B 均匀地增大到 2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
【课堂新坐标】高中物理人教版选修1-1 学业分层测评 -学业分层测评1【含解析】
学业分层测评(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于元电荷的理解，下列说法中正确的是 ( )【导学号：33810003】A ．元电荷就是电子B ．元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量C ．元电荷就是质子D ．物体所带的电荷量可以不是元电荷的整数倍【解析】 元电荷既不是电子也不是质子，质子或电子所带电荷量叫做元电荷，所有带电体所带电荷量或者等于e ，或者等于e 的整数倍．【答案】 B2．(多选)现有不带电的甲、乙两物体，相互摩擦之后，经检验甲带正电．那么下列说法正确的是( )A ．甲在与乙摩擦时得到了乙的电子B ．乙在与甲摩擦时得到了甲的电子C ．甲带的电荷量等于乙带的电荷量D ．甲带的电荷量大于乙带的电荷量【解析】 摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，可知乙在与甲摩擦时得到电子．由电荷守恒定律知甲、乙带电荷量相等，所以A 、D 项错误，B 、C 项正确．【答案】 BC3．在真空中有a 、b 两个点电荷，b 的电荷量是a 的3倍，如果a 受到的静电力是F ，则b 受到的静电力是( )A ．F B.13F C ．3FD ．4F【解析】 由于两个点电荷之间的相互作用力也符合牛顿第三定律，所以选项A 正确． 【答案】 A4．(多选)关于库仑定律的公式F ＝k Q 1Q 2r 2，下列说法中正确的是( ) 【导学号：33810004】A ．当真空中两个电荷间距离r →∞时，它们间的静电力F →0B ．当真空中两个电荷间距离r →0时，它们间的静电力F →∞C．当真空中两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了D．当真空中两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了【答案】AD5．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 CC．－1.6×10－19 C D．4.0×10－17 C【解析】B、C、D选项中电荷量均是元电荷电量1.6×10－19 C的整数倍．而A项中电荷量不是1.6×10－19 C的整数倍．【答案】 A6．用绸子摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，这是由于()【导学号：33810005】A．摩擦起电创造了电荷B．绸子上的正电荷转移到玻璃棒上，使得玻璃棒带正电C．绸子上的电子转移到玻璃棒上，使得玻璃棒带正电D．玻璃棒上的电子转移到绸子上，所以玻璃棒带正电【解析】玻璃棒带正电的原因是：玻璃在与绸子摩擦过程中失去电子而显正电性，所以玻璃上带正电，故D项正确．【答案】 D7．用轻小物体甲、乙靠近带负电的轻小物体丙，结果丙被甲吸引，乙被推开，由此可确定()A．甲带正电B．甲带负电C．乙带正电D．乙带负电【解析】同种电荷之间相互排斥，异种电荷之间相互吸引，但不要忽略了带电体可以吸引不带电的轻小物体这一性质．由此可知，乙一定带负电，而甲可能带正电也可能不带电．只有选项D正确．【答案】 D8．真空中的两个点电荷，它们间的静电力大小为F.【导学号：33810006】(1)如果保持它们间的距离不变，将其中一个点电荷的电荷量增大为原来的2倍，则它们间的静电力大小为________．(2)如果保持它们的电荷量不变，将两点电荷间的距离增大为原来的2倍，则它们间的静电力大小为_________________________________________．【解析】 设两点电荷的电荷量分别为Q 1、Q 2，相距r ，则F ＝k Q 1Q 2r 2.(1)若r 不变，一个电荷的电荷量增大为原来的2倍，则静电力变为原来的2倍．(2)若电荷量不变，距离增大为原来的2倍，则静电力变为原来的14.【答案】 (1)2F (2)14F[能力提升]9．(多选)如图1-1-3所示，不带电的枕形导体的A 、B 两端分别贴有一对金箔，当枕形导体的A 端靠近一带电导体C 时( )【导学号：33810007】图1-1-3A ．A 端金箔张开，B 端金箔闭合B ．用手触摸枕形导体后，A 端金箔仍张开，B 端金箔闭合C ．用手触摸枕形导体后，将手和C 都移走，两对金箔均张开D ．选项A 中两对金箔分别带异种电荷，选项C 中两对金箔带同种电荷【解析】 根据静电感应现象，带正电的导体C 放在枕形导体附近，在A 端出现了负电，在B 端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布．金箔上带电相斥而张开．选项A 错误．