第5章测评卷

第5章测评

(时间:60分钟　满分:100分)

一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.雷达在搜寻目标时,接收到回波所用时间为1.2×10-4 s,若光的传播速度为3×105 km/s,则此目标距雷达(　　)

A.36 km B.72 km C.18 km D.9 km

解析s=c·t=3×105××1.2×10-4 km=18 km,故选项C正确。

答案C

2.直流电源跟一个线圈连接成闭合回路,线圈的上方和右侧各有一个可以自由转动的小磁针,小磁针静止时的位置如图所示,由图得出的结论正确的是(　　)

A.小磁针的c端为N极,电源的a端为正极

B.小磁针的c端为N极,电源的a端为负极

C.小磁针的d端为N极,电源的a端为正极

D.小磁针的d端为N极,电源的a端为负极

解析根据小磁针的N极方向可以确定通电线圈外部上方磁场的方向,然后应用安培定则确定线圈中的电流方向,从而判断电源的a端为负极,同时判断d端为N极。正确答案是D。

答案D

3.如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>L,则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于(　　)

A. B.

C. D.

解析只有导线框完全在磁场里面运动时,导线框中才无感应电流,因导线框做匀速运动,故不产生感应电流的时间为t=,C正确,A、B、D错误。

答案C

4.如图所示,矩形闭合线圈abcd竖直放置,OO'是它的对称轴,通电直导线AB与OO'平行,且AB、OO'所在平面与线圈平面垂直,如要在线圈中产生感应电流,可行的做法是(　　)

A.AB中电流I逐渐增大

B.AB中电流I先增大后减小

C.AB正对OO',逐渐靠近线圈

D.线圈绕OO'轴逆时针转动90°(俯视)

解析由于通电直导线AB与OO'平行,且AB、OO'所在平面与线圈平面垂直。AB中无论电流如何变化,或AB正对OO'靠近线圈或远离线圈,线圈中磁通量均为零,不能在线圈中产生感应电流,选项A、B、C错;线圈绕OO'轴逆时针转动90°(俯视),穿过闭合线圈的磁通量变化,线圈中产生感应电流,选项D正确。

答案D

二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)

5.下列哪些设备是电磁辐射污染源(　　)

A.高压变电站 B.电视发射塔

C.移动电话发射塔 D.电灯

解析电磁辐射是指电磁能量从辐射源发射到空间,在电场与磁场之间,以电磁波的形式传播能量的现象,通常是通过天线向外进行发射的,故B、C属于电磁辐射污染源。

答案BC

6.关于量子假说,下列说法正确的是(　　)

A.为了解决黑体辐射的理论困难,爱因斯坦提出了量子假说

B.量子假说第一次提出了不连续的概念

C.能量的量子化就是能量的不连续化

D.量子假说认为光在空间中的传播是不连续的

解析普朗克提出了量子假说,他认为,物质辐射(或吸收)的能量都是不连续的,是一份一份进行的。量子假说不但解决了黑体辐射的理论困难,更重要的是提出了“量子”概念,揭开了物理学上崭新的一页,B、C正确。

答案BC

7.超导是当今高科技的热点之一,当一块磁体靠近超导体时,超导体中会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥力可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这项技术,磁体悬浮的原理是(　　)

A.超导体中的电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同

B.超导体中的电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反

C.超导体使磁体处于失重状态

D.超导体对磁体的作用力与磁体的重力平衡

解析同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以超导体中的电流的磁场方向和磁体的磁场方向应相反;磁体悬浮在空中,重力和超导体对磁体的作用力平衡,B、D正确。

答案BD

8.如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外。则(　　)

A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

解析设L1在a、b点产生的磁感应强度分别为B1a、B1b,L2在a、b点产生的磁感应强度分别为B2a、B2b,根据安培定则可知,B1a=B1b,方向均垂直纸面向里;B2a=B2b,B2a方向垂直纸面向里,B2b方向垂直纸面向外;根据题意,对a点有,B1a+B2a-B0=-。对b点有,B1b-B2b-B0=-,联立以上方程解得B1a=B1b=,B2a=B2b=,选项A、C正确。

答案AC

三、非选择题(本题共7小题,共60分)

9.(4分)在匀强磁场中,一根长0.2 m的通电导线通入15 A的电流,导线与磁场方向垂直,受到的磁场力为3 N,则该磁场的磁感应强度为　　　　 T,如果将导线中的电流改为20 A,则该磁场的磁感应强度为　　　  T。 

解析该磁场的磁感应强度为B= T=1 T,如果将导线中的电流改为20 A,则该磁场的磁感应强度不变,仍然为1 T。

答案1　1

10.(4分)有一面积为S的线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量为　　　　　;要增大磁通量,可增大　　　　　或　　　　　。 

解析当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量为BS;

根据Φ=BS可知,要增大磁通量,可增大磁感应强度B或线圈在垂直磁场方向的投影面积S。

答案BS　磁感应强度B　线圈在垂直磁场方向的投影面积S

11.(5分)1831年,物理学家法拉第用如图所示的实验,成功发现了磁生电现象,开关始终处于闭合状态时,a线圈中　　　　　(选填“有”或“无”)感应电流产生,开关闭合或断开瞬间,a线圈中　　　　　(选填“有”或“无”)感应电流产生。 

解析开关始终闭合时,因穿过a线圈的磁通量不变,所以无感应电流产生。开关闭合瞬间穿过a线圈的磁通量突然增大,所以有感应电流产生。开关断开瞬间,穿过a线圈的磁通量突然减小,所以有感应电流产生。

答案无　有

12.(7分)如图所示是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材。请你协助该小组完成如下工作。

用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:

①　; 

②　; 

③　。 

解析实物连接如图所示。①原线圈A插入副线圈B后,合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B或从副线圈B中抽出;③合上开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片。

答案见解析

13.(10分)磁场中放一与磁场方向垂直的电流元,通入的电流是2.5 A,导线长10 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N。问:

(1)这个位置的磁感应强度是多大?

(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时,这一点的磁感应强度是多大?

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场。

解析(1)由磁感应强度的定义式得

B==0.2 T

(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度还是0.2 T。

(3)不可以。如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行。

答案(1)0.2 T　(2)0.2 T　(3)不可以

14.(12分)

已知某地地面处的地磁场水平分量约为3×10-5 T,当地某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管附近的轴线上,如图所示。小磁针静止时N极指向y轴正方向,当接通电源后,发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向。请在图上标明螺线管导线的绕向,并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小。(保留一位有效数字)

解析

接通电源后,小磁针N极指向是地磁场和螺线管磁场的合磁场的方向,由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右,由安培定则判断螺线管导线绕向如答案图所示。

由题意知地磁场水平分量By=3×10-5 T,设通电螺线管产生的磁场为Bx。由图知=tan 60°得Bx=3×10-5× T=5×10-5 T。

答案　5×10-5 T

15.

(18分)如图所示,ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5 A的电流时,质量为0.36 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度。已知金属棒受到的磁场力方向水平,求匀强磁场的磁感应强度的大小。

解析设磁感应强度为B,金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ,金属棒的质量为m,金属棒在磁场中的有效长度L=2 m。当棒中的电流I1=5 A时,金属棒所受到的磁场力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡,金属棒做匀速直线运动。由平衡条件可得

BI1L=μmg ①

当金属棒中的电流I2=8 A时,棒做加速运动,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得BI2L-μmg=ma              ②

将①代入②得B= T=0.12 T。

答案0.12 T