第3章第3节 几种常见的磁场练习题及答案解析
几种常见的磁场 每课一练(含解析) (20)
3几种常见的磁场A组1.关于磁感线的说法正确的是()A.磁感线总是从磁体的N极出发指向S极B.磁感线可以表示磁场的强弱和方向C.细铁粉撒在磁铁附近,我们看到的就是磁感线,所以磁感线是真实存在的D.沿磁感线方向磁场减弱解析:磁感线是闭合曲线,在磁体外部是从N极到S极,内部是由S极到N极,选项A错误。
用磁感线可形象描述磁场的强弱和方向,即疏密表示强弱,各点的切线方向表示该点的磁场方向。
磁场中各点的方向即为处在该点的小磁针N极的受力方向,选项B正确。
磁感线是为研究问题方便而假想的曲线,实际不存在,选项C错误。
磁感线的疏密表示磁场强弱,磁场强弱与磁感线的方向无关,选项D错误。
答案:B2.一块磁铁从高处掉到地上,虽然没有断,但磁性变弱了,这是因为()A.磁铁被磁化了B.磁铁因剧烈震动而退磁了C.磁铁是非磁性物质D.磁铁是软磁性材料解析:磁铁掉到地上时,分子电流的取向由大致一致变得杂乱无章,分子电流的磁场相互抵消,对外不显磁性。
答案:B3.假设一个电子在地球表面随地球自转,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:B4.如图所示,虚线框内有匀强磁场,1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量,则有()A.Φ1>Φ2B.Φ1=Φ2C.Φ1<Φ2D.无法判断解析:磁通量的实质是穿过某一面积的磁感线的条数,由题图中可知,Φ1=Φ2,选项B正确。
答案:B5.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处的磁场方向为()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。
高中物理人教版选修3-1第三章磁场3.几种常见的磁场含答案解析
关于加快推进生态省建设全面提升生态文明水平的意见中共江苏省委江苏省人民政府(2010年11月18日)为深入贯彻落实科学发展观，切实转变经济发展方式，提升生态文明水平，努力实现“两个率先”奋斗目标，现就加快推进生态省建设提出以下意见。
一、加快推进生态省建设的重要性和紧迫性(一)加快推进生态省建设是落实科学发展观、建设生态文明的重大举措。
深入贯彻落实科学发展观，建设生态文明，是党的十七大对全面建设小康社会提出的新要求。
生态文明是继工业文明之后更高级的文明形态，是人类社会发展的必然趋势。
推进生态文明建设，既是一个长期的历史过程，也是一项紧迫的现实任务，客观上要求我们以生态省建设为载体，加大环境保护和生态建设力度，大力建设资源节约型和环境友好型社会，加快形成符合生态文明要求的生产方式、生活方式和消费模式，推动省域范围内经济社会和生态环境协调发展。
(二)加快推进生态省建设是实现“两个率先”、建设美好江苏的重要任务。
率先全面建成小康社会、率先基本实现现代化，不仅要求经济社会发展的率先，而且要求生态文明建设的率先。
江苏跨江滨海，平原辽阔，水网密布，湖泊众多，具有良好的自然禀赋和生态条件。
近年来，在经济持续快速发展的同时，生态省建设取得积极进展，循环经济试点逐步扩大，节能减排工作扎实推进，重点流域治理深入开展，资源利用水平显著提高，生态建设和修复得到加强，国家生态市、环保模范城市、国家节水型社会建设示范市和绿化模范城市数量位居全国前列。
江苏完全有基础、有能力、有条件在全国率先基本建成生态省，走出一条生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。
(三)加快推进生态省建设是优化经济结构、转变发展方式的迫切需要。
建设生态文明，实现永续发展，根本出路在于加快转变发展方式，推动经济转型升级。
目前，我省总体上处于工业化、城市化加速推进的阶段，经济发展方式尚未根本转变，经济社会发展和资源环境约束的矛盾日益突出，节能减排的任务十分艰巨，加强生态文明建设、增强可持续发展能力刻不容缓。
2021-2022学年高中物理 第3章 磁场 3 几种常见的磁场作业(含解析)新人教版选修3-1
几种常见的磁场(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(多选)下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是( )A B C DBC [根据安培定则可判定B、C选项正确。
]2．关于磁通量，下列说法中正确的是( )A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度C [磁通量Φ＝BS是标量，它的正、负只是表明从不同的面穿入，磁通量大不一定磁感应强度大。
若圆环与磁场方向平行，磁通量为零，但磁感应强度不为零。
] 3．(多选)如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( )A．穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向里C．ΦB＞ΦCD．ΦB＜ΦCAC [由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁感线分布在A线圈外，所以B、C圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外的磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面的较少，C圆面的较多，但都比垂直向外的少，所以穿过B、C的磁通量方向应垂直纸面向外，且ΦB＞ΦC。
]4.(多选)如图所示，A和B为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法正确的是( )A．两导线间的空间不存在磁场B．虚线C处磁感应强度为零C．AC间磁感应强度垂直纸面向里D．CB间磁感应强度垂直纸面向外BCD [设电流A、B在空间产生的磁场分别为B A、B B，根据安培定则，电流A在AB 间产生的磁场垂直纸面向里，而电流B在AB间产生的磁场垂直纸面向外，又因I A＝I B，故在AC区，B A＞B B，合磁场方向垂直于纸面向里，在BC区，B A＜B B，合磁场方向垂直于纸面向外，中线C处B A＝B B，合磁场为零，综上所述，正确的选项为B、C、D。
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第三章：几种常见的磁场
人教版物理选修3-1第三章：几种常见的磁场一、选择题1. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB.a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小D.a处没有磁感线，所以磁感应强度为零2.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3.如图所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S1（左）、S2（右），由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是（）A.穿过线圈S1的磁通量比较大B.穿过线圈S2的磁通量比较大C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大D.不能比较4. 下列关于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，同一通电导线所受的磁场力也越大5.如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S 闭合后，则小磁针北极N（黑色一端）指示磁场方向正确的是（）A.aB.bC.cD.d6. 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（）A. B.C. D.7.