用手摸枕形导体后，B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至是地球为最远端，这样B 端不再有电荷，金箔闭合．选项B 正确．用手触摸导体时，只有A 端带负电，将手和C 移走后，不再有静电感应，A 端所带负电便分布在枕形导体上，A 、B 端均带有负电，两对金箔均张开，选项C 正确．由以上分析看出，选项D 正确． 【答案】 BCD10．如图1-1-4所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C 是后来靠近导体的带正电的金属球．若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，将导体分为A 、B 两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A 、Q B ，则下列结论正确的有( )图1-1-4A ．沿虚线d 切开，A 带负电，B 带正电，且Q B >Q AB ．只有沿虚线b 切开，才有A 带正电，B 带负电，且Q B ＝Q AC ．沿虚线a 切开，A 带正电，B 带负电，且Q B >Q AD ．沿任意一条虚线切开，都有A 带正电，B 带负电，且Q B ＝Q A ，而Q A 、Q B 的值与所切的位置有关【解析】 静电感应使得A 部分带正电，B 部分带负电．导体原来不带电，只是在C 的电荷的作用下，导体中的自由电子向B 部分移动，使B 部分有了多余的电子而带负电；A 部分缺少了电子，因而带正电．A 部分失去的电子数目和B 部分多余电子的数目是相等的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的．但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C 的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀．越靠近右端，负电荷密度越大；越靠近左端，正电荷密度越大．所以从不同位置切开时，导体的带电荷量的值是不同的．故只有D 正确．【答案】 D11．(多选)两个半径、材料完全相同的金属小球，所带电荷量之比为1∶7，间距为r ，把两球相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )A.716B.79 C.97D.167【解析】 设带电荷量分别为Q 、7Q ，则F ＝kQ 1Q 2/r 2＝7kQ 2/r 2.若带同种电荷，将两带电小球接触后分开，放回原来的位置上，相互作用力变为F 1＝16kQ 2/r 2，所以D 项正确；若带异种电荷，将两带电小球接触后分开，放回原来的位置上，相互作用力变为F 2＝9kQ 2/r 2，所以C 项正确．故选C 、D.【答案】 CD12．如图1-1-5所示，在一条直线上的A 、B 、C 三点上分别放置Q A ＝＋3×10－9 C 、Q B＝－4×10－9 C 、Q C ＝＋3×10－9 C 的点电荷，试求作用在A 电荷上的作用力．【导学号：33810008】图1-1-5【解析】 研究A 点电荷，分析A 受到B 、C 电荷的库仑力，如图所示．根据库仑定律：F BA ＝kQ BQ A r 2BA ＝9×109×4×10－9×3×10－90.012N＝1.08×10－3 N ，F CA ＝kQCQ A r 2CA ＝9×109×3×10－9×3×10－90.032N＝9.0×10－5 N ，规定沿这条直线由A 指向C 为正方向，则A 点电荷受到的合力大小为：F A ＝F BA －F CA＝(1.08×10－3－9.0×10－5)N ＝9.9×10－4 N ，故电荷A 受作用力的大小为9.9×10－4 N ，方向由A 指向C .【答案】 9.9×10－4 N ，方向由A 指向C。
2016-2017学年高中物理第2章交变电流与发电机2.1怎样产生交变电流学业分层测评沪科版选修3-2
2.1怎样产生交变电流(建议用时：45分钟)[学业达标]1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电.穿过线圈的磁通量Φ与感应电动势e的大小关系正确的是 ( )①Φ最大，e最大；②Φ最小，e最小；③Φ最大，e最小；④Φ最小，e最大.A.①②B.③④C.①④D.②③【解析】当磁通量Φ最大时，线圈平面垂直于磁感线，线圈不切割磁感线，e最小为零；当磁通量Φ最小时，线圈平面平行于磁感线，线圈垂直切割磁感线，e最大，故B 正确.【答案】 B2.(多选)下列各图中，哪些情况线圈中能产生交流电( )【解析】线圈转动过程中磁通量发生改变时，才能产生交流电，A项中磁通量不变，故A项不符合题意.【答案】BCD3.(多选)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示.下列结论正确的是 ( )【导学号：72000064】图219A.在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大B.在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向C.电动势的最大值是157 VD.在t ＝0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s【解析】 在t ＝0.1 s 和t ＝0.3 s 时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，电动势为0，此时电动势改变方向.故A 、B 错误.由图像可知，周期为0.4 s ，故角速度ω＝2πT＝5π，而最大电动势为E m ＝nBSω＝157 V ，C 正确.在t ＝0.4 s 时，磁通量为0，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s.故D 正确.【答案】 CD4.(2016·西北工大附中高二检测)如图2110甲所示，一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图2110乙所示，下列说法中正确的是( )甲 乙图2110A.t 1时刻通过线圈的磁通量为零B.t 2时刻线圈位于中性面C.t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e 变化方向时，通过线圈的磁通量最大【解析】 t 1、t 3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A 、C 错误；t 2时刻感应电动势最大，线圈位于垂直于中性面的位置，穿过线圈的磁通量为零，B 错误；由于线圈每经过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e 变换方向，所以D 正确.【答案】 D5.(多选)如图2111所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′观察，线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B .线圈匝数为n ，边长为l ，电阻为R ，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时( )【导学号：72000065】图2111A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.穿过线圈的磁通量为0C.线圈中的感应电流为nBl 2ωRD.穿过线圈磁通量的变化率为0【解析】 图示位置，线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，B 正确，D 错误；此时由右手定则可知电流方向为adcba ，A 错误；由峰值表达式E m ＝nBSω可知I m ＝nBl 2ωR ，图示位置感应电流等于峰值，C 正确. 【答案】 BC6.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势e ＝2202sin(100πt )V ，则下列判断正确的是( )A.t ＝0时，线圈位于中性面位置B.t ＝0时，穿过线圈平面的磁通量最大C.t ＝0时，线圈的有效切割速度方向垂直磁感线D.t ＝0时，线圈中感应电动势达到峰值【解析】 因按正弦规律变化，故t ＝0时线圈位于中性面，A 正确；t ＝0时，穿过线圈的磁通量最大，B 正确；t ＝0时，线圈的有效切割速度方向与磁感线平行，不产生感应电动势，故C 、D 错误.【答案】 AB7.如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO ′与磁感线垂直.已知匀强磁场的磁感应强度B ＝1T ，线圈所围面积S ＝0.1 m 2，转速12r/min.若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为( )图2112A.e ＝120πsin(120t )VB.e ＝24πsin(120t )VC.e ＝0.04πsin(0.4πt )VD.e ＝0.4πcos(2πt )V【解析】 角速度ω＝2πn ＝2π×1260rad/s ＝0.4 πrad/s.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的最大值E m ＝BSω＝1×0.1×0.4πV＝0.04πV.则感应电动势瞬时值表达式e＝E m sin ωt＝0.04πsin(0.4πt)V.故正确答案为C.【答案】 C8.(多选)(2016·邯郸高二检测)如图2113所示，形状或转轴位置不同、但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列正确的说法是 ( )【导学号：72000066】图2113A.感应电动势峰值相同B.感应电动势瞬时值不同C.感应电动势峰值、瞬时值都不同D.感应电动势峰值、瞬时值都相同【解析】当转动轴不是线圈对称轴时，只要转轴与磁场垂直，不论线圈形状如何，转轴位置如何，最大值均为E m＝NBSω，S、ω、B、N相同，所以E m相同，从中性面开始计时，瞬时值为正弦形式e＝E m sin ωt，可见瞬时值也相同，A、D对.【答案】AD[能力提升]9.如图2114所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动.设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点.那么，在选项中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是( )图2114【解析】 由图示位置计时，前14周期无电流，第2个14周期电流保持不变，第3个14周期无电流，第4个14周期电流反向且保持不变，故A 正确. 【答案】 A10.如图2115甲所示，A ，B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A 线圈中通有如图2115乙所示的电流i ，则( )【导学号：72000067】甲 乙图2115①在t 1到t 2时间内A ，B 两线圈相吸 ②在t 2到t 3时间内A ，B 两线圈相斥 ③t 1时刻两线圈间作用力为零 ④t 2时刻两线圈的相互作用力最大 ( )A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④【解析】 本题考查交变电流的变化规律和图像.由t 1到t 2时间内，穿过B 线圈的磁通量在减小，所以B 中产生的感应电流方向与A 中相同，即相吸；由t 2到t 3时间内，穿过B 线圈的磁通量在增大，B 中产生的感应电流方向与A 中相反，即相斥；t 1时刻A 中电流最大，B 中感应电流为零，t 2时刻A 中电流为零，而B 中感应电流最大，在t 1，t 2时刻两线圈的相互作用力都为零.故正确答案为A.【答案】 A11.某一交变电流如图2116所示.图2116(1)该图像表示线圈在何处开始计时？(2)线圈在哪些时刻处于与磁场方向垂直的位置？(3)t 1、t 2时刻线圈分别处于与磁场方向垂直的面夹角多大处？【解析】 (1)e t 图线为正弦函数图线，说明是从线圈位于中性面位置开始计时的，此时，穿过线圈的磁通量最大，而线圈内的感应电动势却为0.(2)当线圈处于与磁场方向垂直的位置(中性面)时，e ＝0，所以有0、t 3、t 6、t 8各时刻.(3)由图像知，e ＝E m sin ωt 式中E m ＝10 V.当t ＝t 1时，e ＝5 2 V ，有θ1＝ωt 1＝45 °；当t ＝t 2时，e ＝10 V ＝E m ，有θ2＝ωt 2＝90 °.【答案】 (1)中性面处开始计时 (2)0，t 3，t 6，t 8(3)45° 90°12.一台交流发电机，其线圈从中性面开始转动，产生的交流感应电动势的最大值为311 V ，线圈在磁场中转动的角速度是100π rad/s.(1)写出感应电动势的瞬时值表达式.(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 Ω，试写出通过负载的电流的瞬时值表达式.并求在t ＝1120s 时电流的瞬时值为多少？ 【解析】 (1)因交流发电机的线圈从中性面开始转动，所以该交变电流为正弦交流电.感应电动势的最大值E m ＝311 V ，角速度ω＝100π rad/s，所以感应电动势的瞬时值表达式是e ＝311sin (100πt ) V.(2)根据欧姆定律，电路中电流的最大值为I m ＝E m R ＝311100A ＝3.11 A 所以通过负载的电流的瞬时值表达式是i ＝3.11sin (100πt ) A当t ＝1120s 时，电流的瞬时值为 i ＝3.11sin(100π×1120) A≈1.56 A 【答案】 (1)e ＝311sin(100πt ) A(2)i＝3.11sin(100πt) A 1.56 A。
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1
电流的磁场
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．电磁铁的应用相当广泛，它是利用电流周围产生磁场的原理工作的．最先发现电流
周围存在磁场的科学家是( ) 【导学号：33810092】
A．库仑 B．奥斯特
C．麦克斯韦 D．亚里士多德
【答案】 B
2．如图2210所示，当开关S闭合时电磁铁和物体ab相互吸引，则正确的说法是( )
【导学号：33810093】
图2210
A．ab一定是磁铁，且a端一定是N极
B．ab一定是磁铁，且a端一定是S极
C．ab可能是磁铁，且a端是S极
D．ab仅是一块铁，而不是磁铁
【解析】 S闭合时，螺线管就产生了磁场，且右边是N极，若ab是磁铁，则左边是S
极；也可能ab是一块铁．
【答案】 C
3.如图2211所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是( )
