1、单元素养评价(五)(第5、6章)一、选择题一、选择题(本题共本题共1111小题小题,每小题每小题3 3分分,共共3333分分)1.1.下列关于磁感应强度的概念的说法正确的是下列关于磁感应强度的概念的说法正确的是()A.A.放在某处的小磁针放在某处的小磁针N N极不受磁场力作用极不受磁场力作用,该处磁场的磁感应强度可能不为该处磁场的磁感应强度可能不为0 0B.B.放在某处的小磁针放在某处的小磁针N N极受到了磁场力作用极受到了磁场力作用,该处磁场的磁感应强度一定不为该处磁场的磁感应强度一定不为0 0C.C.磁场中某位置处的磁感应强度的大小磁场中某位置处的磁感应强度的大小,与该处的电流元的放法有关
2、与该处的电流元的放法有关D.D.磁场中某位置处的磁感应强度的方向磁场中某位置处的磁感应强度的方向,与该处电流元所受到的磁场力方向可与该处电流元所受到的磁场力方向可能一致能一致【解析【解析】选选B B。小磁针在磁场中一定会受到磁场力作用。小磁针在磁场中一定会受到磁场力作用,选项选项A A错误错误,B,B正确正确;磁场磁场中某处的磁感应强度大小和方向都由磁场本身决定中某处的磁感应强度大小和方向都由磁场本身决定,选项选项C C错误错误;磁场中某位置磁场中某位置处的磁感应强度的方向处的磁感应强度的方向,与该处电流元所受到的磁场力方向一定不一致与该处电流元所受到的磁场力方向一定不一致,选项选项D D错误
3、。错误。2.2.如甲、乙、丙、丁四幅图所示如甲、乙、丙、丁四幅图所示,当闭合开关后当闭合开关后,判断通电导线周围的磁场中小判断通电导线周围的磁场中小磁针磁针a a、b b静止时静止时N N极的指向极的指向,正确的是正确的是()A.A.外、里外、里;里、外里、外;右、左右、左;上、下上、下B.B.里、外里、外;外、里外、里;右、左右、左;上、下上、下C.C.外、里外、里;里、外里、外;左、右左、右;上、下上、下D.D.外、里外、里;里、外里、外;右、左右、左;下、上下、上【解析【解析】选选A A。根据安培定则可知。根据安培定则可知,甲图中环形电流的方向为逆时针方向甲图中环形电流的方向为逆时针方向
4、,内部内部的磁场方向向外的磁场方向向外,所以所以a a的的N N极指向外极指向外,b,b的的N N极指向里极指向里;乙图中环形电流的方向为乙图中环形电流的方向为顺时针方向顺时针方向,所以内部的磁场方向向里所以内部的磁场方向向里,a,a的的N N极指向里极指向里,b,b的的N N极指向外极指向外;丙图中通丙图中通电螺线管内部的磁场方向向上电螺线管内部的磁场方向向上,U,U形电磁铁的右端是形电磁铁的右端是N N极极,左端是左端是S S极极,所以所以a a的的N N极极指向右指向右,b,b的的N N极指向左极指向左;丁图中通电螺线管内部的磁场方向向下丁图中通电螺线管内部的磁场方向向下,电磁铁的下端电
5、磁铁的下端是是N N极极,上端是上端是S S极极,所以所以b b的的N N极指向下极指向下,a,a的的N N极指向上极指向上,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。3.3.如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图,关于图中关于图中a a、b b两点磁场的描述两点磁场的描述,正正确的是确的是()A.aA.a点的磁场方向为图中点的磁场方向为图中B Ba a指向指向B.bB.b点的磁场方向为图中点的磁场方向为图中B Bb b指向指向C.aC.a点的磁场比点的磁场比b b点强点强D.aD.a点的磁场比点的磁场比b b点弱点弱【解析【解析】选选C C。磁感
6、线上某点的切线方向表示该点磁场的方向。磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向,题图中题图中a a、b b两点两点的磁场方向均是错误的的磁场方向均是错误的,故故A A、B B错误错误;磁感线的疏密表示磁场的强弱磁感线的疏密表示磁场的强弱,a,a点的磁感点的磁感线比较密线比较密,则则a a点磁场比点磁场比b b点强点强,故故C C正确正确,D,D错误。错误。【加固训练【加固训练】如图表示磁场的磁感线如图表示磁场的磁感线,磁场中磁场中a a点的磁感应强度与点的磁感应强度与b b点的磁感应强度相同点的磁感应强度相同的是的是()【解析【解析】选选D D。磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小。磁感线的疏密
