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新课预习衔接 磁现象 磁感线
一．选择题（共4小题）
1．（2024秋 南充期末）如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三个点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝90°。在M、N、P处各有一条长直导线垂直纸面，M、N、P导线中通有大小相等的恒定电流，其中M、P中的电流向里，N中的电流向外，这时O点的磁感应强度大小为B0。现取走M处的长直导线，则O点的磁感应强度大小为（　　）
A．2B0 B． C． D．
2．（2024秋 玄武区校级期末）如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC＝30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B0，则D点的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B．B0 C． D．2B0
3．（2024秋 太原期末）关于磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是不闭合的有向曲线，从N极出发到S极终止
B．磁感线是为了研究磁场根据实验事实而假想出来的
C．磁感线是带电粒子在磁场中运动的轨迹
D．没有磁感线的地方就没有磁场存在
4．（2024秋 南岗区校级期末）一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则判断导线ab受磁场力后的运动情况（　　）
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
二．多选题（共3小题）
（多选）5．（2024春 蒲江县校级期末）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
（多选）6．（2024秋 天津期末）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外，若过a点的导线在O点产生的磁感应强度为B，则（　　）
A．O点的磁感应强度为
B．O点的磁感应强度沿y轴负方向
C．移走d点的导线，O点磁感应强度变为B
D．移走d点的导线，O点磁感应强度沿OC方向
（多选）7．（2024秋 深圳期末）图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它将长直导线L1、L2、L3、L4间距固定为l，图乙为其截面图，O为几何中心，L1、L2、L3、L4中通有等大同向电流。则（　　）
A．O点的磁感应强度为零
B．L1、L2之间的相互作用力为排斥力
C．L4受到L1、L2、L3的作用力的合力方向指向O
D．仅将L2中电流变为0，O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向L2
三．填空题（共4小题）
8．（2024秋 重庆期末）如图所示为奥斯特在1820年做过的一个实验，他将一根直导线平行地放在小磁针的上方，当在导线中通以电流时，小磁针发生如图所示的偏转（N极向外），则导线中的电流方向为沿导线向 　 　（填“左”“右”）．
9．（2024秋 泉州期末）如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。每根导线在O处产生的磁感应强度大小均为B，则O点的磁感应强度大小为 　 　；a点的磁感应强度 　 　（填“大于”“等于”或“小于”）b点的磁感应强度；c点的磁感应强度方向与d点的 　 　（填“相同”或“相反”）。
10．（2024秋 闵行区期末）四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足B＝k（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为 　 　。若A导线所受的磁场力恰好为零，则Il：I2＝ 　 　。
11．（2024秋 徐汇区校级期末）如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲所示电流的方向为正方向），则t2时刻线框 　 　长直导线电流的作用力（填“受到”或“不受到”）；t1时刻线框中 　 　感应电流。（填“有”或“没有”）
四．解答题（共4小题）
12．（2024秋 松江区校级期末）材料——静电场
我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你有没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。
（1）关于“场”，下列说法不正确的是 　 　；
A.场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它
B.静止的电荷周围的电场称为静电场
C.麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场
D.现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子
