2019高中物理第三章第3节几种常见的磁场（对点练巩固练）（含解析）新人教版 8页

第3节　几种常见的磁场对应学生用书P651.磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，其疏密反映磁场的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示，则Φ＝BS，国际单位：韦伯。5．匀强磁场是指磁感应强度处处相同的磁场，它的磁感线的特点是间隔相等、互相平行。对应学生用书P65　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　考点一对磁感线的认识及磁感线的分布1.关于磁感线，以下说法中正确的是(　　)A．磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度方向B．磁感线是磁场中真实存在的曲线C．磁感线总是从磁体的N极发出终止于磁体的S极D．沿着磁感线方向，磁场越来越弱答案　A解析　磁感线可以形象表示磁场的方向，磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度方向，A正确；磁感线是人为假想的曲线，不是真实存在的，B错误；磁感线是闭合曲线，在磁铁的外部，磁感线是从磁体的N极到磁体的S极，在磁铁的内部，磁感线是从磁体的S极到磁体的N极，C错误；沿着磁感线方向，磁场不一定越来越弱，而要看磁感线的疏密，磁感线越密，磁场越强，D错误。2.n如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则(　　)A．A点的磁感应强度一定大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，无法判断答案　D解析　由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱。D正确。考点二安培定则(右手螺旋定则)的应用3.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)是通电螺线管的磁场。试在图中补画出电流的方向或磁感线方向。答案　如图所示。解析　图(a)，已知磁场沿顺时针方向(从上向下看)，根据安培定则，则电流垂直纸面向里；图(b)，电流右侧的磁场的方向垂直纸面向里，左侧的磁场的方向垂直纸面向外，根据安培定则，则电流的方向向上；n图(c)，已知环形电流内部磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则，则电流沿逆时针方向；图(d)，环形电流从右侧垂直纸面流出，从左侧垂直纸面流入，由安培定则可知磁场的方向向下；图(e)，根据螺线管中电流方向外侧向上，利用安培定则可以确定螺线管的磁场的方向向左；图(f)，根据螺线管中上边的电流方向垂直纸面向外，下边的电流方向垂直纸面向里，利用安培定则可以确定螺线管的磁场的方向向右。如答案图所示。4．如甲、乙、丙、丁四幅图所示，当闭合开关后，判断通电导线周围的磁场中小磁针a、b静止时N极的指向正确的是(　　)A．外、里；里、外；右、左；上、下B．里、外；外、里；右、左；上、下C．外、里；里、外；左、右；上、下D．外、里；里、外；右、左；下、上答案　A解析　根据安培定则可知，甲图中环形电流的方向为逆时针方向(从外向里看)，内部的磁场的方向垂直纸面向外，所以a的N极指向外，b的N极指向里；乙图中环形电流的方向为顺时针方向(从外向里看)，所以内部的磁场的方向垂直纸面向里，a的N极指向里，b的N极指向外；丙图中通电螺线管的外侧的电流向右，所以螺线管内部的磁场方向向上，U形电磁铁的右端是N极，左端是S极，所以a的N极指向右，b的N极指向左；丁图中通电螺线管的外侧的电流向左，所以螺线管内部的磁场方向向下，电磁铁的下端是N极，上端是S极，所以b的N极指向下，a的N极指向上。故A正确。5．如图所示a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，n其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，c方向向外，其余向里，如图所示。O点磁感应强度的方向(　　)A．沿Oa向上B．沿Od向左C．沿Oc向下D．沿Ob向右答案　B解析　根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线中电流在O点产生的磁场正好相互抵消，而a与c导线中电流产生的磁场在O点正好方向都沿Od向左，故O点磁感应强度的方向水平向左，故选B。考点三安培分子电流假说6.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(　　)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，地磁场将变强答案　C解析　地球的磁场类似于通电螺线管的磁场。我们已经知道，地磁N极在地理的南极附近，地磁S极在地理的北极附近根据右手螺旋定则可知，要有自东向西的电流才符合，则地球表面带负电。由于地球自转变慢，相当于电流减弱，地磁场将变弱。7．(多选)用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是(　　)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答案　AD解析　安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，A、D正确；通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的。分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的原因是不同的，B、D错误。考点四磁通量的分析和计算n8.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，则穿过框架面积的磁通量为________。若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架面积的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架面积的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架面积的磁通量的变化量是________。答案　BS　BS　0　2BS解析　初始位置Φ1＝BS；框架转过60°角时Φ2＝BS⊥＝BScos60°＝BS；框架转过90°角时Φ3＝BS⊥＝BScos90°＝0；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。对应学生用书P66　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．有一矩形线圈，面积为S，匝数为n，将它置于匀强磁场中，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，则该匀强磁场的磁感应强度大小为(　　)A.B.C.D．无法判断答案　C解析　线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，即磁通量大小相同，磁感线与线圈平面垂直，则Φ＝BS，磁感应强度B＝，A、B、D错误，C正确。2．(多选)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(　　)n答案　AC解析　磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小，所以A、C正确。3.如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B，边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合，则通过线圈平面的磁通量为(　　)A.Ba2B．BaC．Ba2D．2Ba答案　A解析　根据题意知，线框在匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，则通过线框的磁通量是Φ＝BS＝，A正确，B、C、D错误。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答案　BCD解析　设电流A、B在空间产生的磁场分别为BA、BB，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IA＝IB，故在AC区，BA＞BB，合磁场方向垂直于纸面向里，在BC区，BA＜BB，合磁场方向垂直于纸面向外，n中线C处BA＝BB，合磁场为零，综上所述，B、C、D正确。5．已知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是________。(保留一位有效数字)答案　导线绕向见解析　5×10－5T解析　接通电源后，小磁针N极的指向是地磁场和螺线管的磁场的合磁场的方向，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甲所示。由题意知地磁场水平分量By＝3×10－5T，设通电螺线管产生的磁场为Bx。由图乙知＝tan60°，得Bx＝3×10－5×T≈5×10－5T。6.如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0cm。在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0cm，10匝；B线圈半径为2.0cm,1匝；若磁场方向不变，在B减为0.4T的过程中，A和B线圈中磁通量各改变了多少？答案　1.256×10－4Wb　1.256×10－4Wb解析　A线圈半径为1.0cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积，磁通量与匝数无关。设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A，Φ＝BπR2，磁通量的改变量：ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(B1－B2)πR2＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb，n对线圈B，ΔΦB＝|Φ2′－Φ1′|＝(B1－B2)πR2＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb。