人教版高中物理选修3-1习题：第三章 磁场3几种常见的磁场练习
3 几种常见的磁场 知识点一 磁感线 1.(多选)下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是( ) A.磁感线和电场线分别是用来形象地描述磁场和电场的强弱和方向的一些假想曲线 B.磁感线是闭合的曲线,电场线则是不闭合的,它从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷 C.磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同 D.仅在电场力作用下的点电荷的运动轨迹一定与电场线重合 2.在图L3-3-1中,用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况,其中正确的是( )
图L3-3-1 知识点二 安培定则和安培分子电流假说 3.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.在图L3-3-2中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A B C D 图L3-3-2 4.一根软铁棒被磁化是因为( ) 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 5.(多选)如图L3-3-3所示,一个电子沿逆时针方向做圆周运动,则由于电子的运动将( ) A.不产生磁场 B.在圆周的内侧、外侧均产生磁场 C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直于纸面向里 D.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直于纸面向外 图L3-3-3 知识点三 磁场的叠加
6.[2018·长郡中学期中]如图L3-3-4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.已知通电直导线周围的磁场的磁感应强度大小B=.关于以上几点处的磁场的磁感应强度,下列说法正确的是( )图L3-3-4 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不相等,方向相同 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 7.如图L3-3-5所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长直通电导线,电流的方向垂直纸面向里,以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点,连线ac和bd是相互垂直的两条直径,且b、d在同一竖直线上,则( )
图L3-3-5 A.c点的磁感应强度的值最小 B.b点的磁感应强度的值最大 C.b、d两点的磁感应强度相同 D.a、b两点的磁感应强度相同 8.如图L3-3-6所示,三根长直通电导线中电流大小相同,通电电流方向为:b导线和d导线中电流向纸内,c导线中电流向纸外.已知a点为b、d两点的连线的中点,ac垂直于bd,且ab=ad=ac,则a点的磁场方向为( ) A.垂直纸面指向纸外 B.垂直纸面指向纸内 C.沿纸面由a指向b D.沿纸面由a指向d 图L3-3-6 知识点四 磁通量 9.如图L3-3-7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.πBr2 C.nπBR2 D.nπBr2
图L3-3-7 10.[2018·江苏启东中学期中]如图L3-3-8所示,线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的是( ) A.穿过线框的磁通量不变 B.穿过线框的磁通量先减小,后不变,再增大 C.穿过线框的磁通量先增大,后不变,再减小 图L3-3-8 D.穿过线框的磁通量一直增大 11.如图L3-3-9所示,AB为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CD,已知CD∥AB,当CD竖直向上平移时,电流产生的磁场穿过圆的磁通量将如何变化?
图L3-3-9
12.(多选)彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,图L3-3-10中穿过线圈的磁通量可能为零的是 ( )
图L3-3-10 13.(多选)南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管,如图L3-3-11所示.下列说法正确的是( )
图L3-3-11 A.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数将减小 B.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大 C.若将b端接电源正极,a端接电源负极,则弹簧测力计示数将增大 D.不论螺线管通电情况如何,弹簧测力计示数均不变
14.磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一位学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一个相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl,并测出拉力F,如图L3-3-12所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B= . 图L3-3-12 15.如图L3-3-13所示,A为橡胶圆盘,其盘面与纸面垂直,B为紧贴A的毛皮.在靠近圆盘的中轴上有一个小磁针静止于图示位置.当沿图中箭头方向转动把手C时,小磁针将发生什么现象?
图L3-3-13 1.ABC [解析]磁感线和电场线都是用来描述场的强弱和方向的假想线,磁感线是闭合曲线,电场线是起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷的非闭合曲线,磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点场的方向相同,A、B、C正确;仅在电场力作用下的点电荷的运动轨迹由电场力方向和初速度方向共同决定,故其不一定与电场线重合,D错误. 2.D [解析]通电直导线的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆,且导线与各圆一定是互相垂直的,选项D正确. 3.B [解析]根据地磁场分布和安培定则可判断选项B正确. 4.D [解析]软铁棒中的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,A、C错误.根据磁化过程的实质可知,B错误,D正确. 5.BC [解析]电子沿逆时针方向做圆周运动,形成的电流方向为顺时针方向,根据安培定则可判断,电子的运动将在圆周的内侧、外侧均产生磁场,且圆心处的磁场方向垂直于纸面向里,选项B、C正确. 6.C [解析]两导线在O点产生的磁场等大同向(方向垂直连线向下),合磁场不为0,选项A错误;两导线在a、b两点处产生的磁场叠加,合磁场的磁感应强度大小相等,方向相同,选项B错误;两导线在c、d两点处产生的磁场叠加,合磁场的磁感应强度大小相等,方向相同,选项C正确;a、c两点处磁感应强度的方向相同,都是竖直向下,选项D错误. 7.A [解析]由安培定则可知,通电直导线在此圆周上产生的磁场的方向为顺时针,大小恒定(设为B'),直导线产生的磁场与匀强磁场叠加,c点的合磁感应强度为|B-B'|,其值最小,a点的合磁感应强度为B'+B,其值最大,选项A正确,选项B错误;b、d两点的合磁感应强度大小为,方向不同,选项C、D错误. 8.C [解析]由安培定则可知,图中b、d两直线电流在a处产生的磁感应强度大小相等、方向相反,互相抵消,故a处磁场方向决定于直线电流c,为a→b. 9.B [解析]磁通量与线圈匝数无关,且磁感线穿过的面积为πr2,而并非πR2,故B正确. 10.C [解析]由Φ=BS可得,磁通量先增大后不变再减小,选项C正确. 11.不变 [解析]导线CD周围的磁场是以CD上的点为圆心的一系列同心圆,由于CD∥AB且CD与AB在同一竖直平面内,因而CD产生的磁场在AB两侧对称地从一边穿入而从另一边穿出,穿过圆的总磁通量为0.当CD向上平移时,对称特征不变,穿过圆的磁通量仍为0. 12.AB [解析]选项A、B中的电流I1、I2在线圈所在处产生的磁场方向相反,其总磁通量可能为零,选项A、B正确. 13.AC [解析]分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化,关键在于确定通电螺线管与地磁场之间的作用情况.一方面,可以将地球等效处理为一个大磁铁,地理南极相当于磁铁的N极,因而在南极附近地磁场方向近似竖直向上,如图所示.另一方面,可利用安培定则判定通电螺线管在其周围产生的磁场方向,再根据“同名磁极相斥,异名磁极相吸”原理可判定通电螺线管与地磁场之间的作用情况.综上所述,A、C正确,B、D错误.
14. [解析]拉力F做的功为W=F·Δl,磁铁与铁片P间隙中磁场的能量为E=·A·Δl,根据题意有W=E,解得B=. 15.沿圆盘的中轴方向上,N极向右偏转,S极向左偏转 [解析]当转动把手C时,圆盘A的边缘处与毛皮B摩擦而带有负电荷,负电荷随圆盘做圆周运动形成一个环形电流,环形电流在其周围产生磁场,对小磁针有力的作用,根据安培定则可知,小磁针将发生偏转,沿圆盘的中轴方向上,N极向右偏转,S极向左偏转.
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高中物理人教版版选修3-1课时作业：第三章3 几种常见的磁场(2)(1)
高中物理人教版版选修3-1课时作业：第三章3几种常见的磁场(2)(1)[A组基础巩固]一、单项选择题1．电磁铁用软铁棒做铁芯，这是因为软铁棒( )A．能保持磁性B．可能被其他磁体吸引C．去磁迅速D．能导电解析：电磁铁多用于电磁继电器或大型磁力吊车，原理是通过电流控制磁场的产生与消失，所以希望断电后磁场立刻消失，因而选用软磁体，C正确．答案：C 2.如图所示，两个同心放置的平面金属圆环、条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是( )B．Φa＜ΦbA．Φa＞ΦbD．不能确定C．Φa＝Φb 解析：通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线．条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S 极，内部有多少条磁感线，外部的整个空间就有多少条磁感线同内部磁感线构成闭合曲线．对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小，故选项A正确．答案：A 3.有一束电子流沿y轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上P点处所产生的磁场方向沿( ) B．x轴负方向A．x轴正方向D．z轴负方向C．z轴正方向解析：电子流沿y轴正方向运动，电流方向沿y轴负方向，用安培定则可以判定P点的磁场方向沿x轴负方向．答案：B 4.(2017·陕西西安中学期末)三根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，导线中通有大小和方向都相同的电流，如图所示．已知每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与该导线的距离成反比，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的合磁感应强度大小为( )B．3BA．2BD．3.8BC．2.1B 解析：设a、b、c三根通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度大小分别为Ba、Bb和Bc，正方形的边长为l，则有Bb＝B＝＝，Ba＝Bc＝，又Ba与Bc的矢量和为Bac＝＝2B，且方向与Bb方向相同，故d处的合磁感应强度大小为B合＝Bb＋Bac＝3B，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( )。
人教版高中物理选修3-1作业：几种常见的磁场(含答案)
几种常见的磁场课后作业一、选择题(8×5′，共40分)1．关于磁感线，下列说法正确的是( )A．它一定是闭合曲线B．它可以用来表示磁场的强弱C．它起始于N极而终止于S极D．在磁体内部磁感线方向由S极指向N极解析：磁感线是闭合曲线，在磁体的外部是从N极到S极，而在磁体内部是从S极到N极．答案：ABD图82．如图8所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转．这束带电粒子束可能是( )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：小磁针S极向纸内偏转，即N极向纸外偏转．根据磁场方向的规定，带电粒子在飞过小磁针上方时产生的磁场方向在粒子束的下方是垂直纸面向外的，所以，根据电流方向的规定及安培定则，电荷产生的电流方向应该是自右向左，这样的电流有两种可能：一是自右向左飞行的正离子束；二是自左向右飞行的负离子束．故正确答案是B、C.答案：BC图93．(2011·全国卷)如图9，两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与两导线共面；b点在两导线之间，b，d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是( )A．a点B．b点C．c点D．d点解析：根据右手螺旋定则，I1和I2虽然在a点形成的磁感应强度的方向相反，但由于I1＞I2，且a点距I1较近，a点的磁感应强度的方向向上，所以不可能为零，A错；同理c点的磁感应强度可能为零，C正确；I1，I2在b点形成的磁感应强度的方向相同，不可能为零，B错；因b、d的连线与导线所在平面垂直，d点也在两导线之间，I1、I2在d点形成的磁感应强度的方向不可能相反，磁感应强度不可能为零，D错．答案：C4．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解析：磁通量Φ＝B·S是标量，有方向是人为规定的．当磁感线与线圈平行时，尽管磁通量为零，但B不为零．答案：C5．当接通电源后，小磁针A按图10中所示的方向运动，则( )图10A．小磁针B的N极向纸外转B．小磁针B的N极向纸内转C．小磁针B不转动D．无法判断解析：根据小磁针A的运动方向，运用右手螺旋定则可判断出小磁针B上方的导线中电流的方向为从右向左，再根据它产生的磁场方向可判断小磁针B的转动情况．答案：A6．如图11所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动( )图11A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直线面向外D．只有圆周内侧产生磁场解析：正电子做圆周运动可以等效为一个环形电流，然后由右手螺旋定则可以判定圆心处的磁场方向．答案：C图127．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图12所示，则铁环中心O处的磁场方向为( )A．