7、可表示磁感应强度的大小,而匀强磁场中各处磁场而匀强磁场中各处磁场均相同均相同,从图中可以知道从图中可以知道,只有只有D D选项中选项中,a,a、b b两点处磁感线的疏密相同两点处磁感线的疏密相同,则则D D正正确确,A,A、B B、C C错误。错误。4.4.关于磁通量关于磁通量,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.穿过某一面积的磁通量为零穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度为零该处磁感应强度为零B.B.磁场中磁感应强度大的地方磁场中磁感应强度大的地方,磁通量一定很大磁通量一定很大C.C.穿过某垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多穿过某垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多,磁通量
8、越大磁通量越大D.D.在磁场中所取平面的面积越大在磁场中所取平面的面积越大,磁通量越大磁通量越大【解析【解析】选选C C。在磁感应强度大的地方。在磁感应强度大的地方,若某平面与磁场平行若某平面与磁场平行,即使是增大平面即使是增大平面的面积的面积,穿过该平面的磁通量也一直为零穿过该平面的磁通量也一直为零;由磁通量由磁通量=BS=BS知知,穿过某垂直于磁穿过某垂直于磁场方向投影面的磁感线条数越多场方向投影面的磁感线条数越多,磁通量越大磁通量越大,故故C C正确正确,A,A、B B、D D错误。错误。5.5.如图所示如图所示,a,a、b b、c c三个闭合线圈三个闭合线圈,放在同一平面内放在同一平面
9、内,当当a a线圈中有电流线圈中有电流I I通过时通过时,它们的磁通量分别为它们的磁通量分别为a a、b b、c c,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.a ab bb bc cC.C.a ac cc cb b【解析【解析】选选B B。因为磁感线是闭合曲线。因为磁感线是闭合曲线,故故a a线圈的环形电流产生的磁场在线圈的环形电流产生的磁场在a a线圈线圈内部垂直纸面向里内部垂直纸面向里,在在a a线圈外部垂直纸面向外线圈外部垂直纸面向外,而磁通量是合磁通量而磁通量是合磁通量,故故b b、c c线线圈有圈有“抵消抵消”,c,c线圈线圈“抵消抵消”最多最多,故故a a线圈磁通量最大。则
10、线圈磁通量最大。则B B正确正确,A,A、C C、D D错错误。误。【加固训练【加固训练】如图所示如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,P,现用力从四周现用力从四周拉弹簧线圈拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是正确的是()A.A.磁通量增大磁通量增大,有感应电流产生有感应电流产生B.B.磁通量增大磁通量增大,无感应电流产生无感应电流产生C.C.磁通量减小磁通量减小,有感应电
11、流产生有感应电流产生D.D.磁通量减小磁通量减小,无感应电流产生无感应电流产生【解析【解析】选选C C。本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示。本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看从上向下看)。磁通量。磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少是指穿过一个面的磁感线的多少,由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分线要抵消一部分,当弹簧线圈当弹簧线圈P P的面积扩大时的面积扩大时,垂直纸面向里的磁感线条数增加垂直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,故穿过这个面的磁通量将减小故穿过这个面的磁
12、通量将减小,回路中回路中会有感应电流产生会有感应电流产生,则则C C正确正确,A,A、B B、D D错误。错误。6.6.如图所示如图所示,磁带录放机既可用作录音磁带录放机既可用作录音,也可用作放音也可用作放音,其主要部件为匀速行进其主要部件为匀速行进的磁带的磁带a a和绕有线圈的磁头和绕有线圈的磁头b,b,不论是录音过程还是放音过程不论是录音过程还是放音过程,磁带或磁头软铁都磁带或磁头软铁都会存在磁化现象。下面是对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述会存在磁化现象。下面是对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述,正确的是正确的是()A.A.放音的主要原理是电磁感应放音的主要原理是电磁
13、感应,录音的主要原理是电流的磁效应录音的主要原理是电流的磁效应B.B.录音的主要原理是电磁感应录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应放音的主要原理是电流的磁效应C.C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.D.录音和放音的主要原理都是电磁感应录音和放音的主要原理都是电磁感应【解析【解析】选选A A。在使用录放机进行放音和录音时。在使用录放机进行放音和录音时,录音过程是由电信号转变为磁录音过程是由电信号转变为磁信号信号,而放音过程是把磁带上的磁信号转变为电信号而放音过程是把磁带上的磁信号转变为电信号,故放音过程磁生电是电磁故放音过程磁
14、生电是电磁感应感应,录音过程电生磁是电流的磁效应录音过程电生磁是电流的磁效应,A,A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。7.7.下列关于电磁波的说法正确的是下列关于电磁波的说法正确的是()A.A.电磁波只能在真空中传播电磁波只能在真空中传播B.B.电场随时间变化时一定产生电磁波电场随时间变化时一定产生电磁波C.C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D.D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在【解析【解析】选选C C。电磁波在介质中也能传播。电磁波在介质中也能传播,比如光是一种电磁波比如光是一种电磁波,在水和玻璃等
15、在水和玻璃等介质中也能传播介质中也能传播,故故A A错误错误;均匀变化的电场产生恒定的磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场,不能再产生电场不能再产生电场,因而不能产生电磁波因而不能产生电磁波,故选项故选项B B错误错误;做变速运动的电荷会在空间产生变化的电做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场磁场,形成电磁波形成电磁波,故故C C正确正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在麦克斯韦预言了电磁波的存在,是赫兹第一次用实是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在验证实了电磁波的存在,故选项故选项D D错误。错误。8.8.麦克斯韦的电磁场理论指出麦克斯韦的电磁场理论指出:变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场,变化的
16、磁场产生电场。电变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从18881888年赫兹用实验证实了电磁年赫兹用实验证实了电磁波的存在至今波的存在至今,电磁波已经与我们的生活紧密相关电磁波已经与我们的生活紧密相关:机场安检门使用频率为机场安检门使用频率为7 kHz7 kHz的电磁波的电磁波,GPS,GPS定位系统使用频率为定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz=1010.23 MHz(1 MHz=106 6Hz)Hz)的电磁波的电磁波,手手机工作时使用频率为机工作时使用频率为8008001 900 MHz1 900 MHz的电磁
17、波的电磁波,无线无线WiFiWiFi使用频率为使用频率为2.4 GHz2.4 GHz(1 GHz=10(1 GHz=109 9Hz)Hz)的电磁波的电磁波,地铁行李安检时使用频率为地铁行李安检时使用频率为10101818 Hz Hz的电磁波。根据图的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息中给出的电磁波谱和相关信息,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.手机工作时使用的电磁波是纵波手机工作时使用的电磁波是纵波B.B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播C.C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波
18、的穿透本领D.D.无线无线WiFiWiFi使用的电磁波比使用的电磁波比GPSGPS定位系统使用的电磁波的波长长定位系统使用的电磁波的波长长【解析【解析】选选C C。手机工作时使用的电磁波均为横波。手机工作时使用的电磁波均为横波,故故A A错误错误;电磁波可以在真空电磁波可以在真空中传播中传播,也可以在介质中传播也可以在介质中传播,故故B B错误错误;地铁行李安检时使用的电磁波是利用了地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领电磁波的穿透本领,故故C C正确正确;无线无线WiFiWiFi使用的电磁波比使用的电磁波比GPSGPS定位系统使用的电磁定位系统使用的电磁波频率高波频率高,波长短波