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中向纸里，b中向纸外B.a中向纸外，b中向纸里C.a、b中均向纸外D.a、b中均向纸里8. 通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示，则（）A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极C.螺线管的P端为S极，a接电源的正极D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极9. 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是（）A.大小为B，方向垂直斜边向下B.大小为B，方向垂直斜边向上C.大小为√5B，斜向右下方D.大小为√5B，斜向左下方10.如图所示，一矩形线框，从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是（线框平行于纸面移动）（）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，最后再减少11. 有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁场，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示．若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是（）A.电路中的电源必须是交流电源B.电路中的a端点需连接直流电源的正极C.若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D.若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度12. 如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法中正确的是（）A.回形针静止时受到磁铁对它的磁力大小为mg tanθB.回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcos θC.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引了．原因是回形针加热后，分子电流消失了二、多选题如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（）A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的电子束D.向左飞行的电子束三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，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<B3B.B1=B2=B3C.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如图所示是云层之间发生闪电的模拟图，图中A、B是位于北、南方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在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A、B的带电情况的说法中正确的是（）A.带同种电荷B.带异种电荷C.B带正电D.A带正电彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量不可能为零的是（）A. B. C. D.三、填空题如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________，若使框架绕OO′转过60∘角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过90∘角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过180∘角，则穿过线框平面的磁通量变化量为________．四、解答题如图所示，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的方向．一个面积是40cm2的导线框，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为0.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度多大？若放入一个面积为100cm2的导线框于该磁场中，并使线框的平面与磁场方向成30∘角，则穿过该线框的磁通量多大？如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度B=1T水平向右的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四点，已知a点的实际磁感应强度为零，则b、c、d三点的磁感应强度分别是多少？方向如何？已知某处地磁场水平分量约为3×10−5T，物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60∘角的方向．（1）请在图上标明螺线管导线的绕向．（2）求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．（保留一位有效数字）参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第三章：几种常见的磁场一、选择题1.【答案】B【考点】磁感线及用磁感线描述磁场磁感应强度【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以B a<B b，故A错误，B正确；C．导线在磁场中受力的大小与导线在磁场中的放置方向有关，而不是仅仅取决于B与LI的大小，故C错误；D．磁感线是用来描述磁场的，而又不可能在存在磁场的区域内全部画出磁感线，故D 错误．故选B．2.【答案】C【考点】分子电流假说【解析】此题暂无解析【解答】解：甲棒内部分子电流的取向杂乱无章，分子电流产生的磁场相互抵消，故对外不显磁性；乙棒内部分子电流的取向大致相同，对外显示很强的磁性，故C正确．故选C．3.【答案】A【考点】磁通量【解析】此题暂无解析【解答】解：穿过某面的磁感线的条数表示磁通量的大小，穿过线圈S1的磁感线条数多，故穿过线圈S1的磁通量比较大．A正确．故选A．4.【答案】C【考点】磁感线及用磁感线描述磁场电场线【解析】此题暂无解析【解答】解：A．电场线与磁感线分别是为了形象地描述电场、磁场而引入的假想线，实际不存在，A错误．B．两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，B错误．C．电场线起始于正电荷、终止于负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，C正确．D．电场线越密，表示该处电场越强，同一试探电荷在此处所受电场力越大，磁感线越密，表示该处磁场越强，但通电导线所受到的磁场力大小还与通电导线方向及导线中的电流方向和大小有关，故磁感线分布越密的地方通电导线受到的磁场力不一定越大，D错误．故选C．5.【答案】C【考点】安培定则【解析】此题暂无解析【解答】解：依据安培定则，判断出电流的磁场方向，再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，可知C正确．故选C．6.【答案】B【考点】安培定则地磁场【解析】此题暂无解析【解答】解：B．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．图中地表上空磁场方向是向南的，可知A错误．CD．在地表上空产生的磁场方向是东西方向的，可知CD错误．故选B．7.