向下B．向上C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外解析：由安培定则可判断出左、右两线圈的上端都是N极，下端都是S极，故O点处磁场方向向下．答案：A图138．在同一平面有四根彼此绝缘的通电直导线，如图13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．I2C．I3D．I4解析：根据安培定则，I1、I2、I3、I4在O点的磁场方向分别为垂直于纸面向里、向里、向里、向外，且I3＝I4，切断I4则使方向相反的磁感应强度减小，可使O点的磁场增强．本题考查了直线电流磁场的分布及磁场的叠加的定性判断．要求同学们熟悉常见磁场的空间分布及磁场方向的判定．答案：D二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)图149．如图14所示，是两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈中通以图示方向的电流I，则当I增大时，穿过外线圈中的磁通量将________．(填“增大”、“减小”或“不变”)解析：内线圈产生的磁场相当于条形磁铁产生的磁场，内线圈内部的磁感线为“×”，而外部为“·”，开始时外线圈的磁通量Φ为内部磁感线“×”的条数减去外部磁感线向外穿过线圈的条数．当电流增大时，内部磁感线增加，增加的磁感线全部垂直纸面向里穿过线圈，但外部增加的磁感线就不一定穿过线圈，虽然向里和向外穿过线圈的磁感线都增加，但穿过线圈的外部磁感线条数极少，抵消之后磁通量是增加的．答案：增大10．某处匀强磁场方向竖直向下，大小为0.1 T ．某线圈ABCD ，边长为20 cm.放在水平面上，当把线圈CD 侧抬起至与水平方向成60°角时，穿过线圈平面的磁通量改变了________．解析： 初态磁通量：Φ1＝B ·S ＝0.1×0.22 Wb ＝0.004 Wb ，末态磁通量：Φ2＝BS ·cos60°＝0.1×0.22×12Wb ＝0.002 Wb ，所以ΔΦ＝Φ1－Φ2＝0.002 Wb. 答案：0.002 Wb图1511．如图15所示，在U 形铁芯上套有两个螺线管，问螺线管如何与电源相连，才能使小磁针静止时的指向如图所示．试在图上用实线画出连接图，并且要求串联．解：如图16所示．图1612．有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？解：线圈横截面是正方形时的面积：S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.此时穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb.截面形状为圆形时，其半径r＝4L/2π＝2L/π.截面积大小S2＝π(2L/π)2＝16/(100π) m2.穿过线圈的磁通量：Φ2＝BS2＝0.50×16/(100π) Wb≈2.55×10－2 Wb.所以，磁通量的变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb.解析：磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积．如图17所示，若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1>S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积．图17(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．。
人教版高中物理选修3-1练习题及答案全套-第三章磁场
§1、2磁现象和磁场、磁感应强度【典型例题】【例1】某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是：（ ）A 、磁体的重心处B 、磁铁的某一磁极处C 、磁铁重心的北侧D 、磁铁重心的南侧【解析】由于地球是一个大磁体，存在地磁场，其磁感线的分布如图所示。
在地球表面除了赤道附近的地磁场呈水平方向（和地面平行）外，其它地方的地磁场方向均不沿水平方向。
a北京附近的地磁场方向如图（a ）所示，若在此处悬挂条形磁铁，且悬挂点在重心，则它在地磁场的作用下，静止时它将沿着地磁场方向，如图（b ）所示，显然不能水平。
若将悬挂点移至重心的北侧，如图（c ）所示，则根据平衡条件确定它能在水平位置平衡。
【答案】C【例2】如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I ，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B 垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（A ）A 、a 点B 、b 点C 、c 点D 、d 点【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和。
图中通电直导线产生的磁场的方向顺时针方向，在a 点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c 点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b 、d 两点的合场强由平行四边形法则来确定。
【答案】A【例3】根据磁感应强度的定义式B=ILF ，下列说法中正确的是（D ） A 、在磁场中某确定位置，B 与F 成正比，与I 、L 的乘积成反比B 、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B 一定为零C 、磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受磁场力F 的方向相同D 、一小段通电直导线放在B 为零的位置，那么它受到磁场力F 也一定为零【解析】磁感应强度是表征磁场强弱的物理量，确定的磁场中的确定点的磁感应强度是一个确定的值，它由磁场本身决定的，与磁场中是否有通电导体，及导体的长度，电流强度的大小，以及磁场作用力的大小无关。
高中物理人教版版选修3-1课时作业：第三章 3 几种常见的磁场
[课时作业][A组基础巩固]一、单项选择题1．电磁铁用软铁棒做铁芯，这是因为软铁棒()A．能保持磁性B．可能被其他磁体吸引C．去磁迅速D．能导电解析：电磁铁多用于电磁继电器或大型磁力吊车，原理是通过电流控制磁场的产生与消失，所以希望断电后磁场立刻消失，因而选用软磁体，C正确．答案：C2.如图所示，两个同心放置的平面金属圆环、条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是()A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能确定解析：通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线．条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少条磁感线，外部的整个空间就有多少条磁感线同内部磁感线构成闭合曲线．对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小，故选项A正确．答案：A3.有一束电子流沿y轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上P点处所产生的磁场方向沿()A．x轴正方向B．x轴负方向C．z轴正方向D．z轴负方向解析：电子流沿y轴正方向运动，电流方向沿y轴负方向，用安培定则可以判定P点的磁场方向沿x轴负方向．答案：B4.