2019-2020年高中物理第1章电与磁第5节奥斯特实验的启示课后智能检测粤教版选修
2019-2020年高中物理第1章电与磁第5节奥斯特实验的启示课后智
能检测粤教版选修
1．关于通电直导线所受安培力F，磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系．下列说法正确的是( )
A．F、B、I三者必定均保持垂直
B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I
C．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I
D．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B
【解析】由安培力的特点知B正确．
【答案】 B
2．(xx·扬州学业水平模拟测试)如图1-5-6所示，关于奥斯特实验的意义，下列说法中正确的是( )
图1-5-6
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
【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
3．摩擦产生静电，会给人们生活带来许多麻烦，甚至对人的生命构成危害．一些高大的建筑物都装有避雷针就是为了防止雷电的危害．假设在赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力方向为( )
A．正南B．正东C．正西D．正北
【解析】当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，在避雷针上端产生的感应电荷是负电荷，它会通过针尖逐渐放出，比较缓慢地中和云层所带的正电荷，即避雷针中电流向下．赤道上空的磁感线由南向北，据左手定则可判断地磁场对避雷针的作用力方向指向正东．【答案】 B
4. (xx·广东学业水平测试)如图1-5-7所示，通有直流电的两平行金属杆MN和PQ放置在匀强磁场中，杆与磁场垂直，受到的安培力分别为F1、F2.关于力的方向，下列判断正确的是( )
图1-5-7
A．F1、F2都向下
B．F1、F2都向上
C．F1向下，F2向上
D．F1向上，F2向下
【解析】由左手定则可以判断，MN所受安培力F1的方向竖直向上，PQ所受安培力F2的方向竖直向下，D正确．
【答案】 D
5．(多选)质量为M的金属闭合矩形线框abcd，用细软的绝缘丝线悬挂起来，矩形线框abcd的下半部分处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线框中通有方向为abcda的电流，如图1-5-8所示．此时悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可( )
图1-5-8
A．适当增大磁感应强度
B．使磁场反向
C．适当增大电流强度
D．使电流反向
【解析】由左手定则知，导线bc受向上的安培力F，对线框受力分析知，悬线拉力T ＝Mg－F，要使拉力T等于零，应增大导线bc受到的安培力F.因安培力的大小随磁感应强度的大小、电流的大小与导体长度的增大而增大，故AC正确，若使磁场反向或使电流反向，则bc受的磁场力向下，拉力不可能为零，故B、D均错．
【答案】AC
6．(多选)(xx·湖南衡阳检测)如图1-5-9所示，通电直导线处在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的是( )
图1-5-9
A．这个力F是通过磁场产生的
B．这个力F没有反作用力
C．这个力F的反作用力作用在通电导线上
D．这个力F的反作用力作用在蹄形磁铁上
【解析】磁体间、电流间、磁体与电流间的作用力都是通过磁场产生的，所以A是对的；力的作用是相互的，任何一个力都有施力物体和受力物体，导线在蹄形磁铁间受到的这个力也不例外，它的施力物体是蹄形磁铁，受力物体是通电导线，所以这个力的反作用力作用于蹄形磁铁上，B、C是错的，D是对的．
【答案】AD
7．某班的一物理实验小组为探究电与磁的关系进行了一次实验探究，他们选用的器材有干电池组、导线、小灯泡、电流表、开关等，他们将上述器材串联，并利用支架把电路中的一根导线竖直放置，在竖直导线四周的水平平台上放置了许多很小的小磁针．然后闭合开关，观察到小灯泡发光，小磁针发生了偏转．