【答案】A【考点】安培定则通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：因为通电直导线周围磁场的磁感线是多组以导线上各点为圆心垂直于导线的同心圆，所以直导线a中电流在P处激发的磁场方向垂直于aP连线，直导线b中电流在P处激发的磁场方向垂直于bP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向下，b中电流在P处激发的磁场方向垂直bP向上，再根据安培定则很容易判断a、b中的电流方向，a中向纸里，b中向纸外，故选项A正确．故选A．8.【答案】B【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：由小磁针的指向可知，内部磁感线向左，故P端为N极，由安培定则可知，电流由b流入，故b为正极，a为负极，B正确．故选B．9.【答案】C【考点】磁场的叠加磁感应强度通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】本题考查了磁场的叠加，根据导线周围磁场分布可知，与导线等距离地方磁感应强度大小相等，根据安培定则判断出两导线在A点形成磁场方向，磁感应强度B是矢量，根据矢量分解合成的平行四边形定则求解．【解答】解：由题意可知，三平行的通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图：=√B2+(2B)2=√5B，故ABD错误，C正确．则：B合故选：C．10.【答案】D【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：由安培定则可知导线左边磁场方向向外，右边磁场方向向里且靠近导线的磁场强，故线框到达导线之前穿过线框的磁通量增加，bc边越过导线到线框跨过一半的过程中穿过线框的磁通量减少直到为零，之后跨过线框磁通量增加，全部跨过导线后穿过线框的磁通量减少，可得出结论，整个过程中穿过线框的磁通量先增加，再减少直到零，然后再增加，最后减少，故选项D正确．故选D．11.【答案】C【考点】欧姆定律的应用通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．由题意可知，玩偶稳定地飘浮起来，且下端为S极，则线圈的上端为S极，根据右手螺旋定则可得，电源通的是直流电，且a端为电源的负极，故A、B错误，C．若增加环绕软铁的线圈匝数，从而增加线圈的磁场，导致玩偶飘浮的最大高度增加，故C正确；D．若将可变电阻的电阻值调大，则线圈中的电流减小，导致玩偶飘浮的最大高度减小，故D错误．故选C．12.【答案】C【考点】磁现象和磁场力的合成与分解的应用【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．回形针受到重力、细线的拉力和磁力而平衡，磁力的方向并不是水平方向，故AB错误；CD．回形针之所以能够显磁性，是因为磁体内部的分子电流规律分布，形成一个个小的规律排列的磁铁，加热会使回形针内部的分子电流无序，从而使回形针的磁性消失，故C正确，D错误．故选C．二、多选题【答案】B,C【考点】电流的磁场对磁针的作用【解析】此题暂无解析【解答】解：小磁针的S极向纸内偏转，说明此处磁场向外，根据安培定则可知电流方向从b向a，选项B、C正确．故选BC．【答案】A,C【考点】磁场的叠加通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】通电导线周围存在磁场，且离导线越远场强越弱．磁场不但有大小而且有方向，方向相同则相加，方向相反则相减．并根据矢量叠加原理来求解．【解答】解：AB．由题意可知，a点的磁感应强度等于三条通电导线在此处叠加而成，即垂直纸面向外，而b点与a点有相同的情况，有两根相互抵消，则由第三根产生磁场，即为垂直纸面向外，而c点三根导线产生磁场方向相同，所以叠加而成的磁场最强，故A正确，B错误；CD．由图可知，根据右手螺旋定则可得，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，故C正确，D错误．故选：AC．【答案】B,D【考点】安培定则【解析】此题暂无解析【解答】解：云层间放电必须发生在异种电荷之间，故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D选项正确．故选BD．【答案】C,D【考点】磁通量【解析】此题暂无解析【解答】解：AB．由安培定则可判定出A、B中两根通电直导线在闭合线圈处产生的磁场方向相反，故穿过线圈的磁通量可能为零；AB错误；CD．C、D中两根通电直导线在闭合线圈处产生的磁场方向相同，故穿过线圈的磁通量不可能为零．CD正确．故选CD．三、填空题【答案】BS,0,−2BSBS,12【考点】磁通量【解析】此题暂无解析【解答】解：在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ=BS．当框架绕OO′轴转过60∘时可以BS．转将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示，Φ=BS⊥=BS⋅cos60∘=12过90∘时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ=0．线框转过180∘时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了，因而Φ1=BS，Φ2=−BS，Δ=Φ2−Φ1=−2BS．四、解答题【答案】根据安培定则，可以确定a中电流的方向垂直纸面向里，b中电流的方向自下而上，c中电流的方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线的方向向左，f中磁感线的方向向右．【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】本题考查安培定则的应用．【解答】解：根据安培定则，可以确定a中电流的方向垂直纸面向里，b中电流的方向自下而上，c中电流的方向是逆时针，d中磁感线的方向向下，e中磁感线的方向向左，f中磁感线的方向向右．【答案】匀强磁场的磁感应强度是200T，穿过该线框的磁通量是1Wb．【考点】磁通量【解析】此题暂无解析【解答】解：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量：Φ=BS．磁感应强度：B=ΦS =0.840×10−4T=200T，当线圈与磁场成30∘角时，穿过线圈的磁通量：Φ′=BS sin30∘=2.0×102×100×10−4×0.5Wb=1Wb．【答案】b、c、d三点的磁感应强度分别是B b=√2T，与水平方向成45∘斜向右上方，B c=2T，方向水平向右，B d=√2T，与水平方向成45∘斜向右下方．【考点】磁场的叠加通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【解析】此题暂无解析【解答】解：a、b、c、d各点的磁场均为匀强磁场与电流的磁场的叠加，并且电流在这四点所产生的磁感应强度B′大小相等，由于B a=0，则B′=B=1T，则由安培定则可知，导线中电流方向向外，则在b、c、d点电流的磁场的磁感应强度如图所示．B b=√2B=√2T，θ=45∘，即B b与水平方向成45∘角斜向右上方，B c=B′+B=2T，方向水平向右，B d=√2B=√2T，a=45∘，即B d与水平方向成45∘角斜向右下方．【答案】（1）如解答图所示．（2）磁感应强度为5×10−5T．【考点】安培定则【解析】此题暂无解析【解答】解：（1）接通电源后，小磁针N极指向是地磁场和螺线管的磁场的叠加磁场的方向，由此可判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示．（2）由题意知地磁场水平分量B y=3×10−5T，设通电螺线管产生的磁场为B x，由图=tan60∘，得B x=3×10−5×√3T≈5×10−5T．知B xB y。
3.3几种常见的磁场——每课一练解析
图3－3－18
3．假设一个电子在地球表面随地球自转，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B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