(2017·陕西西安中学期末)三根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，导线中通有大小和方向都相同的电流，如图所示．已知每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与该导线的距离成反比，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的合磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．2.1B D．3.8B解析：设a、b、c三根通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度大小分别为B a、B b和B c，正方形的边长为l，则有B b＝B＝kI2l＝2kI2l，B a＝B c＝kIl，又B a与B c的矢量和为B ac＝2kIl＝2B，且方向与B b方向相同，故d处的合磁感应强度大小为B合＝B b＋B ac＝3B，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 的磁场方向向下，故A正确．答案：A二、多项选择题6.如图所示，一个电子沿逆时针方向做圆周运动，则由于电子的运动将() A．不产生磁场B．在圆周的内侧、外侧均产生磁场C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直于纸面向里D．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直于纸面向外解析：电子沿逆时针方向做圆周运动，形成的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可判断电子的运动将在圆周的内侧、外侧均产生磁场，且圆心处的磁场方向垂直于纸面向里，选项B、C正确．答案：BC7.如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则()A．A、B两点的磁感应强度方向相同B．B点的磁感应强度一定大C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D．条件不足，无法判断A、B两点的磁感应强度大小解析：由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱，故D正确，由题图可知A、B两点的磁感应强度方向相同，故A正确．答案：AD8.如图所示是云层之间闪电的模拟图，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带正电解析：云层间放电必须发生在异种电荷之间，故B对；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，从上往下看，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，故D对．答案：BD三、非选择题9.如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？解析：线圈横截面是正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb.截面形状为圆形时，其半径r ＝4L 2π＝2L π，截面积大小S 2＝π(2L π)2＝16100π m 2.穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×16100π Wb ＝2.55×10－2 Wb.所以磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3 Wb.答案：5.5×10－3 Wb[B 组 能力提升]一、选择题1．如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O 点为坐标原点，沿z 轴正方向磁感应强度B 大小的变化最有可能为( )解析：磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，以O 点为坐标原点，沿z 轴正方向，先疏后密，表示磁感应强度先减小后增大，C 正确．答案：C2．(多选)彼此绝缘、相互交叉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可能为零的是( )解析：根据安培定则，电流I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I 2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量可能为零，A 正确．根据安培定则，电流I 1在第二、三象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2在此处磁场方向是上半部垂直纸面向里，下半部向外，所以磁通量不可能为零，B 错误．根据安培定则，电流I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量不可能为零，C 错误．根据安培定则，电流I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以磁通量可能为零，D 正确．答案：AD二、非选择题3.如图所示，正方形线圈abcO 边长为0.8 m ，匀强磁场沿x 轴正向，B ＝0.2 T ，线圈在图示位置绕Oz 轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？解析：由题意，初磁通量Φ1＝0，末磁通量Φ2＝BS sin 60°＝0.2×0.82×32Wb ＝0.064 3 Wb ≈0.11 Wb ， 所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb.答案：0.11 Wb4．已知北京地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T.某校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．请在图上标明螺线管导线的绕向，并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)解析：通电螺线管在坐标原点处产生的磁场沿x 轴正方向，由安培定则即可确定电流的绕向．设螺线管在小磁针处产生的磁场为B x ，则有tan 60°＝B x B y， 即B x ＝B y tan 60°＝3×10－5× 3 T ≈5×10－5 T.答案：图见解析 5×10－5 T。
人教版高中物理选修3-1训练题：第三章第三节《几种常见的磁》45分钟测试演练新版.docx
