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章末綜合測評(二)　磁及其應用 (分值：100分　時間：60分鐘) 一、選擇題(本題共8個小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得6分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分．) 1．把一條導線平行地放在如圖1所示的磁針的上方附近，當導線中有電流時，磁針會發(fā)生偏轉．首先觀察到這個實驗現(xiàn)象的物理學家是(　　) 圖1 A．奧斯特　　　　 B．愛因斯坦 C．牛頓 D．伽利略 【解析】　當導線中有電流時，磁針會發(fā)生偏轉，說明電流能夠產(chǎn)生磁場，即電流的磁效應，首先觀察到電流磁效應現(xiàn)象的是奧斯特． 【答案】　A 2．關于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是(　　) A．磁感線可以形象地描述各點磁場的方向 B．磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的 C．磁感線是磁場中客觀存在的線 D．磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止 【解析】　磁感線是為了形象描述磁場而假想出來的有方向的閉合的曲線，實際上并不存在，所以C、D均錯． 【答案】　AB 3．磁性水雷是用一個可繞軸轉動的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后就變成了一個浮動的磁體，當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，其依據(jù)是(　　) A．磁體的吸鐵性 B．磁極間的相互作用規(guī)律 C．電荷間的相互作用規(guī)律 D．磁場對電流的作用原理 【解析】　因軍艦是一被磁化的磁體，當軍艦接近磁性水雷時，因軍艦與小磁針磁極間的相互作用，使小磁針轉動，從而引起水雷爆炸，故B正確． 【答案】　B 4．19世紀20年代，科學家們已認識到溫度差會引起電流，安培考慮到地球自轉造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設：地球磁場是由繞地球的環(huán)形電流引起的．該假設中的電流方向是(地理子午線是地球磁場N極與S極在地球表面的連線)(　　) A．由西往東垂直于子午線 B．由東往西垂直于子午線 C．由南向北沿子午線 D．由赤道向兩極沿子午線方向 【解析】　因地磁場的N極在南方，由安培定則可知，若地磁場是由環(huán)形電流引起的，則電流方向應由東往西垂直于子午線，B正確． 【答案】　B 5．下列說法正確的是(　　) A．只要有電流，周圍就存在磁場 B．最早發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場的科學家是安培 C．如果在直導線下放置一自由小磁針，通電后小磁針必定發(fā)生偏轉 D．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應是偶然的，實際上電與磁沒有什么聯(lián)系 【解析】　電流的周圍必定存在磁場，故A正確．最早發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場的是奧斯特，B錯誤．當通電直導線在下方產(chǎn)生的磁場與小磁針平行時，小磁針不偏轉，故C錯誤．客觀證實電與磁有著密切的聯(lián)系，故D錯誤．故選A. 【答案】　A 6.如圖2所示，一個正電子沿著逆時針方向做勻速圓周運動，則此正電子的運動(　　) 圖2 A．不產(chǎn)生磁場 B．產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直于紙面向里 C．產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直于紙面向外 D．只在圓周內(nèi)側產(chǎn)生磁場 【解析】　正電荷定向運動的方向為電流的方向，相當于逆時針環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場． 【答案】　C 7.如圖3所示的磁場中豎直放置兩個面積相同的閉合線圈S1(左)、S2(右)，由圖可知穿過線圈S1、S2的磁通量大小關系正確的是(　　) 圖3 A．穿過線圈S1的磁通量比較大 B．穿過線圈S2的磁通量比較大 C．穿過線圈S1、S2的磁通量一樣大 D．不能比較 【解析】　線圈S1處的磁感線密集，磁感應強度大；線圈S2處的磁感線稀疏，磁感應強度小，由Φ＝BS可知，穿過線圈S1的磁通量比較大，選項A正確． 【答案】　A 8．如圖4所示，兩根無限長的平行導線水平放置，兩導線中均通以向右的、大小相等的恒定電流I，圖中的A點與這兩導線共面，且到兩導線的距離相等，則這兩根導線在該點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度的合矢量(　　) 圖4 A．方向水平向右 B．方向水平向左 C．大小一定為零 D．大小一定不為零 【解析】　兩電流在A點產(chǎn)生的磁場方向相反、強弱相同，即磁場相互抵消，磁感應強度的矢量和為零，故C正確． 【答案】　C 二、非選擇題(本題共4個小題，共52分，解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分．有數(shù)值計算的題，答案中應明確寫出數(shù)值和單位．) 圖5 9．(10分)如圖5所示在通電螺絲管內(nèi)部中間的小磁針，靜止時N極指向右端，則電源的c端為________極，螺線管的a端為________極． 【解析】　根據(jù)小磁針的指向可知螺線管的內(nèi)部磁感線是從左向右，所以螺線管的a端為S極，根據(jù)安培定則可判斷出電源c端為正極． 【答案】　正　S 10．(12分)面積為2.510－2 m2的單匝矩形線圈放在勻強磁場中，當線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量是10－3 Wb，那么，磁場的磁感應強度是多少？ 【解析】　因為Φ＝BS，所以B＝＝ T＝410－2 T. 【答案】　410－2 T 11．(18分)在60周年國慶盛典上我國FBC－1“飛豹”新型超聲速殲擊轟炸機在天安門上空沿水平方向以1.7倍的聲速自東向西飛過，該機兩翼面積分別為15 m2，設北京上空地磁場的豎直分量為0.4210－4 T，試回答下列問題： (1)該機兩翼的磁通量為多少？ (2)若該機花樣表演翻轉180飛行，此過程中兩機翼磁通量變化量為多少？ 【解析】　(1)據(jù)磁通量公式得 Φ＝0.4210－4215 Wb＝1.2610－3 Wb. (2)磁通量的變化量ΔΦ＝2Φ＝2.5210－3 Wb. 【答案】　(1)1.2610－3 Wb　(2)2.5210－3 Wb 12．(12分)做奧斯特實驗時，把通電導線放在水平面南北方向，小磁針放在它的上方或下方，只要電流足夠強，離小磁針足夠近，實驗都能成功．但是，把通電導線放在水平面東西方向，即使電流很強，離小磁針很近，實驗中也不一定能看到小磁針偏轉，這是為什么？ 【答案】　因為地球本身有地磁場，當無通電導線時，小磁針靜止時也會達到N極指向北的狀態(tài)，所以當導線在水平面東西方向放置時，實驗中不一定能看到小磁針偏轉．