请回答下列问题：
(1)在电路中连接小灯泡的主要目的是__________________________
(选填“知道电路是否接通”或“避免电路发生短路”)．
(2)通电竖直导线周围的小磁针环绕导线形成一个_____________________
__________________________________________________________.
(3)改变导线的电流方向，则小磁针的偏转方向____________________．
小磁针环绕导线形成的图形仍是一个________．
(4)通电竖直导线的小磁针发生偏转，表明电流能够产生________．
(5)如果竖直导线中的电流方向由下向上时，它周围的小磁针北极的环绕方向是逆时针方向．那么，竖直导线中的电流方向由上向下看时，导线周围的小磁针北极的环绕方向是________．
(6)该实验探究设计实际上是丹麦科学家________发现电流磁效应的实验过程．
【解析】(1)因导线、电流表电阻太小，应在电路中串联一个限流电阻，避免电路发生短路．本电路中小灯泡就是替代限流电阻的．
(2)通电导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，所以小磁针环绕导线形成
一个圆圈．
(3)改变导线中的电流方向，则小磁针周围的圆形磁感线的方向随之改变，因此小磁针偏转方向改变，但仍然是一个圆圈．
(4)通电导线附近的小磁针发生偏转，说明电流能够产生磁场．
(5)通电直导线周围的磁场的磁感线的方向与电流方向有关，电流方向改变时其磁感线方向也改变．电流方向由上向下看时，导线周围的小磁针北极的环绕方向变为顺时针方向．
(6)该实验探究设计实际上是奥斯特发现电流磁效应的实验过程．
【答案】(1)避免电路发生短路(2)圆圈
(3)发生改变圆圈(4)磁场(5)顺时针方向
(6)奥斯特
8．如图1-5-10所示，把一根轻弹簧竖直地悬挂起来，使它的下端刚刚跟导电液体接触，给弹簧通入电流时会发生的现象是____________，原因是_____________．
图1-5-10
【解析】弹簧中通入电流时，弹簧各线圈中电流方向相同，线圈之间相互吸引，使弹簧收缩，则下端和导电液体脱离，电路断开，因电流消失，线圈之间相互作用消失，因而弹簧恢复原来形状，电路又被接通，这个过程反复出现，使得弹簧上下振动．【答案】见解析
9．在磁场方向(用B表示)、电流方向(I)、安培力方向(F)三者中已知其中的两个的情况下，试根据图1-5-11中各情况确定第三者的方向．
图1-5-11
【解析】(a)电流垂直纸面向里
(b)磁场方向垂直力F斜向下
(c)力F水平向左
(d)F＝0
【答案】见解析
10．如图1-5-12所示，在水平向右的匀强磁场中，放入矩形线框abcd，线框可绕其中心轴线自由转动，若线框中通入图中所示电流．试判断此时线框的转动方向．(从上向下看)
图1-5-12
【解析】据左手定则，让磁感线穿入手心，四指指向电流方向．则大拇指所指的方向即通电导线所受安培力方向．由此可判断此时：ab边受安培力方向垂直纸面向里，dc边受安培力方向垂直纸面向外，而ad边和bc边平行磁场方向，所以此时不受安培力作用，因此线框ab边向里转，cd边向外转，即从上向下看线框顺时针转动．
【答案】从上向下看顺时针转动．
2019-2020年高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探课后智能检
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1．下列说法正确的是( )
A．指南针S极可指正南方向
B．指南针N极可指正南方向
C．指南针最早是我国发明的
D．指南针是哥伦布发明的
【解析】指南针的S极可以指南，但并不能指正南，与正南方向有一定的磁偏角，所以选项A、B错．指南针最早是由我国古代人民发明的，它的出现为哥伦布“发现新大陆”创造了必要条件，所以选项C对，选项D错．
【答案】 C
2．关于电荷在磁场中的受力，下列说法中正确的是( )
①静止电荷一定不受洛伦兹力作用，运动电荷也不一定受洛伦兹力作用
②洛伦兹力的方向不可能与磁场方向平行
③洛伦兹力的方向与带电粒子运动的速度方向有可能平行
④粒子运动的方向与磁场不垂直时，一定不受洛伦兹力作用
A．①②B．②③C．③④D．①④
【解析】静止电荷不受洛伦兹力，而运动电荷只有当其运动方向与磁场方向不平行时才受洛伦兹力，并且洛伦兹力方向一定与速度方向垂直，故A正确．
【答案】 A
3．对阴极射线管的认识，下列说法错误的是( )
A．阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置
B．阴极射线管内部抽成真空
C．借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹
D．阴极射线管工作时，它的阴极和阳极之间存在强电场