4．有一束电子流沿x轴正方向高速运动，
3.3几种常见的磁场——每课一练解析
1．关于磁现象的电本质，下列说法正确的是( ) A．一切磁现象都起源于运动电荷，一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的 B．除永A久C磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的 C．据安培的分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被
解析：因为磁感应强度的方向沿x轴正方向，与abcd 面垂直， 所以Φ1＝BS1＝2.0×0.4×0.3 Wb＝0.24 Wb.
befc面与磁感应强度方向平行，所以Φ2＝0. aefd面在垂直磁感应强度方向的投影面积为S1， 所以Φ3＝Φ1＝BS1＝0.24 Wb. 答案：0.24 Wb 0 0.24 Wb
Bcos θ，则Φ＝B⊥S ＝Bcos θ·S＝0.6×0.4×cos 60° Wb ＝0.12 Wb.
答案：0.12 Wb
一、选择题
1．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
BD
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
圆周上的四点，在这四点中(
)
图3－3－22
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
2020_2021学年高中物理第三章磁场3几种常见的磁澄时作业含解析新人教版选修3_12021032
几种常见的磁场一、单项选择题1．关于磁感线，下列说法中正确的是( )A．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线B．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同C．磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极D．磁感线有可能出现相交的情况解析：磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想的，不是实际存在的，选项A错误；磁感线的切线方向和磁场方向相同，选项B正确；磁铁外部的磁感线从磁铁的北极出发，到达磁铁的南极，在内部磁感线从南极出发到达北极，形成闭合的曲线，选项C错误；磁感线不能相交，如果相交，交点处会出现两个方向，与实际不符，选项D错误．答案：B2．如图所示，一无限长直导线通有恒定电流，有一圆形线圈与其共面，则线圈在靠近直导线的过程中，通过线圈的磁通量将( )A．增大B．减小C．不变D．由于条件不足，无法确定变化情况解析：由题意知，通电直导线产生稳定的磁场，离导线越近磁场越强，磁感线越密，则当线圈靠近通电导线时，穿过线圈的磁感线的条数越来越多，磁通量将逐渐增大，故选A.答案：A3．如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当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：由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转．答案：A4．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( )A．0 B．2BSC．2BS cosθD．2BS sinθ解析：开始穿过线圈的磁通量为BS cosθ，最后穿过线圈的磁通量是－BS cosθ，变化量为2BS cosθ，选项C正确．答案：C二、多项选择题5．安培的分子电流假说可以用来解释下列哪些磁现象( )A．磁体在高温时失去磁性B．磁铁经过敲击后磁性会减弱C．铁磁类物质放入磁场后具有磁性D．通电导线周围存在磁场解析：磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，在高温时，分子电流的排布重新变得杂乱无章，故对外不显磁性，A对；磁铁经过敲击后，分子电流的排布重新变得杂乱无章，部分分子电流产生的磁场相互抵消，故磁性减弱，故B对；铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，对外显现磁性，C对；通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故D错误．答案：ABC6．下列关于磁通量的说法中正确的是( )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表示穿过此面积的磁感线的净条数C．在磁场中所取的面积越大，穿过该面积的磁通量越大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，表示穿过磁场中某面积的磁感线的净条数，Φ只有大小，没有方向，是标量，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，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，D正确．答案：BD7．如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( ) A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里D．ΦB<ΦC解析：由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁感线分布在线圈外，所以B、C圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外的磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面的较少，C圆面的较多，但都比垂直向外的少，所以穿过B、C的磁通量方向应垂直纸面向外，且ΦB>ΦC.答案：AC8．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，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( )A．直导线中的电流方向垂直纸面向里B．b点的实际磁感应强度大小为 2 TC．c点的实际磁感应强度也为零D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同解析：通电直导线产生的磁场是以通电直导线为圆心的同心圆，空间中某一处的磁感应强度为通电直导线产生的磁场与匀强磁场叠加后的矢量和．a点的实际磁感应强度为零，可知通电直导线在a点的磁感应强度大小为1 T，方向向左，由安培定则可判断出直导线中的电流方向垂直纸面向里，选项A正确；通电直导线在b、c、d点的磁感应强度大小均为1 T，方向分别为竖直向上、水平向右、竖直向下，与匀强磁场叠加后的磁感应强度大小分别 2 T、2 T和 2 T，方向分别为斜向右上方、水平向右和斜向右下方，所以选项B正确，选项C、D错误．三、非选择题9．如图所示，线圈ABCO面积为0.4 m2，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，方向为x 轴正方向，通过线圈的磁通量是多少？在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变了多少？(可以用根式表示)解析：线圈ABCO与x轴正方向的匀强磁场平行，没有一条磁感线穿过平面，所以磁通量等于0.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时，线圈在垂直磁场方向的投影面积为0.4×sin60°，磁通量Φ＝0.1×0.4×sin60°Wb＝0.02 3 Wb，磁通量变化量ΔΦ＝(0.1×0.4×sin60°－0) Wb＝0.02 3 Wb.答案：0 0.02 3 Wb或3.46×10－2 Wb。