高中物理学习材料建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共50分）1．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象（）A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象2．关于安培定则，下列说法中正确的是( )A．安培定则仅适用于直线电流周围磁场磁感线方向的判断B．安培定则能适用于多种形状电流周围磁场磁感线方向的判断C．安培定则用于判断直线电流周围磁场磁感线方向时，大拇指所指方向应与电流方向一致D．安培定则用于判断环形电流和通电螺线管磁场的方向时，大拇指所指方向应与电流方向一致3．下列说法正确的是( )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4.关于磁通量的下列说法，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零5．一根软铁棒被磁化是因为( )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6．如图1所示，在y轴上有一沿y轴正方向的电流，则在z轴上某点A的磁场方向是( ) A．沿x轴负方向B．沿x轴正方向C．沿z轴负方向D．沿z轴正方向7．如图2所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径图1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 ．πBR 2B ．πBr 2C ．n πBr 2D ．n πBR 28．如图3所示，有A 、B 两根平行长直导线，通过数值相等、方向相反的电流，下列说法中，正确描述了两根导线连线中点的磁感应强度的是( ) A ．等于零B ．不等于零，方向平行于导线C ．不等于零，方向垂直于两导线组成的 平面D ．不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线9．如图4所示，当S 闭合后，小磁针处在通电电流磁场中的位置正确的是()图410．如图5所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置过程中，关于穿过线框的磁通量变化情况，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，最后减少 二、填空题（本题共2小题，共10分，请将正确的答案填到横线上） 11.如图6所示，一面积为S 的长方形线圈abcd 有一半处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为Wb ，当线圈以ab 为轴从图中位置转过60°的瞬间，穿过线圈的磁通量为。
人教版高中物理选修3-1几种常见的磁场同步练习(5)
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几种常见的磁场同步练习
1．利用安培分子电流假说可以解释下列哪些现象【】
A．永久磁铁的磁场
B．直线电流的磁场
C．环形电流的磁场
D．软铁被磁化产生磁性
2．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【】
A．分子电流消失 B．分子电流的取向变得大致相同
C．分子电流的取向变得杂乱 D．分子电流的强度减弱
3．图3-3-4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，则下面说法正确的是【】
(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
4．如图3-3-5所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为：【】
A．φa<φb
B．φa>φb
C．φa=φb
D．无法比较
5．一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图3-3-6所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置B和位置C 的过程中，下列对磁通量变化判断正确的是【】
A．一直变大
B．一直变小
C．先变大后变小
D．先变小后变大
6．如图3-3-7所示,两根平行的直导线,通以大小相等、方向相反的电流，下列说法中正确的是【】
(A)两根导线之间不存在磁场
(B)两根导线之外不存在磁场
(C)两根导线之间存在磁场,方向垂直纸面向里。
人教版高中物理选修3-1第三章第3节几种常见的磁场
推荐下载高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．关于磁感线与电场线的描述，下列说法正确的是( ) A ．电场线起始于电荷，磁感线起始于磁极 B ．电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的 C ．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹 D ．沿磁感线方向磁场逐渐减弱解析：磁感线是假想的线，没有起点也没有终点，且是闭合的曲线，磁感线的疏密表示磁场强弱。
静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷(或无穷远)，止于无穷远(或负电荷)。
答案：B2．关于安培定则，下列说法中正确的是( )A ．安培定则仅适用于直线电流周围磁场磁感线方向的判断B ．安培定则能适用于多种形状电流周围磁场磁感线方向的判断C ．安培定则用于判断直线电流磁场的磁感线方向时，大拇指所指方向应与电流方向一致D ．安培定则用于判断环形电流和通电螺线管磁场的方向时，大拇指所指方向应与电流方向一致 答案：BC3．如图1所示为一通电螺线管，a 、b 、c 是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为( )A ．a 处B ．b 处C ．c 处D ．无法判断图1答案：A4．一束离子沿水平方向飞行，平行地飞过小磁针上方，如图2所示，发现图中小磁针的N 极向纸外转，这个离子可能是( )A ．向右飞行的正离子束B ．向左飞行的正离子束 图2C ．向右飞行的负离子束D ．向左飞行的负离子束解析：由小磁针的旋转方向判定小磁针N 极受力方向，再由安培定则判定产生磁场的电流方向，最后判定离推荐下载子的电性及运动方向。
由题目可知，小磁针N 极向纸外转，则小磁针所在处的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则可判定产生磁场的电流方向为水平向左，如果离子带正电，则离子向左运动，如果离子带负电，则离子应向右运动。
答案：BC5．(2011·新课标全国卷)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()图3解析：主要考查安培定则和地磁场分布。
人教版高中物理选修3-1课 题：3.3几种常见的磁场.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）课题：3.3几种常见的磁场预习任务：一、看书弄懂下列概念：1.直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
2.安培分子电流假说3.磁通量的概念，计算磁通量φ=BS二、完成下列题目，并总结：1.通电螺线管附近放置四个小磁针, 如图所示, 当小磁针静止时, 图中小磁针的指向正确是 (涂黑的一端为N极) （）A. aB. bC. cD. d2.如图所示，a、b是直线电流的磁场，c是环形电流的磁场，d、e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。
课堂活动学习目标：1.会用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