19、长短,故故D D错误。错误。9.9.如图甲所示如图甲所示,市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子。在阳光的照射下市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子。在阳光的照射下,小电小电扇快速转动扇快速转动,能给炎热的夏季带来一丝凉意。根据装置示意图乙能给炎热的夏季带来一丝凉意。根据装置示意图乙,下列关于能量下列关于能量转化说法正确的是转化说法正确的是()A.A.太阳能太阳能电能电能机械能机械能B.B.太阳能太阳能机械能机械能电能电能C.C.电能电能太阳能太阳能机械能机械能D.D.机械能机械能太阳能太阳能电能电能【解析【解析】选选A A。太阳能电池板将太阳能转化为电能储存在电池板中。太阳能电池板将太阳能转化为电
20、能储存在电池板中,太阳能电池太阳能电池板对小电动机供电时板对小电动机供电时,小电动机将电能转化为小电扇快速转动的机械能小电动机将电能转化为小电扇快速转动的机械能,故故A A正正确确,B,B、C C、D D错误。错误。10.10.目前目前,我国正在开展我国正在开展5G5G网络试点工作网络试点工作,并将于并将于20202020年全面进入年全面进入5G5G时代。届时时代。届时,将开启万物互联时代将开启万物互联时代:车联网、物联网、智慧城市、无人机网络、自动驾驶技车联网、物联网、智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。术等将一一变为现实。5G(5G(即第五代移动通信技术即第五代移动通信技术
21、)采用采用3 3003 3005 000 MHz5 000 MHz频段频段,相比于现有的相比于现有的4G(4G(即第四代移动通信技术即第四代移动通信技术,1 880,1 8802 635 MHz 2 635 MHz 频段频段)技术而言技术而言,具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。具有极大的带宽、极大的容量和极低的时延。5G5G信号与信号与4G4G信号相比信号相比,下列说法下列说法正确的是正确的是()A.5GA.5G信号在真空中的传播速度更快信号在真空中的传播速度更快B.5GB.5G信号光子能量比信号光子能量比4G4G信号光子能量大信号光子能量大C.5GC.5G信号不具有粒子性信号不具有粒子
22、性D.5GD.5G信号不能衍射信号不能衍射【解析【解析】选选B B。任何电磁波在真空中的传播速度均为光速。任何电磁波在真空中的传播速度均为光速,传播速度相同传播速度相同,A,A错误错误;由光子能量由光子能量=h=h可知可知,频率越高光子所含能量越大频率越高光子所含能量越大,5G,5G信号的频率比信号的频率比4G4G信号的信号的频率大频率大,光子能量大光子能量大,故故B B正确正确;电磁波具有波粒二象性电磁波具有波粒二象性,能发生干涉及衍射能发生干涉及衍射,故故C C、D D错误。错误。11.11.如图所示是一种地下铁道如图所示是一种地下铁道,车站的路轨建得高些。当车辆以一定的速度到达车站的路轨
23、建得高些。当车辆以一定的速度到达坡下坡下A A点时关闭发动机点时关闭发动机,在车上坡进站时通过刹车控制车速使其在在车上坡进站时通过刹车控制车速使其在B B点正好停下。点正好停下。则该车从则该车从A A到到B B的过程中的过程中()A.A.动能增加动能增加 B.B.动能减少动能减少C.C.机械能守恒机械能守恒 D.D.重力势能减少重力势能减少【解析【解析】选选B B。在由。在由A A到到B B的运动过程中速度减小的运动过程中速度减小,动能减少动能减少,B,B点比点比A A点高点高,所以重所以重力势能是增加的力势能是增加的,由于摩擦的存在由于摩擦的存在,机械能不守恒机械能不守恒,故故B B正确正确
24、,A,A、C C、D D错误。错误。【加固训练【加固训练】如图所示如图所示,一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点运动员可视为质点,下列说下列说法不正确的是法不正确的是()A.A.运动员到达最低点前重力势能始终减小运动员到达最低点前重力势能始终减小B.B.蹦极绳张紧后的下落过程中蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功弹力做负功,弹性势能增加弹性势能增加C.C.蹦极过程中蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒运动员
25、、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.D.蹦极过程中蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【解析【解析】选选D D。重力做功决定重力势能的变化。重力做功决定重力势能的变化,随着高度的降低随着高度的降低,重力一直做正重力一直做正功功,重力势能一直减小重力势能一直减小,故故A A正确正确;弹性势能的变化取决于弹力做功弹性势能的变化取决于弹力做功,当蹦极绳张当蹦极绳张紧后紧后,随着运动员的下落弹力一直做负功随着运动员的下落弹力一直做负功,弹性势能一直增大弹性势能一直增大,故故B B正确正确;在蹦极在蹦极过程中过程中,由于只有重力和蹦极绳的弹力做功由
