高中物理第3章磁场3.3几种常见的磁场练习(含解析)新人教版选修31

高中物理第3章磁场3.3几种常见的磁场练习（含解析）新人教版选

修31

课时过关·能力提升

基础巩固

1下列关于静电场中的电场线和磁感线的说法中,正确的是()

A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线

B.磁场中两条磁感线一定不相交,但在复杂电场中的电场线是可以相交的

C.电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线

D.电场线越密的地方,同一试探电荷所受的电场力越大;磁感线分布越密的地方,同一试探电荷所受的磁场力也越大

答案:C

2(多选)下列关于磁通量的说法,正确的是()

A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量

B.某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数

C.在磁场中所取的面积越大,该面上磁通量越大

D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零

解析:磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,即Φ=BS,亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数,Φ只有大小,没有方向,是标量。由此可知选项A错误,B正确;磁通量Φ的大小由B、S共同决定,所以面积大,Φ不一定大,由此可知选项C错误;由于磁感线是闭合曲线,所以只要有磁感线穿入封闭曲面,如一个球面,则该磁感线必然从该曲面穿出,由此可知选项D正确。

答案:BD

3右图表示蹄形磁铁周围的磁感线,磁场中有a、b两点,下列说法正确的是()

A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B b

B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a

C.蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极,终止于蹄形磁铁的S极

D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零

答案:B

4假设一个电子在地球表面绕地球旋转,则()

A.它由东向西绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场

B.它由西向东绕赤道运动能产生与地磁场相似的磁场

C.它由南向北绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场

D.它由北向南绕子午线运动能产生与地磁场相似的磁场

解析:形成地磁场的环形电流应该是自东向西,电子运动形成环形电流,它的绕行方向是自西向东。答案:B

5(多选)一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方,并与磁针指向平行,如图所示。此时小磁针的S极向纸内偏转,则这束带电粒子可能是()

A.向右飞行的正离子束

B.向左飞行的正离子束

C.向右飞行的负离子束

D.向左飞行的负离子束

解析:磁针S极向纸内转,说明电流产生的磁场在小磁针处垂直纸面向外,由安培定则可得,电流方向向右。可以形成方向向右的电流的是向右飞行的正离子束或向左飞行的负离子束。

答案:AD

6为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是()

解析:地磁场是从地球的南极附近出来,进入地球的北极附近,除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量,由安培定则,环形电流外部磁场方向向北可知,B正确。A图地表上空磁场方向向南,A 错误。C、D在地表上空产生的磁场方向是东西方向,C、D错误。故选B。

答案:B

7试在下图中,由电流产生的磁场方向确定导线或线圈中的电流方向。

答案:(1)向下(2)逆时针(3)右进左出(4)下进上出

8如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T。

(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少?

(2)若θ=90°,穿过线圈的磁通量Φ为多少?

解析:(1)把线圈平面投影到与磁场垂直的方向,则Φ=B·S cosθ=0.6×0.4×cos60°Wb=0.12Wb。

(2)θ=90°时,S投影到与B垂直方向的面积为0,故Φ=BS cos90°=0。

答案:(1)0.12 Wb(2)0

能力提升

119世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说。他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极。下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是()

解析:由安培定则可判断出分子电流等效为小磁体的图示中正确的是B。

答案:B

2(多选)云层之间闪电的模拟图如图所示,图中B、A是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云,在放电的过程中,两云的尖端之间形成了一个放电通道,发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里,S极转向纸外,则关于B、A的带电情况,下列说法正确的是()

A.带同号电荷

B.带异号电荷

C.B带正电

D.A带正电

解析:云层间放电必须发生在异号电荷之间,故选项B正确;在云层间放电时,形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子,并在强电场的作用下做定向移动,形成电流,相当于通电直导线形成磁场。由题意知,从南往北看,磁场是逆时针的,根据安培定则可以判断电流是从A流向B的,故可知A带正电,B带负电。所以选项D正确。

答案:BD

3如图所示,一足够长的直导线ab靠近通电螺线管,与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B,在计算机屏幕上显示的大致图像是()

解析:螺线管的两极附近磁场最强,两极的外侧及螺线管中间区域磁场较弱,C项正确。

答案:C

4欧姆在探索导体的导电规律的时候,没有电流表,他利用小磁针的偏转检测电流,具体的做法:在地磁场的作用下,处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有

电流的时候,小磁针就会发生偏转;当通过该导线的电流为I时,发现小磁针偏转了30°,由于直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比,当他发现小磁针偏转了60°时,通过该直导线的电流为()

A.3I

B.2I

C

解析:如图所示,设地磁场的磁感应强度为B0,电流为I的导线产生的磁场的磁感应强度为B1,因为小磁针偏转了30°,则有tan30°I'的直导线产生的磁场的磁感应强度为B2,小磁针偏转了60°时,则有tan60°B2=3B1;由直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比可得,I'=3I,选项A正确。

答案:A

5★(多选)三条在同一平面(纸面)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I,电流方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的

平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3。下列说法正确的是()

A.B1=B2

B.B1=B2=B3

C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里

D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里

解析:设电流在三个点中离导线较近的点产生的磁场的磁感应强度为B,在较远的点产生的磁场的磁感应强度为B',则B>B'。根据右手定则可知,a处的磁感应强度B1=B',方向垂直于纸面向外,b处的磁感应强度B2=B',方向垂直于纸面向外,c处的磁感应强度B3=2B+B'>B',方向垂直于纸面向里,A、C 两项正确。

答案:AC

6螺线管通电后,小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管的N、S极,并标出电源的正、负极。

解析:本题考查通电螺线管的磁感线的分布,由右手螺旋定则判断可知如图所示。

答案:如解析图所示。

7如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2.0 T,指向x轴的正方向,且AB=40 cm,BC=30 cm,AE=50 cm,则通过面积S1(ABCD)、S2(BEFC)和S3(AEFD)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3分别是多少?

解析:根据Φ=BS垂,且式中S垂就是各面积在垂直于B的yz平面上投影的大小,所以通过各面积的磁通量分别为

Φ1=BS1=2.0×40×30×10-4Wb=0.24Wb

Φ2=0

Φ3=Φ1=BS1=2.0×40×30×10-4Wb=0.24Wb

答案:Φ1= 0.24 WbΦ2=0Φ3=0.24 Wb