2.知道磁现象的电本质，了解安培分子电流假说3.知道磁通量的概念，学会计算磁通量φ=BS重点难点：1.常见的磁场及其磁感线的分布情况2.磁通量的计算活动一：几种常见的磁场（1）通电直导线（2）环形电流（3）通电螺线管活 动 二：安培分子电流假说 (1)内容(2)解释磁现象活动三：匀强磁场 (1) 定义(2) 磁感线特点 活动四：磁通量 (1)定义 (2)公式 (3)单位(4)磁通量的变化 (5)磁通密度 活动五：例题分析例1.关于磁现象的电本质, 下列说法正确的是 ( )A.一切磁现象都源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电荷通过磁场而发生相互作用的B.除磁铁外, 一切磁场都是由运动电荷或电流产生的C.根据安培的分子电流假说,在外界磁场作用下,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.磁就是电,电就是磁;有磁必有电,有电必有磁例2.一根竖直放置的长直导线，通以由下向上的电流，则在它正西方某点所产生的磁场方向是 （ ）A ．向东B ．向南C ．向西D ．向北例3.如图所示,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,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 N S C ．向右飞行的负离子束 D ．向左飞行的负离子束作业14 几种常见的磁场1.在三维直角坐标系中, 电子沿y 轴正方向运动, 如图所示, 由于电子的运动产生的磁场在a 点的方向是 ( )Oyz · aA. +x 方向B. －x 方向C. +z 方向D. －z 方向2.如图，为两个同心圆环，当一有限匀强磁场垂直穿过A 环面时，A 环面磁通量为φ1，此时B 环磁通量为φ2，若将其间匀强磁场改为一条形磁铁，垂直穿过A 环面，此时A 环面磁通量为φ3， B 环面磁通量为φ4，有关磁通量的大小说法正确的是 （ ） A ．φ1<φ2B ．φ1=φ2C ．φ3>φ4D ．φ3<φ43.(2000年上海) 如图所示, 两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同方向相反的电流, a 受到磁场力大小为F 1 , 当加入一与导线平面垂直的匀强磁场后, a 受到的磁场力大小变为F 2 , 则此时b 受到的磁场力大小变为 ( )A. F 2B. F 1－F 2C. F 1+F 2D. 2F 1－F 24.如图所示, 一束带电粒子沿水平方向沿虚线飞过磁针上方, 并与磁针方向平行, 能使磁针的N 极转( ) 向读者, 那么这速带电粒子可能是A.向右飞的正离子B.向右飞的负离子C.向左飞的正离子D.向左飞的负离子5.如图所示, a 、b 两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流, 两导线旁有一点P, P 点到a 、b 距离相等, 要使P 处磁场方向向右, 则a 、b 中电流方向为 ( ) A.都向外 B.都向里 C. a 中电流向外, b 中电流向里 D. a 中电流向里, b 中电流向外I I abNS○○ a b P6.有一矩形线圈,面积为S,匝数为n,将它置于中匀强磁场中,且使线圈平面与磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为φ,则该的磁感应强度大小为 （ ) A.φ/nS B. n φ/S C.φ/S D.无法判断7.如图所示,一面积为S 的长方形线圈有一半处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,这时穿过线圈的磁通量为 ,当线圈从图中位置转过60的瞬间, 穿过线圈的磁通量为 ，当线圈从图中位置转过90０过程中穿过这个线圈的磁通量改变了 ，当线圈从图中位置转过180０过程中穿过这个线圈的磁通量改变了 。
高中物理选修3-1 几种常见的磁场 课后作业(含解析)
《几种常见的磁场》课后作业一、选择题考点一对磁感线的理解1．(多选)关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有()A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质B．磁感线可以形象地表示磁场的强弱与方向C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线答案AB解析磁场具有能量，所以是一种物质，A正确；磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线的切线方向可表示磁场的方向，B正确；磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体的北极出发，到南极终止；在磁体内部，从南极指向北极，C错误；用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线，但并不是磁感线．没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线，故D 错误．2．关于磁感线与静电场中电场线的描述，下列说法正确的是()A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B．电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的C．磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．电场线和磁感线实际上均存在，只是肉眼看不到答案B解析磁感线没有起点也没有终点，是闭合的曲线．静电场中的电场线不是闭合曲线，起始于正电荷(或无穷远处)，止于无穷远处(或负电荷)，故A错误，B正确；磁感线是曲线时，小磁针在磁场力作用下的运动轨迹并不与其重合，故选项C错误；电场线和磁感线都是为了描述抽象的场而人为引入的曲线，实际上并不存在，选项D错误．考点二安培定则与磁感应强度的叠加3．磁铁的磁性变弱，需要充磁．充磁的方式有两种，图1甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是(充磁时应使外加磁场与磁铁的磁场方向相同)()图1A．a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极B．a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极C．a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极D．a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极答案B解析题图甲中，因磁铁在螺线管的内部，应使螺线管内磁感线方向从右向左(左端是N极，右端是S极)，由安培定则可判定，a接电源正极，b接电源负极；题图乙中，同理可知，右端是螺线管N极，左端是S极，由安培定则可判定c接电源负极，d接电源正极，B选项正确．4．如图2，一通电螺线管通有图示电流，1、2、4小磁针放在螺线管周围，3小磁针放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是()图2A．1 B．2 C．3 D．4答案B解析小磁针的N极指向为该处的磁感线方向，根据安培定则可知通电螺线管的右端为N 极，左端为S极，内部磁感线方向是从左到右，故只有2标注正确．5.三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相同的电流，方向如图3所示，则三角形的中心O处的合磁场方向为()图3A．平行于AB，由A指向BB．平行于BC，由B指向CC．平行于CA，由C指向AD．由O指向C答案A解析根据右手螺旋定则，电流A在O产生的磁场平行于BC，且由C向B，电流B在O 产生的磁场平行AC，且由A向C，电流C在O产生的磁场平行AB，且由A向B；由于三导线电流相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则合磁场的方向平行于AB，由A指向B，故A正确，B、C、D错误．6．(多选)三根在同一平面(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4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()图4A．