【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书：-第3章-3-几种常见的磁场
3 几种常见的磁场学习目标知识脉络1.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说．2．知道磁感线的定义和特点，了解几种常见磁场的磁感线分布．(重点)3．会用安培定则判断电流的磁场方向．(难点)4．知道匀强磁场、磁通量的概念．(重点)磁感线安培定则[先填空]1．磁感线(1)定义：用来形象描述磁场的强弱及方向的曲线．(2)特点：①磁感线的疏密表示磁场的强弱．②磁感线上某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向．2．安培定则(1)直线电流的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向，如图3-3-1甲所示．图3-3-1(2)环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向，如图3-3-1乙所示．(3)通电螺线管的磁场：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，或拇指指向螺线管的N极，如图3-3-1丙所示．3．安培分子电流假说(1)内容：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，即分子电流．分子电流使每个物质微粒都成为小磁体，它的两侧相当于两个磁极．(2)意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质．(3)磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．[再判断]1．通电直导线周围磁场的磁感线是闭合的圆环．(√)2．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的．(×)3．磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．(√)4．除永久性磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的．(×)5．一般的物体不显磁性是因为物体内的分子电流取向杂乱无章．(√)[后思考]1．有同学认为磁感线总是从磁体北极指向南极，你认为对吗？【提示】不对，在磁体外部磁感线从磁体北极指向南极，而在磁体内部，磁感线是从南极指向北极．2．怎样可以使磁铁的磁性减弱或失去磁性？【提示】高温或猛烈的撞击可以使分子电流取向变得杂乱无章，从而失去磁性．[合作探讨]如图3-3-2所示，螺线管内部小磁针静止时N极指向右方．图3-3-2探讨1：螺线管内部磁场沿什么方向？螺线管c、d端，哪端为N极？【提示】由c指向d.d端为N极．探讨2：小磁针放在螺线管上方e处，静止时N极指向什么方向？【提示】向左．探讨3：电源的a、b端，哪端为正极？【提示】a端．[核心点击]1．磁感线的特点(1)为形象描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在．(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱．(3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极．(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．2．磁感线与电场线的比较两种线磁感线电场线相似点引入目的形象描述场而引人的遐想线,实际不存疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)不同点闭合曲线不闭合，起始于正电荷，终止于负电荷3.常见永磁体的磁场图3-3-34．三种常见的电流的磁场安培定则立体图横截面图纵截面图直线电流以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组同心圆，越向外越稀疏，磁场越弱环形电流内部磁场比环外强，磁感线越向外越稀疏通电螺线管内部为匀强磁场且比外部强，方向由S极指向N极，外部类似条形磁铁，由N极指向S极(1)磁化现象：一根软铁棒，在未被磁化时，内部各分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当软铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同时，两端显示较强的磁性作用，形成磁极，软铁棒就被磁化了，即磁化的实质是分子电流由无序变为有序．(2)磁体的消磁：磁体受到高温或猛烈撞击状况时，即在激烈的热运动或机械运动影响下，分子电流的取向又会变得杂乱无章，使得磁体磁性消失．1．如图3-3-4所示，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()图3-3-4A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B bC．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【解析】由题图可知b处的磁感线较密，a处的磁感线较疏，所以B a<B b，故A错，B对；磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，故C错；在没画磁感线的地方，并不表示没有磁场存在，故D错．【答案】 B2．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】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安培定则记忆口诀“直对直，弯对弯”．即在应用安培定则时，四指始终弯曲，拇指始终伸直，当是直线电流时，拇指指向电流方向，四指指向磁场方向；当是环形电流时，四指弯曲指向电流方向，拇指指向磁场方向．匀强磁场和磁通量[先填空]1．匀强磁场(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场．(2)磁感线特点：疏密均匀的平行直线．2．磁通量(1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS.(2)拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量．(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1_T·m2.(4)引申：B＝ΦS，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度．[再判断]1．在匀强磁场中面积越大，磁通量一定越大．(×)2．磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量．(√)3．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量．(×)4．将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等．(×) [后思考]若通过某面积的磁通量等于零，则该处一定无磁场，你认为对吗？【提示】不对．磁通量除与磁感应强度、面积有关外，还与环面和磁场夹角有关，当环面与磁场平行时，磁通量为零，但仍能存在磁场．[合作探讨]如图3-3-5所示，匀强磁场B0竖直向下，且与平面BCFE垂直，已知平面BCFE的面积为S.图3-3-5探讨1：平面BCFE的磁通量是多大？【提示】B0S.探讨2：平面ABCD的磁通量是多大？【提示】B0S.探讨3：平面AEFD的磁通量是多大？【提示】0.[核心点击]1．磁通量的物理意义：表示磁场中穿过某一平面的磁感线条数，且为穿过的磁感线的净条数．