26、于只有重力和蹦极绳的弹力做功,故由运动员、地球及蹦极绳组成故由运动员、地球及蹦极绳组成的系统机械能守恒的系统机械能守恒,故故C C正确正确;重力势能的大小与势能零点的选取有关重力势能的大小与势能零点的选取有关,而重力而重力势能的改变与势能零点选取无关势能的改变与势能零点选取无关,故选项故选项D D错误。错误。二、计算题二、计算题(本题共本题共3 3小题小题,共共2727分。要有必要的文字说明和解题步骤分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值有数值计算的要注明单位计算的要注明单位)12.(812.(8分分)某缓冲装置的理想模型如图所示某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆劲
27、度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连相连,轻杆可在固定的槽内移动轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为与槽间的滑动摩擦力恒为f f。轻杆向右移动不。轻杆向右移动不超过超过l时时,装置可安全工作。一质量为装置可安全工作。一质量为m m的小车若以速度的小车若以速度v v0 0撞击弹簧撞击弹簧,可使轻杆向可使轻杆向右移动右移动 。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面且不计小车与地面的摩擦。的摩擦。4l(1)(1)若弹簧劲度系数为若弹簧劲度系数为k,k,求轻杆开始移动时求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量弹簧的压缩量x;x;(2)(2)求小车离
28、开弹簧瞬间的速度求小车离开弹簧瞬间的速度v;v;【解析【解析】(1)(1)对轻杆有对轻杆有f=kxf=kx,得得x=x=(3(3分分)(2)(2)根据能量守恒有根据能量守恒有 (3(3分分)得出小车反弹离开弹簧瞬间的速度得出小车反弹离开弹簧瞬间的速度v=v=(2(2分分)答案答案:(1)(1)(2)(2)fk2201f1mvmv242，l20fv2mlfk20fv2ml13.(913.(9分分)如图所示如图所示,在边长为在边长为2 2l的正方形区域内存在着磁感应强度为的正方形区域内存在着磁感应强度为B B的匀强磁的匀强磁场场,磁场方向垂直纸面向里磁场方向垂直纸面向里,有一边长为有一边长为l的正
29、方形导线框沿垂直磁场的方向以的正方形导线框沿垂直磁场的方向以速度速度v v匀速通过磁场区域匀速通过磁场区域,从从abab刚进入磁场开始计时。刚进入磁场开始计时。(1)(1)指出哪些时间段内有感应电流产生。指出哪些时间段内有感应电流产生。(2)(2)画出磁通量随时间变化的图像。画出磁通量随时间变化的图像。【解析【解析】(1)(1)导线框进入磁场的过程导线框进入磁场的过程,在在0 0 时间段内有感应电流产生时间段内有感应电流产生;(3(3分分)导线框离开磁场过程导线框离开磁场过程,在在 时间段内有感应电流产生。时间段内有感应电流产生。(3(3分分)(2)(2)磁通量随时间变化的图像如图所示。磁通量
30、随时间变化的图像如图所示。(3(3分分)答案答案:(1)0(1)0 (2)(2)见解析图见解析图vl23vvllvl23vvll14.(1014.(10分分)风力发电是一种环保的电能获取方式。设计时每台风力发电机的功风力发电是一种环保的电能获取方式。设计时每台风力发电机的功率为率为40 kW40 kW。实验测得风的动能转化为电能的效率约为。实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%,20%,空气的密度是空气的密度是1.29 kg/m1.29 kg/m3 3,当地水平风速约为当地水平风速约为10 m/s10 m/s,问风力发电机的叶片长度约为多少才问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求能
31、满足设计要求?【解析【解析】设叶片的长度为设叶片的长度为L,L,风速为风速为v,v,在时间在时间t t内流向叶片的空气质量为内流向叶片的空气质量为m=Vm=V=L=L2 2vt,vt,(2(2分分)空气的动能空气的动能E Ek k=mv=mv2 2。(2(2分分)由能量关系知由能量关系知:E:Ek k=Pt,=Pt,(2(2分分)整理得功率整理得功率P=LP=L2 2v v3 3。(2(2分分)代入题给数据代入题给数据,解得解得L10 mL10 m。(2(2分分)答案答案:10 m 10 m 1212【选择性考试【选择性考试】(30(30分钟分钟4040分分)15.(515.(5分分)为了判断