（2）某带电粒子在电场中运动，涉及到的物理量静电力F，电场强度E，电势φ，电势能EP中，描述电场本身的物理量有 　 　，请用国际单位制基本单位表示电势φ的单位1V＝1 　 　。
（3）图中用4V的电压为2μF的平行板电容器充电，开关S闭合后，由于两板间距远小于板的大小，两板之间的电场可以看成是 　 　电场。放电后，换用一个3V的直流电源为该电容器充电，平行板上板带电量为 　 　C；
（4）小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在引力场。用假想的线描述引力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是 　 　图。
13．（2024秋 浦东新区校级期末）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合材料，回答问题：
（1）地球磁场的地磁南极在 　 　附近。（选填“地理南极”或“地理北极”）
（2）若在地球内部地心处放一个指南针，那么指南针的N极指向 　 　（选填“地理南极”或“地理北极”）。
14．（2024秋 吕梁期末）如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l＝0.40m的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ＝5.0×10﹣3Ω/m；在t＝0到t＝3.0s时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为B（t）＝0.3﹣0.1t（SI）。求
（1）t＝2.0s时金属框所受安培力的大小；
（2）在t＝0到t＝2.0s时间内金属框产生的焦耳热。
15．（2024秋 公主岭市期末）如图所示，真空中有一半径r＝1.0m的圆形磁场区域，圆心位于坐标原点，磁场的磁感应强度B＝2.0×10﹣3T，方向垂直纸面向里，在x1＝1.0m到x2＝2.0m区域内有一竖直向下的E＝2.0×103V/m的匀强电场。现将比荷为q/m＝2.0×109C/kg的两带负电粒子从磁场边界A、C处以相同初速度竖直射入磁场，A处射入粒子恰能从磁场与电场相切的D处进入电场，OC连线与竖直轴夹角θ＝60°，不计粒子所受重力以及粒子间相互作用力，求：
（1）粒子的速度v0大小；
（2）两粒子射出电场时的间距y
新课预习衔接 磁现象 磁感线
参考答案与试题解析
一．选择题（共4小题）
1．（2024秋 南充期末）如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三个点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝90°。在M、N、P处各有一条长直导线垂直纸面，M、N、P导线中通有大小相等的恒定电流，其中M、P中的电流向里，N中的电流向外，这时O点的磁感应强度大小为B0。现取走M处的长直导线，则O点的磁感应强度大小为（　　）
A．2B0 B． C． D．
【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】D
【分析】由磁场的叠加可知每根导线在O点产生的磁感应强度大小，移动之后距O点的距离不变，故磁感应强度大小不变，则由矢量合成的方向可得出移动之后的合磁感应强度。
【解答】解：根据安培定则可知，M导线在O点产生的磁场方向竖直向下，P导线在O点产生的磁场方向水平向右，N导线在O点产生的磁场方向为竖直向下，由M、N、P三导线距离O的距离相等，且电流大小相等，所以三导线在O点的磁感应强度大小相等，设为B1，由磁场叠加可知，三导线在O点的合磁感应强度
B0
同理若将M导线取走，则此时的磁感应强度为
BB1
整理有
B
故ABC错误，D正确；
故选：D。
【点评】磁感应强度为矢量，在求合磁感应强度时，应先分别求得各导线产生的磁场在O点的磁感应强度，再由矢量的合成方法：平行四边形定则，求得总的磁感应强度
2．（2024秋 玄武区校级期末）如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC＝30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B0，则D点的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B．B0 C． D．2B0
【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．
【专题】定量思想；图析法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据右手定则，确定D点的磁感应强度，并画出合磁场强度，根据数学知识，求D点的磁感应强度大小。
【解答】解：根据右手定则，确定D点的磁感应强度，并画出合磁场强度，如图
C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B0，方向与CD垂直；B处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小B1，方向与AB垂直；由于D点到B、C点的距离相等，则
B0＝B1
由数学知识可知B0与B1的夹角为60°，则D点的磁感应强度大小为