2．磁通量的计算(1)匀强磁场，磁感线与平面垂直时：Φ＝BS.(2)匀强磁场，磁感线与平面不垂直时：Φ＝BS sin θ，公式中的θ是平面与磁感线的夹角，S sin θ是平面在垂直于磁感线方向的投影面积．3．磁通量的正、负值含义(1)磁通量是标量，但有正、负．若规定磁感线从某平面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从该平面穿出时即为负值．(2)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过，穿过正向的磁通量为Φ1，反向的磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.4．磁通量与磁感应强度的关系(1)磁感应强度的另一种定义：由Φ＝BS得B＝ΦS，此为磁感应强度的另一定义式，表示穿过垂直于磁场方向的单位面积的磁感线条数，所以B又叫作磁通密度．(2)磁感应强度的另一个单位：由B＝ΦS得磁感应强度的另一个单位是Wbm2，且1 T＝1 Wbm2＝1NA·m.3．如图3-3-6所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，设通过线圈A、B的磁通量为ΦA、ΦB，则()【导学号：34522039】图3-3-6A．ΦA＝ΦBB．ΦA<ΦBC．ΦA>ΦBD．无法判断【解析】在条形磁铁的周围，磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S 极进入磁铁内部．在磁铁内部的磁感线从S极指向N极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多，从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则从下向上穿过A环的净磁感线条数小于B环，所以通过B环的磁通量大于通过A环的磁通量．【答案】 B4．如图3-3-7所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？图3-3-7若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化为多少？【解析】在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示．Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝12BS.转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BS.即磁通量变化了2BS.【答案】BS 12BS02BS求ΔΦ的三种方法导致磁通量变化的原因不同，求解磁通量变化量的方法也有差异，常见以下三种情景：(1)磁感应强度B不变，由于有效面积S发生变化导致磁通量变化，这种情况的ΔΦ利用BΔS求解．(2)面积S不变，由于磁感应强度B发生变化导致磁通量变化，这种情况的ΔΦ利用ΔBS求解．(3)磁感应强度B和有效面积S均发生变化，这种情况的ΔΦ＝B2S2－B1S1，不能用ΔB·ΔS求解磁通量变化量．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
学案《3.3几种常见的磁场》含答案
【学习目标】1.知道磁感线，并能记住几种常见磁场的磁感线分布特点.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.知道磁通量的概念，并会计算磁通量.【课前学习】一、磁感线1．定义：用来形象描述磁场的假想曲线．2．特点：(1)磁感线的表示磁场的强弱；(2)磁感线上某点的表示该点的磁感应强度方向．(3)磁感线的方向：磁体外部从极指向极，磁体内部从极指向极；(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断．二、几种常见的磁场1．直线电流的磁场安培定则：手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与一致，弯曲的四指所指的方向就是．这个规律也叫 .以导线上任意点为圆心的多组同心圆，越向外越，磁场越2.环形电流的磁场环形电流的磁场可用另一种形式的安培定则表示：让右手弯曲的四指与的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线上磁感线的方向.内部磁场比环外，磁感线越向外越3.通电螺线管的磁场通电螺线管是由许多串联而成的．所以环形电流的安培定则也可以用来判定通电螺线管的磁场，这时拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向.三、安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质：一切磁现象都是由产生的．四、匀强磁场和磁通量定义：磁感应强度的 处处相同的磁场；磁感线：间隔相同的 ．(2)实例：距离很近的两个平行的异名磁极间的磁场，相隔适当距离的两平行放置的通电线圈，其中间区域的磁场都是匀强磁场．2．磁通量(1)定义：匀强磁场磁感应强度B 与和磁场方向 的平面面积S 的乘积，叫做穿过这个面积的 ，简称 ．(2)表达式： 单位：韦伯，简称韦，符号是Wb ，1 Wb ＝1 T·m 2.适用条件：① 磁场；②磁感线与平面 ．(3)说明：磁通量可用穿过某一平面的 表示；若磁感线沿相反方向穿过同一平面，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)．(4)引申：B ＝ΦS，因此磁感应强度B 又叫 ． 【例题与变式】例1 关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( )A ．磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极终止的B ．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致C ．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的D ．两个磁场的叠加区域，磁感线可能相交总结提升： 磁感线与电场线的比较应的磁感线(标上方向)或电流方向．图1例3 如图2所示，两根相互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、方向相反的电流．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．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )A ．O 点处的磁感应强度为零B ．a 、b 两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C ．c 、d 两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D ．a 、c 两点处磁感应强度的方向不同 图2磁场磁感应强度B＝0.6 T，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？图3总结提升：磁通量的计算①公式：Φ＝BS适用条件：a.匀强磁场；b.磁感线与平面垂直.②当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即Φ＝BS⊥.磁通量的正、负既不表示大小，也不表示方向，它表示磁通量从某个面穿入还是穿出，若规定穿入为正，则穿出为负，反之亦然.【目标检测】1．(对磁感线的理解)如图4所示的磁场中同一条磁感线(方向未标出)上有a、b两点，这两点处的磁感应强度( )A．大小相等，方向不同B．大小不等，方向相同C．大小相等，方向相同D．大小不等，方向不同图42．(磁感应强度的叠加)在磁感应强度为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6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．