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答案AC解析a、b、c三处的磁感应强度是三根导线所产生的磁感应强度的叠加．根据安培定则可判断出左、右两根导线在a处的磁场方向相反，因为距离相等，所以磁感应强度大小相等，所以左、右两根导线在a处产生的磁感应强度的矢量和为零，a处的磁感应强度等于下面导线在该处产生的磁感应强度，所以a处的磁感应强度方向垂直于纸面向外．同理可知b处的磁感应强度等于右面的导线在该处产生的磁感应强度，所以b处的磁感应强度方向也垂直于纸面向外，三根导线在c处产生的磁场方向均是垂直于纸面向里，所以合磁感应强度方向垂直纸面向里，所以B1＝B2＜B3，A、C选项正确，B、D选项错误．7.四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图5所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心O点的磁感应强度都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为()图5A．22B，方向向左B．22B，方向向下C．22B，方向向右D．22B，方向向上答案A解析根据安培定则判断得知：四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：a导线产生的B方向为b→d，大小为B；c导线产生的B方向为b→d，大小为B；同理，b导线产生的B方向为c→a，大小为B；d导线产生的B方向为c→a，大小为B；则根据平行四边形定则进行合成可知，所以四根导线同时存在时的磁感应强度大小为22B，方向向左．故选A.考点三安培分子电流假说8．关于分子电流，下面说法中正确的是()A．分子电流假说最初是由法国学者法拉第提出的B．分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的C．分子电流是专指分子内部存在的环形电流D．分子电流假说无法解释加热“去磁”现象答案B解析分子电流假说最初是由安培提出来的，A错误；分子电流并不是专指分子内部存在的环形电流，分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的，所以C错误，B正确；加热“去磁”现象可以根据分子电流假说解释，构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流，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，D错误．9．(多选)如图6所示，被磁化的回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是()图6A．回形针下端为N极B．回形针上端为N极C．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．用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸引，原因是回形针加热后，分子电流消失了答案AC解析回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，故回形针的下端为N极，A 对，B错；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，故C对，D错．考点四磁通量的理解与计算10．(多选)如图7所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是()图7A．穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2B．穿过BCFE平面的磁通量大小为22B0L2C．穿过ADFE平面的磁通量大小为零D．穿过ABCD平面的磁通量大于穿过BCFE平面的磁通量答案BC解析 根据Φ＝BS ⊥，因此通过ABCD 平面的磁通量Φ＝B 0L 2cos 45°＝22B 0L 2，A 错误；平面BCFE ⊥B 0，而BC ＝L ，CF ＝L cos 45°＝22L ，所以平面BCFE 的面积S ＝BC ·CF ＝22L 2，因而Φ′＝B 0S ＝22B 0L 2，B 正确，D 错误；平面ADFE 在与B 0垂直的方向上的投影面积为零，所以穿过的磁通量为零，C 正确．二、非选择题11．(磁感应强度的叠加与磁通量的计算)地球上某地地磁场磁感应强度B 的水平分量B x ＝1.8×10－5 T ，竖直分量B y ＝5.4×10－5 T ．求：(1)地磁场B 的大小及它与水平方向的夹角α的正切值；(2)在水平面2.0 m 2的面积内地磁场的磁通量Φ.答案 (1)5.7×10－5 T 3 (2)1.08×10－4 Wb解析 (1)由矢量合成法则可知B ＝B x 2＋B y 2＝(1.8×10－5)2＋(5.4×10－5)2 T ≈5.7×10－5 Ttan α＝B y B x＝3. (2)Φ＝B y S ＝5.4×10－5×2.0 Wb ＝1.08×10－4 Wb.12．(磁通量的计算)如图8所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.8 T ，磁场有明显的圆形边界，圆心为O ，半径为10 cm.现于纸面内先后放上a 、b 两个圆形单匝线圈，圆心均在O 处，a 线圈半径为10 cm ，b 线圈半径为15 cm ，问：图8(1)在B 减为0.4 T 的过程中，a 和b 中磁通量分别改变多少？(2)磁感应强度B 大小不变，方向绕直径转过30°过程中，a 线圈中磁通量改变多少？(3)磁感应强度B 大小、方向均不变，线圈a 绕直径转过180°过程中，a 线圈中磁通量改变多少？答案 见解析解析 (1)a 线圈面积正好与圆形磁场区域重合，Φ1＝B πr 2，Φ2＝B 1πr 2ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B 1－B )πr 2|＝1.256×10－2 Wbb线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与a线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同．(2)磁场转过30°，a线圈面积在垂直磁场方向的投影面积为πr2cos 30°，则Φ3＝Bπr2cos 30°ΔΦ′＝|Φ3－Φ1|＝Bπr2(1－cos 30°)≈3.4×10－3 Wb.(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转过180°后，磁感线从该面穿出，故ΔΦ″＝BS－(－BS)＝2BS≈5.0×10－2 Wb.。
高中物理 第三章 磁场 3 几种常见的磁场课时作业(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高中选修3-