故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题解题关键是掌握右手定则，确定D点的磁感应强度，并画出合磁场强度。
3．（2024秋 太原期末）关于磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是不闭合的有向曲线，从N极出发到S极终止
B．磁感线是为了研究磁场根据实验事实而假想出来的
C．磁感线是带电粒子在磁场中运动的轨迹
D．没有磁感线的地方就没有磁场存在
【考点】磁感线的概念和性质．
【专题】定性思想；归纳法；磁场 磁场对电流的作用；理解能力．
【答案】B
【分析】磁感线是闭合曲线；磁感线是假想的曲线；磁感线不是磁场的运动轨迹；没有磁感线的地方仍然有磁场。
【解答】解：A.在磁铁外部，磁感线由N极指向S极，在磁铁内部，磁感线由S极指向N极，磁感线是闭合的曲线，故A错误；
B.磁感线是为了更直观形象研究磁场的性质而假想的有方向的曲线，不是客观存在的，故B正确；
C.磁感线表示磁场的强弱和方向，是假想的曲线，若磁感线是带电粒子在磁场中运动的轨迹，则带电粒子在磁场中不会受到洛伦兹力，因此磁感线不是带电粒子在磁场中运动的轨迹，故C错误；
D.磁感线是为了形象描述磁场性质而假想的曲线，在磁场中没有磁感线的地方仍有磁场存在，故D错误。
故选：B。
【点评】要知道磁感线是假想的曲线，在客观上是不存在的，磁感线是闭合曲线，在磁体的外部，是从N极指向S极，而在磁体的内部是从S极指向N极。
4．（2024秋 南岗区校级期末）一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则判断导线ab受磁场力后的运动情况（　　）
A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【考点】环形电流或通电螺线管周围的磁场．
【答案】D
【分析】通电导线因放在通电螺线管的磁场中故受到磁场力，因左右两侧磁场方向不同，故可以分左右两边分别分析研究，画出两侧的磁场方向，则由左手定则可判出磁场力的方向，根据受力情况可判出物体的转动情况。当导体转动后，我们可以认为电流向右偏内，受力也将发生变化，为了简便，我们可以判断导体转动到向里的位置判断导体的受力情况，再判出导体的运动情况。
【解答】解：通电螺线管的磁感线如图所示则由图示可知左侧导体所处的磁场方向斜向上，右侧导体所处的磁场斜向下，则由左手定则可知，左侧导体受力方向向外，右侧导体受力方向向里，故从上向下看，导体应为逆时针转动；当导体转过90°时，由左手定则可得导体受力向下，故可得出导体运动为逆时针转动的同时还要向下运动。即为a端转向纸外，b端转向纸里，且靠近通电螺线管，故D正确，ABC错误；
故选：D。
【点评】解决本题的关键（1）清楚通电螺线管的磁场，应看到左右两边磁场的不同；（2）能准确地应用左手定则判断磁场与电流不垂直的情况；（3）会找到一些有代表性的特殊位置求解。
二．多选题（共3小题）
（多选）5．（2024春 蒲江县校级期末）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
【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】根据右手螺旋定则来判定两直导线在a、b两处的磁场方向，再结合矢量的叠加法则，即可求解。
【解答】解：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，且a、b两点的磁感应强度大小分别为：B0和B0，方向也垂于纸面向外，根据右手螺旋定则，L1直导线电流，在a、b两点磁场方向垂直纸面向里，大小相等，设其大小分别为B1a，B1b；
同理，L2直导线的电流，在a点磁场方向垂直纸面向里，在b点磁场方向垂直纸面向外，但两点的磁场大小相等，设其大小分别为B2a，B2b；
依据矢量叠加法则，因a点的磁感应强度大小为B0，则有：B0﹣B2a﹣B1aB0；
同理，B0+B2b﹣B1bB0；
联立上式，可解得：B1a＝B1bB0；
B2b＝B2aB0；
故AC正确，BD错误；
故选：AC。
【点评】考查右手螺旋定则的应用，掌握矢量的合成法则，注意对称位置的磁场大小是相等的。
（多选）6．（2024秋 天津期末）如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外，若过a点的导线在O点产生的磁感应强度为B，则（　　）
A．O点的磁感应强度为
B．O点的磁感应强度沿y轴负方向
C．移走d点的导线，O点磁感应强度变为B
D．移走d点的导线，O点磁感应强度沿OC方向
【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；理解能力．
【答案】CD
【分析】运用安培定则，判断各导线产生的磁感应强度方向，并通过磁感应强度的叠加分析各选项。
【解答】解：AB、四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，均为B。根据安培定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示。
由图可知，Bb与Bc相互抵消，Ba与Bd合成，根据平行四边形定则可知，O点的磁感应强度方向由O指向c，其大小为2B，故AB错误；
CD、移走d点的导线，其它三条导线在O点的磁感应强度不变，则O点磁感应强度变为B，故CD正确。
