2020高中物理 3几种常见的磁场 8页

几种常见的磁场 ‎ 基础达标 ‎1．关于磁通量的描述，下列说法正确的是(　　)‎ A．置于磁场中的一个平面，当平面垂直于磁场方向时，穿过平面的磁通量最大 B．穿过平面的磁通量最大时，该处的磁感应强度一定最大 C．如果穿过某一平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零 D．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 ‎【解析】　磁通量Φ＝BScosθ，其中θ为线圈平面和该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角．因此，磁通量为零，磁感应强度不一定为零；磁通量最大，磁感应强度也不一定最大．故只有A正确．‎ ‎【答案】　A ‎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(　　)‎ ‎【解析】　磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小．‎ ‎【答案】　AC ‎3．(多选)关于电场和磁场，下列说法正确的是(　　)‎ A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱 B．电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线 C．磁感线和电场线一样都是闭合的曲线 D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质 ‎【解析】　电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际并不存在．电场线和磁感线的最大区别在于：磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的．故正确答案为A、D.‎ ‎【答案】　AD ‎4．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 ‎【解析】　由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱．‎ ‎【答案】　D ‎5．有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上的P点所产生的磁场方向是沿(　　)‎ A．沿y轴正方向 B．沿y轴负方向 C．沿z轴正方向 D．沿z轴负方向 ‎【解析】　由于电子流沿x轴正方向高速运动，所形成的等效电流沿x轴负方向．由安培定则可得，在P点处的磁场方向沿y轴的正方向．‎ ‎【答案】　A ‎6．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是(　　)‎ 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.‎ ‎【答案】　B ‎7．欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时， 因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转的角度增大到60°时，通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)(　　)‎ A．2I B．3I C.I D．无法确定 ‎【解析】　小磁针所在位置的磁场为地磁场和电流产生的磁场的矢量和，如图所示：‎ 当夹角为30°时，B电1＝kI＝B地tan30°；当夹角为60°时， B电2＝kI1＝B地tan60°，联立解得I1＝3I，B选项正确．‎ ‎【答案】　B ‎8.‎ 如图，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0‎ 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两点处的磁感应强度的方向不同 ‎【解析】　根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为0，故选项A错误；A、B两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故选项B错误；根据对称性，C、D两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；A、C两点处的磁感应强度方向相同，故选项D错误．‎ ‎【答案】　C ‎9.‎ 半径为R的扇形线圈OAB其圆心角为90°，放在如图所示的磁场中，MN两侧的磁场的磁感应强度大小都为B，求线圈由图示位置逆时针转过90°，穿过线圈磁通量的变化量为多少？‎ ‎【解析】　以垂直纸面向里的磁通量为正值，则初始位置穿过线圈的磁通量为Φ1＝－B×πR2＝－BπR2.逆时针转过90°后，穿过线圈的磁通量为Φ2＝B×πR2‎ ‎＝BπR2.磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BπR2.‎ ‎【答案】　BπR2‎ 能力提升 ‎1.‎ 条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图所示，若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大到Ⅱ，那么圆环内磁通量的变化的情况是(　　)‎ A．磁通量增大 B．磁通量减小 C．磁通量不变 D．条件不足，无法确定 ‎【解析】　磁铁内部磁感线从S极到N极方向向上，磁铁外部磁感线从N极到S极，由于圆环在Ⅱ时，面积大于在Ⅰ时的面积，因此，Ⅱ中由磁铁N极到S极向下穿过圆环的磁感线条数大于Ⅰ中，而在Ⅰ、Ⅱ两种形状时，在磁铁内部由S极到N极向上穿过圆环的磁感线的条数相同，不论圆环处在Ⅰ形状还是Ⅱ形状，向上穿过圆环的磁感线条线总是多于向下穿过圆环的磁感线条数，且Ⅱ中向下的磁感线增加，因此Ⅱ中的磁通量减小．‎ ‎【答案】　B ‎2．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为(　　)‎ A．0　　　B．0.5B C．B D．2B ‎【解析】　(b)图中导线对折后电流的大小仍相同，但方向相反，在螺线管内部产生的磁场强弱相同方向相反，故合磁感强度为零．‎ ‎【答案】　A ‎3.‎ 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，再减少到零，然后再增加，然后再减少 ‎【解析】　由安培定则可知，直导线左边磁场向外，右边磁场向里，且靠近导线的磁场强，故线圈达到导线之前磁通量增加，bc边越过导线到跨过一半的过程中磁通量减少直至为零，之后磁通量增加，全部越过导线后穿过线框的磁通量减少，可得出结论，整个过程中磁通量先增加，再减少到零，然后再增加，然后再减少．找到电流磁场的磁感线疏密和方向以及关键位置的磁通量是解题的关键．‎ ‎【答案】　D ‎4．如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入时，吸引小磁铁向下运动，以下选项中正确的是(　　)‎ A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极 B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极 C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 ‎【解析】　电流从电磁铁的接线柱a流入，根据安培定则，电磁铁的上端为S极，再根据异名磁极相互吸引，小磁铁的下端为N极，故选项D正确．‎ ‎【答案】　D ‎5．(多选)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为 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 ‎【解析】　由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1 T，由安培定则知A项对，另由平行四边形定则知B项也正确，C、D错误．‎ ‎【答案】　AB ‎6．有两个固定的完全相同的通电圆环，通过的电流大小相同，方向如图所示，其中一个位于竖直平面内，另一个位于水平平面内，每个圆环中的电流在它们的共同圆心O处产生的磁感应强度大小均为B，求：O点总磁感应强度的大小？‎ ‎【解析】　O点总磁感应强度为每个圆环上电流所产生的磁感应强度的矢量和．由安培定则知，水平面内圆环电流在O点产生的磁场竖直向下，竖直平面内的圆环电流在O点产生的磁场垂直纸面向外，两者相互垂直．所以B合＝＝B.‎ ‎【答案】　B ‎