【解析】运动的电子是用肉眼看不到的，在阴极射线管中我们是借助大量电子轰击荧光物质发光来观察电子束运动径迹的，但不是一个电子的轨迹．
【答案】 C
4．回旋加速器中( )
A．电场和磁场同时用来加速带电粒子
B．只有电场用来加速带电粒子
C．电场和磁场用来防止外界粒子进入回旋加速器
D．一带电粒子不断被加速的过程中，交变电源的电压也要不断增大
【解析】回旋加速器中电场是用来加速带电粒子的，且交变电源的电压不需要改变；而磁场是用来让粒子做匀速圆周运动的，以便粒子周期性地进入电场被加速．【答案】 B
5．如图1-6-7一束带电粒子沿着通有电流的螺线管的轴线射入管内，则粒子在管内的运动状态是( )
图1-6-7
A．匀速直线运动
B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动
D．因不知电流方向，无法判断
【解析】螺线管内部为匀强磁场，方向与轴线平行．带电粒子沿轴线射入，速度与磁场平行，不受洛伦兹力，做匀速直线运动．
【答案】 A
6．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是( )
A．带电粒子沿电场线射入电场，电场力对带电粒子一定做正功，粒子动能增加
B．带电粒子垂直于电场线方向射入电场，电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C．带电粒子沿磁感线方向射入磁场，洛伦兹力对带电粒子一定做正功，粒子动能增加D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能都不变
【解析】带电粒子沿电场线射入电场，因粒子电性未知，故电场力可能做正功，也可能做负功，粒子动能变化也不确定；粒子垂直电场线射入电场，粒子在电场力作用下做类平抛运动，电场力做正功，粒子动能增加；带电粒子射入磁场，由于洛伦兹力始终与速度垂直不做功，粒子动能不变．所以D正确．
【答案】 D
7．(多选)来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将 ( )
A．竖直向下沿直线射向地面
B．相对于预定点向东偏转
C．做曲线运动
D．相对于预定点，稍向北偏转
【解析】地球表面地磁场方向由南向北，质子带正电，由左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中所受洛伦兹力方向向东，将偏东做曲线运动．
【答案】BC
8．如图1-6-8所示，一个带正电的粒子以速度v1在xOy平面内运动时，它所受匀强磁场B的洛伦兹力F洛1的方向指向z轴负方向，如果此粒子以速度v2沿z轴正向运动，则粒子所受洛伦兹力F洛2的方向指向x轴正向，由此可知B的方向________．
图1-6-8
【答案】指向y轴负方向
9．如图1-6-9所示，在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通电直导线，导线与阴极射线管平行，现发现阴极射线向下偏转，则导线中的电流方向为 ________.
图1-6-9
【解析】阴极射线向下偏转，说明直导线在阴极射线处产生的磁场方向向里，由安培定则知，导线中的电流方向由左向右．
【答案】由左向右
10．放射性物质的原子核衰变时，会从原子核内发射出三种射线：一种是α射线(带正电)，一种是β射线(高速电子流)，还有一种是γ射线(不带电的光子流)．利用磁场可以把它们分离开来，如图1-6-10所示．试确定图中磁场的方向．
图1-6-10
【答案】垂直纸面向里
11．如图1-6-11所示为磁流体发电机示意图，若飞入的等离子体均为一价离子，则打在下极板的是什么性质的离子？
图1-6-11
【解析】由左手定则可以判断正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，所以打在下极板的是带正电离子．
【答案】正电荷
12．如图1-6-12为电视机显像管原理示意图，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O 点．为使电子束偏转，在管颈区域加有偏转磁场(由偏转线圈产生)．请回答下列问题：
图1-6-12
(1)电子束在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应沿什么方向？
(2)电子束打在图中的B点，偏转磁场应沿什么方向？
(3)如果要使电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，偏转磁场的强弱应该怎样变化？
【解析】(1)由左手定则可判断出偏转磁场垂直纸面向外．
(2)由左手定则可判断出偏转磁场垂直纸面向里．
(3)如果要使电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，应逐渐增大电子受到的洛伦兹力．因带电粒子通过磁场的区域越强，其偏转程度越大，所以磁感应强度应逐渐增大．
【答案】见解析