故选：CD。
【点评】熟练掌握和应用安培定则是解题的关键。因为磁感应强度是矢量，所以磁场的叠加遵循平行四边形定则。
（多选）7．（2024秋 深圳期末）图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它将长直导线L1、L2、L3、L4间距固定为l，图乙为其截面图，O为几何中心，L1、L2、L3、L4中通有等大同向电流。则（　　）
A．O点的磁感应强度为零
B．L1、L2之间的相互作用力为排斥力
C．L4受到L1、L2、L3的作用力的合力方向指向O
D．仅将L2中电流变为0，O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向L2
【考点】通电直导线周围的磁场；两根通电导线之间的作用力．
【专题】定量思想；推理法；合成分解法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论结合矢量合成的特点分析出导线所受安培力的方向。
【解答】解：A、根据右手螺旋定则和对称性可知，L1，L2、L3、L4
四等大同向电流在O点的合磁感应强度为零，故A正确；
B、L1、L2电流方向相同，可知 L1、L2之间的相互作用力为吸引力，故B错误；
C、L4 分别受到L1、L2、L3的吸引力，其中L1、L3 对 L4的吸引力合力指向O，L2 对 L4的吸引力也指向O，则 L4 受到L1、L2、L3的作用力的合力方向指向O，故C正确；
D、仅将L2中电流变为0，L1、L3在O点合磁感应强度为零，根据右手螺旋定则可知，L4在O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向L3，即O点磁感应强度方向沿正方形的对角线指向L3，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查学生对安培定则、磁感应强度叠加、通电导线作用力方向规律的掌握，具有一定综合性。
三．填空题（共4小题）
8．（2024秋 重庆期末）如图所示为奥斯特在1820年做过的一个实验，他将一根直导线平行地放在小磁针的上方，当在导线中通以电流时，小磁针发生如图所示的偏转（N极向外），则导线中的电流方向为沿导线向 　左　（填“左”“右”）．
【考点】磁场中小磁针的偏转问题；通电直导线周围的磁场．
【答案】见试题解答内容
【分析】小磁针发生如图所示的偏转（N极向外），所以通电导线产生的磁场向外，再应用右手螺旋定则判断．
【解答】解：小磁针N极向外偏转，说明导线下方的磁场方向向外，上方向里，如图：
利用右手螺旋定则可判断出导线内电流的方向向左．
故填：左
【点评】此题需要根据小磁针的运动判断出导线产生磁场的方向，应用右手螺旋定则判断即可．
9．（2024秋 泉州期末）如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。每根导线在O处产生的磁感应强度大小均为B，则O点的磁感应强度大小为 　0　；a点的磁感应强度 　等于　（填“大于”“等于”或“小于”）b点的磁感应强度；c点的磁感应强度方向与d点的 　相反　（填“相同”或“相反”）。
【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．
【专题】定量思想；合成分解法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】0，等于，相反。
【分析】分别做出这几个位置的合磁场的磁感应强度矢量图，根据平行四边形定则进行矢量合成，进而分析即可。
【解答】解：如图所示
由题知O为MN的中点，根据右手定则知BNO和BMO等大反向，合磁感应强度为0；
如图所示
因为a、b到O点的距离相等，则可知，Ba和Bb，等大反向；
如图所示
因为c、d到O点的距离相等，则可知，Bc和Bd 等大反向。
故答案为：0，等于，相反。
【点评】能够根据安培定则做出这几个位置的磁感应强度的矢量图是解题的关键。
10．（2024秋 闵行区期末）四根平行的通电长直导线，其横截面恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。若通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足B＝k（其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离），k、I1、I2、L为已知量，则正方形中心O处的磁感应强度大小为 　0　。若A导线所受的磁场力恰好为零，则Il：I2＝ 　2：1　。
【考点】通电直导线周围的磁场；磁感应强度的定义与物理意义．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】0；2：1。
【分析】根据左手定则确定通电导线分别在O点、A点的磁场方向，根据确定场强的大小，最后根据矢量的合成法则求合场强。
【解答】解：根据左手定则，导线A、B、C、D分别在O点的磁感应强度如图所示：
根据可知，导线A、C在O处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，导线B、D在O处产生的磁感应强度大小相等、方向相反；根据矢量的合成法则可知导线A与C在O点的合磁场为零，导线B与D在O点的合磁场为零，因此O点总的合磁场也为零；