b、d两点的磁感应强度相等B．a、b两点的磁感应强度相等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图63．(对磁通量的理解)如图7所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？图7【课后巩固】1．科学研究表明，地球自西向东的自转速度正在变慢．假如地球的磁场是由地球表面带电引起的，则可以断定( )A．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱 B．地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强C．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱 D．地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是( ) A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为 2 T，方向斜向上，与B的夹角为45°C．c点的实际磁感应强度也为零D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同图103．如图11所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共线；b点在两导线之间，b、d的连线与两导线所在直线垂直．磁感应强度可能为零的点是( )A．a点B．b点C．c点D．d点图114．三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图12所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是( )A．大小为B，方向垂直斜边向下 B．大小为B，方向垂直斜边向上C．大小为5B，斜向右下方 D．大小为5B，斜向左下方图12 5．(多选)下列关于磁通量的说法正确的是( )A．穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积C．穿过某一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线净条数D．地磁场穿过地球表面的磁通量为06．如图13所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )A．πBR2 B．πBr2C．nπBR2 D．nπBr2 图137．如图14所示，框架abcd的面积为S，框架平面的初始位置与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则(1)穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？(4)若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量大小是多少？图14第3节 几种常见的磁场【课前学习】一、磁感线1．假想． 2． (1)疏密程度 (2)切线方向 (3) N S S N ；二、几种常见的磁场 1．右 电流方向 磁感线环绕的方向． 右手螺旋定则 稀疏 越弱2右 环形电流 轴线 强 稀疏 3.环形电流 内部 条形 N S三、电荷的运动四、匀强磁场和磁通量1．大小、方向 平行直线．2． (1)垂直 乘积 磁通量 磁通 (2)Φ＝BS . ①匀强 垂直．(3)磁感线条数 (4)磁通密度．【例题与变式】例1 答案 B例2例3 答案 C解析 由安培定则可知，两导线在O 点产生的磁场方向均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，故选项A 错误；由安培定则，两导线在a 、b 两处产生的磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M 在a 处产生磁场的磁感应强度等于电流N 在b 处产生磁场的磁感应强度，电流M 在b 处产生磁场的磁感应强度等于N 在a 处产生磁场的磁感应强度，所以a 、b 两处磁感应强度大小相等、方向相同，选项B 错误；根据安培定则判断可知，两导线在c 、d 处产生的磁场分别垂直c 、d 两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c 、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向均竖直向下，故选项C 正确，选项D 错误．例4 答案 0.12 Wb解析 方法一：把S 投影到与B 垂直的方向，则Φ＝B ·S cos θ＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb. 方法二：把B 分解为平行于线圈平面的分量B ∥和垂直于线圈平面的分量B ⊥，B ∥不穿过线圈，且B ⊥＝B cos θ，则Φ＝B ⊥S ＝B cos θ·S ＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb.【目标检测】1．B 2． C解析 如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b 、d 两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A 项错误．a 点的磁感应强度最大，c 点的磁感应强度最小，B 、D 项错误，C 项正确．3． BS 2 BS2解析 当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，S ⊥＝S2，所以磁通量相同，都等于2. 【课后巩固】1． C 2． AB3． C解析 要使合磁感应强度为零，必有I 1和I 2形成的两个磁场中的某一点磁感应强度等大反向，只有c 点有可能，选C. 4． C解析 由题意可知，三平行的通电直导线在O 点产生的磁感应强度大小相等，方向如图．则：B 合＝B 2＋B 2＝5B ，故A 、B 、D 错误，C 正确．5． CD 6．B7． (1)BS (2)12BS (3)0 (4)2BS 解析 (1)初始位置Φ1＝BS ；(2)框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos 60°＝12BS ； (3)框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BS cos 90°＝0；(4)若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS )－BS |＝2BS .。
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第3章第3节几种常见的磁场练习题及答案解析
1．关于磁现象的电本质，下列说法正确的是()
A．一切磁现象都起源于运动电荷，一切磁作用都是运动电荷通过磁场而发生的
B．除永久磁铁外，一切磁场都是由运动电荷产生的
C．据安培的分子电流假说，在外界磁场的作用下，物体内部分子电流取向变得大致相同时，物体就被磁化，两端形成磁极
D．有磁必有电，有电必有磁
解析：选AC.任何物质的原子的核外电子绕核运动形成分子电流，分子电流使每个物质分子相当于一个小磁体．当各分子电流的取向大致相同时，物质对外显磁性，所以一切磁现象都源于运动电荷，A、C正确，B错误．静电场不产生磁场，D错误．
2．关于磁感线下列说法正确的是()
A．磁感线是磁场中实际存在的线
B．条形磁铁磁感线只分布于磁铁外部
C．当空中存在几个磁场时，磁感线有可能相交
D．磁感线上某点的切线方向就是放在这里的小磁针N极受力的方向
解析：选D.磁感线是假想的线，故A错；磁感线是闭合的曲线，磁铁外部、内部均有磁感线，故B错；磁感线永不相交，故C错；根据磁感线方向的规定知D对．
3.