课时作业22 几种常见的磁场时间：45分钟一、单项选择题1．关于磁感线与电场线的描述，如下说法正确的答案是( B )A．电场线起始于电荷，磁感线起始于磁极B．电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合的C．磁感线是小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．沿磁感线方向磁场逐渐减弱解析：磁感线是假想的线，没有起点也没有终点，且是闭合的曲线，磁感线的疏密表示磁场强弱．静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷(或无穷远)，止于无穷远(或负电荷)．2．如下图中，已标出电流与电流产生的磁场方向，其中正确的答案是( D )解析：根据右手定如此可知，D正确，A、B、C错误．3．如下列图为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，如此三点中磁感线最密处为( A )A．a处B．b处C．c处D．无法判断4．如下列图，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，如此如下说法正确的答案是( C )A．回形针静止时受到的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mg cosθC．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会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，分子电流消失了解析：回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故A、B错误；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D错误．5.如下列图，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，假设P点合磁感应强度B的方向水平向左，如此导线a、b中的电流方向是( A )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中均向纸里解析：因为通电直导线周围磁场的磁感线是一簇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，所以由矢量合成法如此可知，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，再根据安培定如此很容易判断a、b中的电流方向，a中向纸里，b中向纸外，应当选A.6．如下列图，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流，且I1＝I2＝I3，如此距三导线等距的A点的磁场方向为( B )A．向上B．向右 C．向左D．向下解析：I2与I3在A点产生的合磁场为0，A处磁场方向与I1在该处产生磁场一样，故答案为B.二、多项选择题7．如下图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的是( AC )解析：磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小．8．如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2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B 0，方向垂直于纸面向外．a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向也垂直于纸面向外．如此( AC )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0解析：设导线L 1在a 、b 两点产生的磁感应强度大小为B 1，导线L 2在a 、b 两点产生的磁感应强度大小为B 2，以垂直于纸面向外为正方向，在a 点有B 0－B 1－B 2＝13B 0，在b 点有B 0－B 1＋B 2＝12B 0，解得B 1＝712B 0，B 2＝112B 0，应当选项A 、C 正确．9.如下列图是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的答案是( BCD )A．通过abcd平面的磁通量大小为L2·BB．通过dcfe平面的磁通量大小为22L2·BC．通过abfe平面的磁通量大小为零D．通过整个三棱柱外表的磁通量为零解析：此题考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝22L2，所以Φ＝BS⊥＝22L2B，A错；dcfe平面与B垂直，S＝22L2，所以Φ＝22L2B，B正确；abfe平面与B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ＝0，D正确．三、非选择题10．如下列图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似于打点计时器，当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果．请回答以下问题：(1)当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现吸引小磁铁向下运动，如此电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极．(2)你认为这种充气泵是利用直流电好，还是利用交流电好？交流电(3)缠绕电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料．硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了．你认为这种铁芯最好用软磁性材料制作．解析：(1)由安培定如此可以判断出电磁铁上端为S极，小磁铁下端为N极．(2)如果用直流电，小磁铁要么被吸引不放，要么被排斥远离，无法进展连续的充气，故用交流电好．(3)因为需要连续充气，所以应该用软磁性材料制作．11.山东地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T，某校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，如下列图．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．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保存一位有效数字)答案：5×10－5 T解析：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，由安培定如此判定螺线管导线绕向如图甲所示．由题意知地磁场水平分量B y＝3×10－5 T，设通电螺线管产生的磁场为B x.由图乙知B x B y＝tan60°得B x ＝3×10－5× 3 T≈5×10－5 T.12.如下列图，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L ＝0.20 m 的正方形，放在磁感应强度为B ＝0.50 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．假设将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：线圈横截面是正方形时的面积S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2Wb ＝2.0×10－2Wb. 截面形状为圆形时，其半径r ＝4L 2π＝2Lπ.截面积大小S 2＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫2L π2＝16100πm 2穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×16100π Wb≈2.55×10－2Wb.所以磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1 ＝(2.55－2.0)×10－2Wb ＝5.5×10－3Wb.。