【金版学案】20152016学年高中物理 第3章 第3节 几种常见的磁场练习 新人教版选修31

第3节几种常见的磁场

1．磁感线：在磁场中可以利用磁感线来形象地描述各点的磁场方向．所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上．

2．安培定则(也叫右手螺旋定则)．

判定直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可表述为：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．判定环形电流和通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系时可表述为：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向．

3．安培分子电流假说：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，法国学者安培由此受到启发，提出了著名的分子电流假说．他认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流．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．

4．磁感应强度与某一面积的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，磁通量的公式为Φ＝BS，适用条件为磁感应强度与面积垂直，单位为韦伯，简称韦，符号Wb，

1 Wb＝1_T·m2．

?基础巩固

1．磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是(C) A．分子电流消失

B．分子电流取向变得大致相同

C．分子电流取向变得杂乱

D．分子电流减弱

解析：安培的分子电流假说：安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流—分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极．通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性．当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性．原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动等作用后分子电流的排布重新变的杂乱无章，分子电流仍然存在且强度也没有发生变化，但分子电流产生的磁场相互抵消，这样就会失去磁性，故ABD错误，C正确．故选C.

2．(多选)下列说法正确的是(BC)

A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极

B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱

C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场

D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极

解析：要解决此题，需要掌握磁感线的概念，知道磁感线是为了描述磁场而引入的线，在磁体的外部，从磁体的北极出发，回到南极．A.在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出发，回到南极；在磁体内部从S极指向N极．故A错误；B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱．故B正确；C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场．故C正确；D.放入通电螺线管内的小磁针，N极的指向表示磁场的方向，不能根据异名磁极相吸的原则判定．故D错误．故选B.

3．(多选)关于磁通量的概念，下列说法正确的是(BD)

A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大

B．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零

C．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量越大

D．穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量

解析：对于匀强磁场中穿过回路的磁通量：当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零；当线圈与磁场垂直时，磁通量Φ最大，Φ＝BS.当回路与磁场方向的夹角为α时，磁通量Φ＝BSsin α.根据这三种情况分析．A.当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零，则磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不一定越大．故A错误．B.磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零．故B正确．C.根据磁通量Φ＝BSsin α，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起，磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量不一定越大．故C错误．D.穿过线圈的磁通量的大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量．故D 正确．故选BD.

4．如图所示，一矩形线框，从abcd位置移动到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量的变化情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)(D)

A．一直增加

B．一直减少

C．先增加后减少

D．先增加，再减少直到零，然后再增加，最后减少

解析：bc边移到导线位置之前磁通量垂直纸面向外增加，之后磁通量减小到0，这时导线位于线框中间位置，再向右移时磁通量垂直纸面向里又增加，直到ad边与导线重合，再往右移磁通量最后又变小．

5．下列关于磁感线的叙述，正确的是(C)

A．磁感线是真实存在的，细铁粉撒在磁铁附近，我们看到的就是磁感线

B．磁感线始于N极，终于S极

C．磁感线和电场线一样，不能相交

D．沿磁感线方向磁场减弱

解析：本题考查磁感线，磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示磁场方向，曲线疏密表示磁场强弱，在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极至N极，磁感线不相交，故选C.

6．如下图所示，a、b是直线电流的磁场，c、d是环形电流的磁场，e、f是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向．

解析：根据安培定则，可以确定a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向从下向上，c中电流方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线方向向左，f中磁感线的方向向右．

答案：见解析

?能力提升

7．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是(C)

A．直导线中电流方向垂直纸面向里

B．a点的磁感应强度为 2 T，方向向右

C．b点的磁感应强度为 2 T，方向斜向下，与B成45°角

D．d点的磁感应强度为0

解析：由c点磁感应强度为0可得电流产生的B′＝B＝1 T，方向水平向左，再运用安培定则判断电流在a、b、d各点的磁场方向分别为向右、向下、向上，且大小均为1 T，故对于a点，B a＝2 T；对于b点，B b＝B2＋B2bi＝ 2 T，方向斜向下，与B的方向成45°角；对于d点，同理可得B d＝ 2 T，方向斜向上，与B的方向成45°角．

8．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是(B)

A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁

B．不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动

C．永久性磁铁的磁性不是由运动电荷产生的

D．根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性解析：磁与电是紧密联系的，但“磁生电”、“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷周围就没有磁场，分子电流假说揭示了磁现象的电本质，磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的．磁体内部只要当分子电流取向大体一致时，就显示出磁性；当分子电流取向不一致时，就没有磁性．所以本题的正确选项为B.

9．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向(A)

A．向下 B．向上

C．垂直于纸面向里 D．垂直于纸面向外

解析：铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O磁场方向向下．