高中物理第五章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场练习含解析沪科选修310530177

高中物理第五章磁场与回旋加速器5.3探究电流周围的磁场练习含解析沪科选修310530177

探究电流周围的磁场

一、选择题（一）

1.一根软铁棒被磁化的本质是()

A.软铁棒中产生了分子电流

B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章

C.软铁棒中分子电流消失

D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同

解析:软铁棒中分子电流是一直存在的,并不因为外界的影响而产生或消失,故选项A、C错误。根据磁化过程实质知选项D正确,选项B错误。

答案:D

2.如图是通电直导线周围磁感线分布情况示意图,各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向,其他的均为磁感线,其方向由箭头指向表示,这四个图中,正确的是()

解析:四个图中磁感线的方向都符合右手螺旋定则,但磁感线分布密度不同。

通电直导线周围磁场的磁感应强度跟导线中的电流I成正比,跟到通电直导线的垂直距离r成。可见,磁感线的分布,从通电直导线开始,由近而远,逐渐由密变疏。据此推理,可知只反比:B=k I

I

有C图是正确的。

答案:C

3.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时()

A.小磁针N极向里转

B.小磁针N极向外转

C.小磁针在纸面内向左摆动

D.小磁针在纸面内向右摆动

解析:由安培定则可判断出线圈内磁场的方向是垂直纸面向里的,小磁针N极的受力方向垂直纸面向里,因此小磁针N极向里转,选项A正确。

答案:A

4.如图所示,三条长直导线都通以垂直于纸面向外的电流,且I1=I2=I3,则距三导线等距的A点的磁感应强度方向为()

A.向上

B.向右

C.向左

D.向下

解析:I2与I3的磁场在A处产生的磁感应强度的矢量和是0,故在A处只有I1的磁感应强度。

答案:B

5.M1与M2为两根未被磁化的铁棒,现将它们分别放置于如图所示的位置,则被通电螺线管产生的磁场磁化后()

A.M1的左端为N极,M2的右端为N极

B.M1和M2的右端均为N极

C.M1的右端为N极,M2的左端为N极

D.M1和M2的左端均为N极

解析:通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很类似,要注意在磁体内部的磁感线的分布应该是从S 极指向N极的。

答案:A

6.(2014·浙江杭州检测)如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将()

A.逐渐增大

B.逐渐减小

C.保持不变

D.不能确定

解析:离导线越远,电流产生的磁场越弱,穿过线圈的磁感线条数越少,磁通量逐渐减小,故只有选项B正确。

答案:B

7.如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为()

A.7 T

B.1 T

C.5 T

D.大于3 T小于4 T

解析:B=√I12+I22=√32+42T=5T。

答案:C

8.如图所示,螺线管、U形铁芯、环形导线三者相距较远,当开关闭合后,关于小磁针N极(黑色的一端)的判断错误的是()

A.小磁针a的N极指向正确

B.小磁针b的N极指向正确

C.小磁针c的N极指向正确

D.小磁针d的N极指向正确

解析:小磁针静止时N极的指向为该处的磁场方向,即磁感线的切线方向。根据安培定则,U形铁芯被磁化后右端为N极,左端为S极,小磁针c指向正确;通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似,内部磁场向左,外部磁场向右,所以小磁针b指向正确,小磁针a指向错误;环形电流形成的磁场左侧应为S极,故d的指向正确。

答案:A

二、非选择题（一）

9.如图所示,ABDC是一环形导线,在C、D处用导线与直导线ab接通,图中标出了环形电流的磁感线方向,则可知A、B两端中接电源正极的是端,放在ab下方的小磁针极将转向纸外。

解析:环形导线内的磁场为AC、BD上电流形成的合磁场,由安培定则,电流方向如图所示,则接电源正极的是B端,放在ab下方的小磁针N极转向纸外。

答案:B N

三、选择题（二）

1.如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图,甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的,乙棒内部各分子电流取向大致相同,则下列说法中正确的是()

A.两棒均显磁性

B.两棒均不显磁性

C.甲棒不显磁性,乙棒显磁性

D.甲棒显磁性,乙棒不显磁性

解析:甲棒中分子电流杂乱无章,分子电流的磁场相互抵消,对外不显磁性;乙棒中分子电流取向大体一致,分子电流的磁场相互叠加,对外显示出较强的磁性。选项C正确。

答案:C

2.一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里,在墙的西侧处,放一小磁针,其指向刚好比原来旋转180°,由此可以断定,这根电缆中电流的方向为()

A.可能是向北

B.可能是竖直向下

C.可能是向南

D.可能是竖直向上

解析:若电缆电流沿南北方向,由安培定则可知小磁针所在位置磁感应强度方向亦即小磁针北极指向为竖直方向,不符合题意;当电缆电流沿竖直向上时,小磁针所在处磁感应强度方向沿水平方向且由北向南,与地磁场的方向正好相反,故选D。

答案:D

3.如图所示,两根垂直纸面平行放置的直导线a和b,通有等值电流。在纸面上距a、b等远处有一点P,若P点合磁感应强度B的方向水平向左,则导线a、b中的电流方向是()

A.a中指向纸里,b中指向纸外

B.a中指向纸外,b中指向纸里

C.a、b中均指向纸外

D.a、b中均指向纸里

解析:因为通电直导线周围磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,所以直导线a中电

流在P处激发的磁场方向垂直于a、P连线,直导线b中电流在P处激发的磁场方向垂直于b、P连线,又因为P点合磁感应强度B的方向水平向左,所以由矢量合成法则可知,a中电流在P处激发的磁场方向垂直aP斜向下,b中电流在P处激发的磁场方向垂直bP斜向上,再根据安培定则就很容易判断出a、b中的电流方向,a中向纸里,b中向纸外,选项A正确。

答案:A

4.在磁感应强度大小为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向

垂直于纸面向里,如图所示,A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中()

A.C、D两点的磁感应强度大小相等

B.A、B两点的磁感应强度大小相等

C.C点的磁感应强度的值最小

D.B点的磁感应强度的值最大

解析:直导线中的电流在圆周上的A、B、C、D各点产生的磁场的方向沿顺时针切线,磁感应强度大小相同,由矢量叠加可知选项C正确。

答案:C

5.(2014·山东寿光检测)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,正确表示安培假设中环形电流方向的是()

解析:由安培定则可知环形电流应自东向西,选项B正确。