通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足，那么导线B在A处的磁场，导线D在A处的磁场，
根据数学知识导线B、D在A处的合磁感应强度
导线C在A处的磁场，
A导线所受的磁场力恰好为零，则A处的合磁感应强度为零，根据场强的叠加原理B＝BC
联立解得I1＝2I2，即
故答案为：0；2：1。
【点评】考查某点的磁感应强度满足的应用，掌握矢量的合成法则，同时理解安培定则的内容。
11．（2024秋 徐汇区校级期末）如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲所示电流的方向为正方向），则t2时刻线框 　不受到　长直导线电流的作用力（填“受到”或“不受到”）；t1时刻线框中 　没有　感应电流。（填“有”或“没有”）
【考点】通电直导线周围的磁场．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；理解能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】在t2时刻，导线内的电流为零，磁场为0；根据感应电流的产生条件分析t1时刻线框中是否产生感应电流。
【解答】解：在t2时刻，导线内的电流为零，磁场为0，线框不受力，t1时刻，电流的变化率为零，磁通量的化率为零，故线框内没有电流。
故答案为：不受到；没有。
【点评】考查了楞次定律、安培定则的应用，i﹣t图象的特点等综合分析能力，掌握感应电流产生的条件．
四．解答题（共4小题）
12．（2024秋 松江区校级期末）材料——静电场
我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你有没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。
（1）关于“场”，下列说法不正确的是 　C　；
A.场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它
B.静止的电荷周围的电场称为静电场
C.麦克斯韦发表了电磁场理论，认为一切电场都能产生磁场
D.现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子
（2）某带电粒子在电场中运动，涉及到的物理量静电力F，电场强度E，电势φ，电势能EP中，描述电场本身的物理量有 　E和φ　，请用国际单位制基本单位表示电势φ的单位1V＝1 　　。
（3）图中用4V的电压为2μF的平行板电容器充电，开关S闭合后，由于两板间距远小于板的大小，两板之间的电场可以看成是 　匀强　电场。放电后，换用一个3V的直流电源为该电容器充电，平行板上板带电量为 　6×10﹣6　C；
（4）小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在引力场。用假想的线描述引力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是 　甲　图。
【考点】磁现象与磁场；电场及其性质；电势的定义、单位和物理意义及用定义式计算电势．
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】（1）C；
（2）E和φ；；
（3）匀强；6×10﹣6；
（4）甲。
【分析】（1）A：场时物质存在的两种形式之一，可以用“场线”形象描述；
B：静止的电荷产生的电场称为静电场；
C：麦克斯韦的电磁场理论，认为变化的电场才能产生磁场；
D：现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。
（2）根据所学知识可知，描述电场本身的物理量由电场强度和电势；根据电势差与电场力做功的关系及牛顿第二定律的表达式联立表示电势差，再代入各个量的国际单位即可得出电势的导出单位；
（3）忽略边缘效应，平行板电容器电容器两板之间的电场可看成匀强电场；根据电容器电容的定义式求解电容器所带的电荷量；
（4）根据万有引力的方向指向地心，可判断引力场方向；根据万有引力定律可推导出引力场强度的表达式，根据表达式可知越靠近地球引力场强度越大，引力场线越密集。
【解答】解：（1）A.场是看不见摸不着的物质，但我们可以用“场线”来形象化地描述它，故A正确；
B.静止的电荷周围的电场称为静电场，故B正确；
C.麦克斯韦发表了电磁场理论，认为变化的电场能产生磁场，故C错误；
D.现代科学认为，基本粒子和场之间关系密切，有场才有基本粒子，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
（2）描述电场本身的物理量有电场强度E和电势φ。根据
代入各个量的国际单位解得
；
（3）平行金属板两端加上电压后中间可以近似看成匀强电场。平行板上板带电量为
Q＝CU＝3×2×10﹣6C＝6×10﹣6C；
（4）最合理的是甲图。万有引力的方向指向地心，则引力场的方向应该也沿地心的方向；若把一个质量为m的物体放置在质量为M的地球的引力场中，根据万有引力定律
引力场强度为
即越靠近地球越小，引力场强度越大，场线越密集，综上，选择甲。
故答案为：（1）C；
（2）E和φ；；
（3）匀强；6×10﹣6；
（4）甲。
【点评】本题考查磁现象与磁场、电场、电势等基本知识点，要求学生熟练掌握这些基本知识点是解题的关键。
