(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括6小題，每小題6分，共36分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1．奧斯特實(shí)驗(yàn)說明()A．通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場(chǎng)B．導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)C．磁體的周圍存在著磁場(chǎng)D．磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用解析：實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)體不通電時(shí)小磁針南北方向，放置不偏轉(zhuǎn)，通電后，小磁針偏轉(zhuǎn)為東西方向，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，故A正確。答案：A2．下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的說法中正確的是()A．磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向B．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是一小段通電導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向C．小磁針N極的受力方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向就是磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即磁感線上某點(diǎn)的切線方向、小磁針N極受力的方向、小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，故A、C項(xiàng)正確；通電導(dǎo)線所受安培力的方向不是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，通電導(dǎo)線的受力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故B、D項(xiàng)錯(cuò)。注：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向規(guī)定不同，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與安培力F的方向垂直，而電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向與電場(chǎng)力F的方向在同一條直線上。答案：AC3．關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是()A．兩條磁感線可以相交B．磁感線是磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線C．磁感線總是不閉合的D．磁感線的疏密程度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱解析：磁感線是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌?chǎng)而引入的假想線，實(shí)際上并不存在。磁感線是不相交的閉合曲線，在磁體的外部從N極指向S極，在磁體的內(nèi)部從S極指向N極。磁感線上某點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同，磁感線的疏密程度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。綜合上述分析可知D正確。答案：D4.如圖1所示，在“研究影響通電導(dǎo)體棒所受磁場(chǎng)力的因素”實(shí)際中，要使導(dǎo)體棒擺動(dòng)幅度增大，以下操作中可行的是()A．減少磁鐵的數(shù)量B．更換成磁性較弱的磁鐵 C．改變導(dǎo)體棒中的電流方向 圖1D．增大導(dǎo)體棒中的電流解析：導(dǎo)體棒擺動(dòng)的原因是受安培力作用，要使其擺動(dòng)幅度增大，由安培力的決定因素：B越大、I越大、L越大，安培力越大知，只有D項(xiàng)可行。答案：D5．如圖2所示是用“洛倫茲力演示儀”演示時(shí)的兩幅照片，忽略地磁場(chǎng)的影響，下列說法正確的是()圖2A．甲圖中的電子束不受洛倫茲力B．乙圖中的電子束不受洛倫茲力C．甲圖中的電子束處在垂直紙面的磁場(chǎng)中D．乙圖中的電子束處在平行紙面的磁場(chǎng)中解析：據(jù)左手定則知，電子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力方向與電子運(yùn)動(dòng)速度方向必垂直，所以在受洛倫茲力情況下不可能做直線運(yùn)動(dòng)，所以A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；乙圖中電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以必受洛倫茲力作用，且洛倫茲力與磁場(chǎng)垂直，所以B、D項(xiàng)錯(cuò)。答案：A6．如圖3所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)度L＝0.2m，導(dǎo)線中電流I＝1A。該導(dǎo)線所受安培力F的大小為()圖3A．0.01N B．0.02NC．0.03N D．0.04N解析：根據(jù)安培力的表達(dá)式F＝BIL，得F＝0.2T×1A×0.2m＝0.04N。答案：D二、填空題(本題包括3小題，共24分，把答案填在題中橫線上，或按題目要求作答)7．(6分)某同學(xué)利用如圖4所示裝置研究磁與電的關(guān)系，請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中的裝置、操作和現(xiàn)象，然后歸納得出初步結(jié)論。比較甲、乙兩圖可知：________________________________________________________。比較甲、丙兩圖可知：________________________________________________________。圖4解析：甲、乙兩圖的不同之處是甲圖中有電流，且磁針偏轉(zhuǎn)，由奧斯特實(shí)驗(yàn)可知，結(jié)論應(yīng)為：通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)。甲、丙兩圖不同在于電流方向不一樣，且磁針偏轉(zhuǎn)方向也不同，所以結(jié)論應(yīng)為：通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。答案：通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)通電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)8.(8分)如圖5所示，陰極射線管(A為其陰極)放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，射線管的A、B兩極分別接直流高壓電源的________和________。此時(shí)，熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)軌跡________偏轉(zhuǎn)(填“向上”“向下”或“不”)。通過該實(shí)驗(yàn)我們能得出什么結(jié)論？__________________。解析：A為射線管的陰極，發(fā)出的電子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)，故 圖5A為負(fù)極，B為正極；根據(jù)左手定則知電子束向下偏，表明運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到力的作用。答案：負(fù)極正極向下磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用9.(10分)如圖6所示，一個(gè)通電矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈的OO′軸與磁場(chǎng)垂直，線圈平面與磁場(chǎng)平行。ab邊所受的安培力方向?yàn)開_______，cd邊所受的安培力方向?yàn)開_______，bc邊________安培力(填“受”或“不受”)。沿OO′軸方向看，矩形線圈將沿________方向轉(zhuǎn)動(dòng)。圖6解析：根據(jù)左手定則可以判斷ab邊受力方向垂直紙面向外，cd邊受力垂直紙面向里，因bc邊與磁感線平行，故不受安培力作用，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。答案：向外向里不受逆時(shí)針三、計(jì)算題(本題包括3小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)10.(10分)把一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝10cm的直導(dǎo)線垂直磁感線方向放入如圖7所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。(1)當(dāng)導(dǎo)線中通以I1＝2A的電流時(shí)，導(dǎo)線受到的安培力大小為1.0×10－7N，試求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。 圖7(2)若該導(dǎo)線中通以I2＝3A的電流，試求此時(shí)導(dǎo)線所受安培力大小F，并判斷安培力的方向。解析：(1)根據(jù)F＝BIL得B＝eq\f(F,IL)＝5×10－7T。(2)當(dāng)導(dǎo)線中電流變化時(shí)，導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)不變，則F＝BIL＝1.5×10－7N。方向：根據(jù)左手定則，導(dǎo)線所受安培力方向垂直于導(dǎo)線向上。答案：(1)5×10－7T(2)1.5×10－7N垂直于導(dǎo)線向上11.(14分)在傾角為30°的光滑斜面上垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，如圖8所示。當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直于紙面向里的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為多少？解析：解決此題關(guān)鍵是確定安培力的方向，由左手定則可知安培力圖8平行斜面向上，受力分析如圖所示。由平衡條件得：F＝mgsinθ，安培力：F＝BIL所以B＝eq\f(mgsin30°,IL)＝eq\f(mg,2IL)。答案：B＝eq\f(mg,2IL)12．(16分)電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖9所示。1982年澳大利亞國(guó)立大學(xué)制成了能把2.2g的彈體(包括金屬桿EF的質(zhì)量)加速到10km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的速度約為2km/s)，若軌道寬2m，長(zhǎng)為100m，通過的電流為10A，試問軌道間所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的圖9磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少？(軌道摩擦不計(jì))解析：由v2＝2ax得，彈體的加速度為a＝eq\f(v2,2x)＝eq\f(1042,2×100)m/s2＝0.5×106m/s2∴F安＝ma＝2.2×10－3×0.5×106N＝1.1×103N由F安＝BIL得，B＝eq\f(F安,IL)＝eq\f(1.1×103,10×2)