图2211
A．发现电流的热效应，从而揭示电流做功的本质
B．指出磁场对电流的作用力，为后人进而发明电动机奠定基础
C．发现电磁感应现象，为后人进而发明发电机奠定基础
D．发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来
2
【解析】 奥斯特实验，发现通电导体周围存在磁场，从而把磁现象和电现象联系起来．
【答案】 D
4．(多选)如图2212所示，处在竖直平面的环形导线圈的正中心有一个磁针a，在圆
环外侧有一小磁针b，a、b与圆环都处于同一竖直面内，当导线中通以图示方向的恒定电流
时(不考虑地磁场的影响和两小磁针间的作用)，则( )
图2212
A．小磁针a的N极向纸里转动
B．小磁针a的N极向纸外转动
C．小磁针b的N极向纸里转动
D．小磁针b的N极向纸外转动
【解析】 根据安培定则，环形电流在环中心处产生的磁场方向垂直于纸面向里，在外
侧的磁场方向垂直于纸面向外，所以小磁针a的N极向纸里转动，小磁针b的N极向纸外转
动．
【答案】 AD
5．下列研究物理问题的方法相同的是( )
【导学号：33810094】
a．根据电流所产生的效应认识电流
b．研究电流时把它比作水流
c．根据磁铁产生的作用来认识磁场
d．利用磁感线来描述磁场
A．a与b B．b与d
C．c与d D．a与c
【答案】 D
6．(多选)如图2213所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时，磁
针的S极向纸内偏转．这束带电粒子束可能是( )
3
图2213
A．向右飞行的正离子束
B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束
D．向左飞行的负离子束
【解析】 S极向里转，表明小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，
磁针上方的电流方向水平向左．若是正离子束，其飞行方向也水平向左；若是负离子束，飞
行方向水平向右．
【答案】 BC
7．(多选)如图2214所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南北方向带有
电荷的两块阴雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道
正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况的说法中正确的是
( )
图2214
A．带同种电荷 B．带异种电荷
C．B带正电 D．A带正电
【解析】 由于闪电必发生在异种电荷之间，故选项A错，选项B对；放电过程相当于
有电流从小磁针的下方通过，因N极向纸里转，所以小磁针所在处磁场方向向里，由安培定
则知，电流方向由A→B，则A带正电，B带负电，故选项C错，选项D对．
【答案】 BD
8．若地磁场是由地球表面带电产生的，则地球表面带电情况为( ) 【导学号：
33810095】
A．正电
B．负电
C．南半球为正电，北半球为负电
D．无法确定
【解析】 假定地磁场是由环形电流形成的，由于地磁场的N极在地理南极附近，则由
4
安培定则可知，环形电流的方向为由东向西．但由于地球的自转方向为自西向东，所以要想
形成由东向西的环形电流，则地球表面必须带负电．
【答案】 B
[能力提升]
9．关于电场和磁场，下列说法正确的是( )
【导学号：33810096】
A．点电荷周围的电场可视为匀强电场
B．平行板电容器之间的电场除边缘外可视为匀强电场
C．直线电流周围的磁场可视为匀强磁场
D．环形电流周围的磁场可视为匀强磁场
【解析】 根据常见的电场和磁场分布可知只有选项B正确．
【答案】 B
10．如图2215为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打
点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是
( )
图2215
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
【解析】 当电流从电磁铁a端流入时，由安培定则知，电磁铁上端为S极，此时能吸
引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极．
【答案】 D
11．在两条相互垂直而不接触的导线中，通以大小相等、方向如图2215所示的电流，
那么，在导线平面内两电流所产生的磁场在哪些区域内方向是一致的？
【导学号：33810097】
5
图2216
【解析】 在空间某区域有几个磁场同时存在时，则其合磁场是它们的矢量和，本题中
Ⅰ、Ⅲ区域中两电流产生的磁场方向一致，Ⅱ、Ⅳ区域中两电流产生的磁场方向相反．
【答案】 Ⅰ、Ⅲ区域
12．如图2217所示，已知下列各图中的电流方向，请画出相应的磁感线方向．
图2217
【答案】 如图所示．