32、一个未知正负极的蓄电池极性为了判断一个未知正负极的蓄电池极性,某同学将该蓄电池通过电阻某同学将该蓄电池通过电阻跟螺线管连接起来跟螺线管连接起来,发现小磁针的发现小磁针的N N极立即向螺线管偏转极立即向螺线管偏转,如图所示。用如图所示。用M M、N N和和P P、Q Q分别表示蓄电池和螺线管两极分别表示蓄电池和螺线管两极,下列判断正确的是下列判断正确的是()A.A.电源电源M M端为正极端为正极B.B.电源电源N N端为正极端为正极C.C.螺线管螺线管P P端为端为S S极极D.D.螺线管内部磁场方向由螺线管内部磁场方向由P P指向指向Q Q【解析【解析】选选B B。小磁针的。小磁针的N N极向
33、螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左极向螺线管偏转说明小磁针所在位置磁场方向向左,即螺线管即螺线管P P端为端为N N极极,Q,Q端为端为S S极极,选项选项C C错误错误;在螺线管的内部磁场方向由在螺线管的内部磁场方向由S S极指向极指向N N极极,所以螺线管内部磁场方向由所以螺线管内部磁场方向由Q Q指向指向P,P,选项选项D D错误错误;根据安培定则可知根据安培定则可知,在电源在电源外部电流从外部电流从N N流向流向M,M,电源电源N N端为正极端为正极,选项选项A A错误错误,B,B正确。正确。16.(516.(5分分)()(多选多选)在如图所示的电路中在如图所示的电路中,当开关当
34、开关S S闭合后闭合后,为使灵敏电流计的指针为使灵敏电流计的指针偏转偏转,下列措施可行的是下列措施可行的是()A.A.将将A A线圈向左靠近线圈向左靠近B B线圈线圈B.B.将开关将开关S S突然断开突然断开C.C.保持右边电路电流不变保持右边电路电流不变D.D.将滑动变阻器的阻值调小将滑动变阻器的阻值调小【解析【解析】选选A A、B B、D D。线圈。线圈A A中磁通量发生变化时会引起线圈中磁通量发生变化时会引起线圈B B中的磁通量变化中的磁通量变化,所以将滑动变阻器的阻值调小、将开关所以将滑动变阻器的阻值调小、将开关S S突然断开都能使磁通量发生变化突然断开都能使磁通量发生变化,使使线圈线
35、圈B B中产生感应电流中产生感应电流,灵敏电流计的指针就会发生偏转灵敏电流计的指针就会发生偏转,选项选项B B、D D正确正确;当当A A线线圈靠近的时候也可以使穿过圈靠近的时候也可以使穿过B B线圈的磁通量变化线圈的磁通量变化,所以选项所以选项A A正确正确,A,A线圈中的电线圈中的电流不变化流不变化,B,B线圈中的磁通量不变化线圈中的磁通量不变化,因此不能产生感应电流因此不能产生感应电流,选项选项C C错误。错误。【加固训练【加固训练】在无线电仪器中在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线圈常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈并要求当一个线圈中有电流变化时中有电流变化时,对
36、另一个线圈中的电流的影响尽量小。下列各图中的两个线对另一个线圈中的电流的影响尽量小。下列各图中的两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是圈的相对安装位置最符合该要求的是()【解析【解析】选选D D。只有按。只有按D D图安装时图安装时,其中一个线圈中的电流产生的磁场穿过另一其中一个线圈中的电流产生的磁场穿过另一线圈的磁通量才为零线圈的磁通量才为零,一个线圈中的电流的变化不会使另一线圈发生电磁感应。一个线圈中的电流的变化不会使另一线圈发生电磁感应。则则D D正确正确,A,A、B B、C C错误。错误。17.(517.(5分分)如图甲所示如图甲所示,a,a、b b两平行直导线中通有相同的电流两平行直
37、导线中通有相同的电流,当两通电导线垂当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上直圆平面放置于圆周上,且两导线与圆心连线的夹角为且两导线与圆心连线的夹角为6060时时,圆心处的磁感圆心处的磁感应强度大小为应强度大小为B B。如图乙所示。如图乙所示,c,c导线中通有与导线中通有与a a、b b导线完全相同的电流导线完全相同的电流,a,a、b b、c c垂直圆平面放置在圆周上垂直圆平面放置在圆周上,且且a a、b b两导线与圆心连线的夹角为两导线与圆心连线的夹角为120120,b,b、c c两两导线与圆心连线的夹角为导线与圆心连线的夹角为3030,则此时圆心处的磁感应强度大小为则此时圆心处的磁感应强度大小为
38、()6A.B B.B3C.0 D.2B【解析【解析】选选A A。当。当a a、b b两导线与圆心连线的夹角为两导线与圆心连线的夹角为6060时时,它们在圆心处的磁它们在圆心处的磁感应强度如图甲所示感应强度如图甲所示,设设B Ba a=B=Bb b=B=B1 1,则有则有B=BB=B1 1。当。当a a、b b两导线与圆心连线夹角两导线与圆心连线夹角为为120120时时,如图乙所示如图乙所示,它们在圆心处的磁感应强度矢量和为它们在圆心处的磁感应强度矢量和为B=BB=B1 1,再与再与c c导导线在圆心处产生的磁场叠加线在圆心处产生的磁场叠加,磁感应强度矢量和为磁感应强度矢量和为 B B1 1,因
39、此圆心处的磁感应因此圆心处的磁感应强度大小为强度大小为 B,B,故故A A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。3263【加固训练【加固训练】(多选多选)三条在同一平面三条在同一平面(纸面纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。在内的长直绝缘导线搭成一等边三角形。在导线中通过的电流均为导线中通过的电流均为I,I,电流方向如图所示。电流方向如图所示。a a、b b和和c c三点分别位于三角形的三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。将且到相应顶点的距离相等。将a a、b b和和c c处的磁感应强度处的磁感应强度大小分别记为大小分别记为B B1 1、
40、B B2 2和和B B3 3。下列说法正确的是。下列说法正确的是()A.BA.B1 1=B=B2 2BB3 3B.BB.B1 1=B=B2 2=B=B3 3C.aC.a和和b b处磁场方向垂直于纸面向外处磁场方向垂直于纸面向外,c,c处磁场方向垂直于纸面向里处磁场方向垂直于纸面向里D.aD.a处磁场方向垂直于纸面向外处磁场方向垂直于纸面向外,b,b和和c c处磁场方向垂直于纸面向里处磁场方向垂直于纸面向里【解题指南【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点解答本题时应注意理解以下两点:(1)(1)直线电流的磁场方向用安培定则判定。直线电流的磁场方向用安培定则判定。(2)(2)磁感应强度的叠加可以
41、用等效补偿法来分析。磁感应强度的叠加可以用等效补偿法来分析。【解析【解析】选选A A、C C。靠近。靠近a a点的两根导线产生的磁场叠加后点的两根导线产生的磁场叠加后,磁感应强度为零磁感应强度为零,a,a点磁感应强度由离点磁感应强度由离a a最远的导线决定最远的导线决定,b,b点的磁感应强度大小与点的磁感应强度大小与a a点相同点相同,对于对于c c点点,三根导线的磁感应强度方向相同三根导线的磁感应强度方向相同,叠加后的磁感应强度最大叠加后的磁感应强度最大,选项选项A A正确正确,选选项项B B错误错误;由安培定则和磁感应强度的矢量叠加可得由安培定则和磁感应强度的矢量叠加可得,C,C正确正确,
42、D,D错误。错误。【总结提升【总结提升】磁场的叠加和安培定则应用的磁场的叠加和安培定则应用的“三点注意三点注意”(1)(1)根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向。根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向。(2)(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。(3)(3)磁感应强度是矢量磁感应强度是矢量,多个通电导体产生的磁场叠加时多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度合磁场的磁感应强度等于场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。等于场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。18.(518.(5分分)()(多选多选)如图所示如
43、图所示,四面体四面体OABCOABC处在沿处在沿OxOx方向的匀强磁场中方向的匀强磁场中,下列关于下列关于磁场穿过各个面的磁通量的说法中正确的是磁场穿过各个面的磁通量的说法中正确的是()A.A.穿过穿过AOBAOB面的磁通量为零面的磁通量为零B.B.穿过穿过ABCABC面和面和BOCBOC面的磁通量相等面的磁通量相等C.C.穿过穿过AOCAOC面的磁通量为零面的磁通量为零D.D.穿过穿过ABCABC面的磁通量大于穿过面的磁通量大于穿过BOCBOC面的磁通量面的磁通量【解析【解析】选选A A、B B、C C。此题实际就是判断磁通量的有效面积问题。匀强磁场沿。此题实际就是判断磁通量的有效面积问题。
44、匀强磁场沿OxOx方向没有磁感线穿过方向没有磁感线穿过AOBAOB面、面、AOCAOC面面,所以磁通量为零所以磁通量为零,选项选项A A、C C正确正确;在穿过在穿过ABCABC面时面时,磁场方向和磁场方向和ABCABC面不垂直面不垂直,考虑夹角后发现考虑夹角后发现,ABC,ABC面在垂直于磁感线方面在垂直于磁感线方向上的投影就是向上的投影就是BOCBOC面面,所以穿过二者的磁通量相等所以穿过二者的磁通量相等,选项选项B B正确正确,D,D错误。错误。19.(519.(5分分)()(多选多选)如图所示如图所示,空间存在两个磁场空间存在两个磁场,磁感应磁感应强度大小均为强度大小均为B,B,方向相