图3－3－15
如图3－3－15所示，带负电的金属圆盘绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()
A．N极竖直向上
B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向右
D．N极沿轴线向左
解析：选C.等效电流的方向与转动方向相反，由安培定则知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针N极受力向右，故C正确．
4. X k b 1 . c o m
图3－3－16
(2011年深圳中学高二检测)如图3－3－16所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的()
A．区域Ⅰ
B．区域Ⅱ
C．区域Ⅲ
D．区域Ⅳ
解析：选A.根据安培定则可判断出区域Ⅰ的磁场是一致且向里的．
5．如图3－3－17所示，
图3－3－17
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，则穿过线圈的磁通量Φ为多少？
解析：法一：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝B·S cos θ＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb.
法二：把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，B∥不穿过线圈，且B⊥＝B cos θ，则Φ＝B⊥S＝B cos θ·S＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb.
答案：0.12 Wb
一、选择题
1．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：选BD.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．
2．如图3－3－18所示为磁场、磁场作用力演
图3－3－18
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：选A.由安培定则可知，小磁针处的磁感线方向垂直纸面向里，所以小磁针N极将指向里，故A正确.
3．假设一个电子在地球表面随地球自转，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：选B.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．
4．有一束电子流沿x轴正方向高速运动，
图3－3－19
如图3－3－19所示，电子流在z轴上的P点所产生的磁场方向是沿()
A．y轴正方向B．y轴负方向
C．z轴正方向D．z轴负方向
解析：选A.等效电流方向沿x轴负方向，由安培定则可知A正确．
5．如图3－3－20所示，三条长直导线都通以垂直
图3－3－20
于纸面向外的电流，且I1＝I2＝I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为()
A．向上B．向右
C．向左D．向下
解析：选B.I2与I3的磁场在A处矢量和是0，故只有I1的磁场．
6.
图3－3－21
在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图3－3－21所示，四根导线中电流i4＝i3>i2>i1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流()
A．i1B．
C．i3D．i4
解析：选D.由安培定则可以判断出i1、i2、i3在O点处产生的磁场均是向里的，只有i4在O点产生的磁场向外，会使合磁场减弱，所以只要切断i4，就会使O点的磁场增强．7．(2011年江苏南京高二检测)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3－3－22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()
图3－3－22
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：选C.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C正确．
8．如图3－3－23所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电
导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()
图3－3－23
A．逐渐增大B．逐渐减小X k b 1 . c o m
C．始终为零D．不为零，但保持不变
解析：选C.穿过圆的直径ab内侧的磁通量和穿过外侧的磁通量方向相反，由对称性可知两部分的磁通量大小相等，故整个圆中合磁通量为0.当ef竖直向上平移时，两部分的磁通量依然大小相等，一正一负，合磁通量始终为零．
9．如图3－3－24所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离．当同时给两个线圈同方向电流时，两导线环将()
图3－3－24
A．吸引B．排斥
C．保持静止D．边吸引边转动
解析：选A.两环形电流等效成小磁针，根据磁极间的相互作用可知，两者相吸，A对．二、计算题
10．如图3－3－25所示，匀强磁场的磁感应强度B＝2.0 T，并指向x轴正方向，若ab ＝40 cm，bc＝30 cm，ae＝50 cm，试求通过面积S1(abcd)、S2(befc)和S3(aefd)的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3分别是多少？
图3－3－25
解析：因为磁感应强度的方向沿x轴正方向，与abcd面垂直，所以Φ1＝BS1＝2.0×0.4×0.3 Wb＝0.24 Wb.
befc面与磁感应强度方向平行，所以Φ2＝0.
aefd面在垂直磁感应强度方向的投影面积为S1，
所以Φ3＝Φ1＝BS1＝0.24 Wb.
答案：0.24 Wb00.24 Wb
11．如图3－3－26所示，匀强磁场磁感应强度为B，矩形线圈长为2L，宽为L，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要线圈以ab边为轴转动60°，求线圈磁通量的变化．
图3－3－26
解析：原来的磁通量
Φ1＝BS＝BL2
转过60°时，由数学知识可知dc边恰好离开磁场，此时Φ2＝0
∴ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BL2.
答案：BL2
12．边长为10 cm 的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角θ＝30°，如图3－3－27所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B ＝2＋3t (T)，则在第1 s 内穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ.
图3－3－27
解析：t ＝0时，B 0＝2 T
t ＝1 s 时，B 1＝(2＋3×1)T ＝5 T
由Φ＝BS ⊥得：
ΔΦ＝ΔBS sin30°＝(B 1－B 0)L 2sin30°
＝(5－2)×0.12×12
＝1.5×10－2 (Wb)． 答案：1.5×10－2 Wb。