13．（2024秋 浦东新区校级期末）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合材料，回答问题：
（1）地球磁场的地磁南极在 　地理北极　附近。（选填“地理南极”或“地理北极”）
（2）若在地球内部地心处放一个指南针，那么指南针的N极指向 　地理南极　（选填“地理南极”或“地理北极”）。
【考点】地磁场；磁感线的概念和性质．
【专题】应用题；信息给予题；定性思想；推理法；理解能力．
【答案】（1）地理北极；（2）地理南极。
【分析】根据地球磁场的特点分析判断。
【解答】解：（1）地球磁场的地磁南极在地理北极附近；
（2）若在地球内部地心处放一个指南针，那么指南针的N极指向地理南极。
故答案为：（1）地理北极；（2）地理南极。
【点评】本题考查地球的磁场，要求记忆地球磁场的特点。
14．（2024秋 吕梁期末）如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为l＝0.40m的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为λ＝5.0×10﹣3Ω/m；在t＝0到t＝3.0s时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为B（t）＝0.3﹣0.1t（SI）。求
（1）t＝2.0s时金属框所受安培力的大小；
（2）在t＝0到t＝2.0s时间内金属框产生的焦耳热。
【考点】安培定则（右手螺旋定则）；安培力的计算公式及简单应用；法拉第电磁感应定律的内容和表达式；用焦耳定律计算电热．
【专题】定量思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；分析综合能力．
【答案】答：（1）t＝2.0s时金属框所受安培力的大小为0.04N；
（2）在t＝0到t＝2.0s时间内金属框产生的焦耳热为0.016J。
【分析】（1）求解总电阻，根据闭合电路欧姆定律求解电流，根据B与t关系求解磁感应强度，根据F＝BIL求解安培力，注意L为等效长度；
（2）根据Q＝I2Rt求解焦耳热。
【解答】解：（1）金属框的总电阻为R＝4lλ＝4×0.40×5.0×10﹣3Ω＝8×10﹣3Ω，
金属框中产生的感应电动势为ES0.1V＝8×10﹣3V，
金属框中的电流为IA＝1A，
t＝2.0s时磁感应强度B1＝0.3T﹣0.1×2.0T＝0.1T，
金属框处于磁场中的有效长度为L0.40m
此时金属框所受安培力大小为F＝BIL＝0.1N＝0.04N；
（2）在t＝0到t＝2.0s时间内金属框产生的焦耳热为：Q＝I2Rt＝12×8×10﹣3×2.0J＝0.016J。
答：（1）t＝2.0s时金属框所受安培力的大小为0.04N；
（2）在t＝0到t＝2.0s时间内金属框产生的焦耳热为0.016J。
【点评】本题主要是考查法拉第电磁感应定律，关键是知道B﹣t图象的斜率不变、感应电动势不变，则感应电流也不变。
15．（2024秋 公主岭市期末）如图所示，真空中有一半径r＝1.0m的圆形磁场区域，圆心位于坐标原点，磁场的磁感应强度B＝2.0×10﹣3T，方向垂直纸面向里，在x1＝1.0m到x2＝2.0m区域内有一竖直向下的E＝2.0×103V/m的匀强电场。现将比荷为q/m＝2.0×109C/kg的两带负电粒子从磁场边界A、C处以相同初速度竖直射入磁场，A处射入粒子恰能从磁场与电场相切的D处进入电场，OC连线与竖直轴夹角θ＝60°，不计粒子所受重力以及粒子间相互作用力，求：
（1）粒子的速度v0大小；
（2）两粒子射出电场时的间距y
【考点】磁现象与磁场；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动；牛顿第二定律的简单应用；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题．
【专题】计算题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；分析综合能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】根据牛顿第二定律，结合洛伦兹力，及向心力公式，即可求解；
粒子在磁场中做的是圆周运动，进入电场粒子做类似平抛运动，根据牛顿第二定律和类似平抛运动的分运动公式列式求解。
【解答】解：（1）A点沿半径方向射入，出射点反向延长成过圆心O，
由几何关系得：r＝1m；
根据洛伦兹力提供向心力：，
则有：，
代入数据解得：；
（2）从C点射入的粒子，由数学知识可得也从D点射出，出射方向与x轴夹60°角斜向下，从A点射入的粒子，从D点沿x轴射入。
对从A射入的粒子：水平：x＝v0t，
竖直方向：，
根据牛顿第二定律：
联立解得：；
对C处射入的粒子：x＝v0sin30° t，
，
，
所以间距：。
答：（1）粒子的速度v0大小4×106m/s；
（2）两粒子射出电场时的间距1.357m。
【点评】考查牛顿第二定律的应用，掌握类平抛运动处理规律，理解运动学公式，及向心力，及洛伦兹力表达式。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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