45、反且垂直纸面方向相反且垂直纸面,MN,MN、PQPQ为其边界为其边界,OOOO为其对称轴。一导线折成边长为为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回的正方形闭合回路路abcdabcd,回路在纸面内以恒定速度回路在纸面内以恒定速度v v0 0向右运动向右运动,则则()A.A.当运动到关于当运动到关于OOOO对称的位置时穿过回路的磁通量为零对称的位置时穿过回路的磁通量为零B.B.当运动到关于当运动到关于OOOO对称的位置时穿过回路的磁通量向里对称的位置时穿过回路的磁通量向里C.C.在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量一直减少在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量一直减少
46、D.D.在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量先减少后增加在从左边磁场运动到右边磁场的过程中穿过回路的磁通量先减少后增加【解析【解析】选选A A、D D。正方形闭合回路运动到关于。正方形闭合回路运动到关于OOOO对称的位置时对称的位置时,穿过回路的穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等两个方向相反的磁场面积相等,且磁感应强度大小均为且磁感应强度大小均为B,B,故穿过回路的磁通量故穿过回路的磁通量为零为零,选项选项A A正确正确,B,B错误错误;正方形闭合回路在从左边磁场运动到右边磁场的过程正方形闭合回路在从左边磁场运动到右边磁场的过程中中,穿过回路的磁通量先减少后增加穿过回路的磁通量
47、先减少后增加,选项选项C C错误错误,D,D正确。正确。20.(520.(5分分)()(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.电冰箱的工作过程表明电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递热量可以从低温物体向高温物体传递B.B.空调机在制冷过程中空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成形成“能源危机能源危机”【解析【解析】选选A A
48、、B B。热量不能自发地从低温物体传到高温物体。热量不能自发地从低温物体传到高温物体,即自发热传递具即自发热传递具有方向性有方向性,选项选项A A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果,选项选项A A正确正确;电流做功产生热电流做功产生热,所以向室外放热多所以向室外放热多,从室内吸热少从室内吸热少,选项选项B B正确正确;不可能不可能从单一热库吸收热量从单一热库吸收热量,使之完全变为功使之完全变为功,而不产生其他影响而不产生其他影响,即第二类永动机不即第二类永动机不存在存在,选项选项C C错误错误;由能量守恒定律知由能量守恒定律知,能量总是
49、守恒的能量总是守恒的,只是存在的形式不同只是存在的形式不同,选项选项D D错误。错误。21.(1021.(10分分)如图所示如图所示,有一个有一个100100匝的线圈匝的线圈,其横截面是边长其横截面是边长L=0.20 mL=0.20 m的正方形的正方形,放在磁感应强度为放在磁感应强度为B=0.50 TB=0.50 T的匀强磁场中的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直。问线圈平面与磁场垂直。问:(1)(1)此时线圈的磁通量是多少此时线圈的磁通量是多少?(2)(2)若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变横截面的周长不变),),在在这一过程中
50、穿过线圈的磁通量改变了多少这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少?(3)(3)将第二问中的线圈绕一条直径旋转将第二问中的线圈绕一条直径旋转180180磁通量大小改变了多少磁通量大小改变了多少?【解析【解析】(1)(1)线圈横截面是正方形时的面积线圈横截面是正方形时的面积S S1 1=L=L2 2=(0.20)=(0.20)2 2 m m2 2=4.0=4.01010-2-2 m m2 2。(1(1分分)穿过线圈的磁通量穿过线圈的磁通量1 1=BS=BS1 1=0.50=0.504.04.01010-2-2 Wb Wb=2.0=2.01010-2-2 Wb Wb。(2(2分分)(2)(2)横截面为
