第三章3 幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng) 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(15題為單選題，6、7題為多選題)1(2016上海市浦東新區(qū)高二下學(xué)期期末)關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列說(shuō)法中正確的是(C)A磁感線和磁場(chǎng)都是客觀存在的B磁鐵的磁感線總是從N極出發(fā)，到S極終止C磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)D磁感線的切線方向就是小磁針S極在此位置的受力方向解析：磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，但不是真實(shí)存在的，故A錯(cuò)誤；磁感線在磁鐵的外部是從磁鐵的N極到S極，在磁鐵的內(nèi)部是S極指向N極，磁鐵內(nèi)部的磁感線與外部的磁感線形成閉合曲線，故B錯(cuò)誤；磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)，故C正確；磁感線的切線方向就是磁場(chǎng)的方向，是小磁針N極在此位置的受力方向，故D錯(cuò)誤，故選C。2.(2016廣東培正中學(xué)高三模擬)用一根條形磁鐵的一端去吸引三枚大頭針的根部，待平衡后，如圖所示結(jié)果正確的是(C)解析：大頭針被磁化后，相靠近一端的磁極相同而排斥，選項(xiàng)C正確。3磁場(chǎng)中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則(B)Aa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba>BbBa、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，Ba<BbC同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小Da處沒(méi)有磁感線，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析：由圖可知b處的磁感線較密，a處的磁感線較疏，所以Ba<Bb，故A錯(cuò)，B對(duì)，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小與導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的放置方向有很大關(guān)系，而不是僅僅取決于B與LI的大小，故C錯(cuò)，磁感線是用來(lái)描述磁場(chǎng)的，而又不可能在存在磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)全部畫(huà)磁感線，故D錯(cuò)。答案為B。4如圖是鐵棒甲與鐵棒乙內(nèi)部各分子電流取向的示意圖，甲棒內(nèi)部各分子電流取向是雜亂無(wú)章的，乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，則下列說(shuō)法中正確的是(C)A兩棒均顯磁性B兩棒均不顯磁性C甲棒不顯磁性，乙棒顯磁性D甲棒顯磁性，乙棒不顯磁性解析：根據(jù)安培的分子電流假說(shuō)可知，分子電流使每個(gè)分子相當(dāng)于一個(gè)小磁針，甲鐵棒中各分子電流取向是雜亂無(wú)章的，磁性抵消，對(duì)外不顯示磁性；乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，分子電流的磁性增強(qiáng)，對(duì)外顯示磁性，C正確。5(2017黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二上學(xué)期期末)如圖所示，套在條形磁鐵外的三個(gè)線圈，其面積S1S2S3，且“3”線圈處于磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為1、2、3。則它們的大小關(guān)系是(C)A123B123C123D123解析：在條形磁鐵內(nèi)外都有磁場(chǎng)，套在條形磁鐵外的三個(gè)線圈的磁通為內(nèi)部向左的磁通減去外部向右的磁通，而內(nèi)部向左的磁通相同，外部向右的磁通越大，抵消越多，總磁通越少，1,2 在同一位置，1的外部面積大，則向右的磁通大，故21；2,3面積一樣，3位置外部B小，則外部向右磁通小，則32；可知：123，選項(xiàng)C正確。6(2017寧夏中衛(wèi)一中高二上學(xué)期期末)下列各圖中，已標(biāo)出電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向，其中符合安培定則的是(BC)解析：根據(jù)安培定則可判定B、C選項(xiàng)正確。7如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于北、南方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過(guò)程中在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況說(shuō)法中正確的是(BD)A帶同種電荷B帶異種電荷CB帶正電DA帶正電解析：云層間放電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B對(duì)；在云層間放電時(shí)，形成的強(qiáng)電場(chǎng)和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng)，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場(chǎng)。由題意知，從南往北看，磁場(chǎng)是逆時(shí)針的，根據(jù)安培定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負(fù)電。所以D選項(xiàng)正確。二、非選擇題8如圖所示，線圈平面與水平方向夾角60，磁感線豎直向下，線圈平面面積S0.4m2，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.6T，則穿過(guò)線圈的磁通量為多少？把線圈以cd為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)120角，則通過(guò)線圈磁通量的變化量為多少？答案：0.12Wb0.36Wb解析：線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積SScos600.4m20.2m2穿過(guò)線圈的磁通量BS0.60.2Wb0.12Wb。線圈以cd為軸順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)120角后變?yōu)榕c磁場(chǎng)垂直，但由于此時(shí)磁感線從線圈平面穿入的方向與原來(lái)相反，故此時(shí)通過(guò)線圈的磁通量2BS0.60.4Wb0.24Wb。故磁通量的變化量|2|0.240.12|Wb0.36Wb。 能力提升 一、選擇題(14題為單選題，5、6題為多選題)1阿明有一個(gè)磁浮玩具，其原理是利用電磁鐵產(chǎn)生磁性，讓具有磁性的玩偶穩(wěn)定地飄浮起來(lái)，其構(gòu)造如圖所示。若圖中電源的電壓固定，可變電阻為一可以隨意改變電阻大小的裝置，則下列敘述正確的是(C)A電路中的電源必須是交流電源B電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的正極C若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，可增加玩偶飄浮的最大高度D若將可變電阻的電阻值調(diào)大，可增加玩偶飄浮的最大高度解析：由題意可知，玩偶穩(wěn)定地飄浮起來(lái)，且下端為S極，則線圈的上端為S極，根據(jù)右手螺旋定則可得，電源通的是直流電，且a端為電源的負(fù)極，故A、B錯(cuò)誤，若增加環(huán)繞軟鐵的線圈匝數(shù)，從而增加線圈的磁場(chǎng)，導(dǎo)致玩偶飄浮的最大高度增加，故C正確；若將可變電阻的電阻值調(diào)大，則線圈中的電流減小，導(dǎo)致玩偶飄浮的最大高度減小，故D錯(cuò)誤。2如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為，則下列說(shuō)法正確的是(C)A回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對(duì)它的磁力大小為mgtanB回形針靜止時(shí)受到的細(xì)線的拉力大小為mgcosC現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過(guò)一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無(wú)序了D現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過(guò)一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了解析：回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對(duì)它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯(cuò)誤；對(duì)回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o(wú)序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。3(2016上海楊浦區(qū)三模)如圖所示，一柱狀磁體其軸線與z軸平行，且在zoy平面內(nèi)，其中點(diǎn)在y軸上?，F(xiàn)有四個(gè)圓形線圈，a在xoz平面內(nèi)，其軸線為y軸；b在yoz平面內(nèi)；c在xoy平面內(nèi)，d在zoy平面內(nèi)。下列說(shuō)法正確的是(A)A穿過(guò)a、b、d的磁通量為零B穿過(guò)b、c、d的磁通量為零C穿過(guò)b、d的磁通量為零，穿過(guò)a、c的磁通量不為零D穿過(guò)a、b、c、d的磁通量均不為零解析：由磁感線的分布可知，磁感線與線圈b、d平行，不穿過(guò)兩個(gè)線圈，則b、d兩線圈的磁通量為零，對(duì)于線圈a，上半圓與下半圓磁感線的方向相反，數(shù)量相等，完全抵消，所以a的磁通量為零，A正確。4(2016湖北宜昌夷陵區(qū)月考)如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者串聯(lián)在同一電路中，它們之間相距較遠(yuǎn)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)互不影響，開(kāi)關(guān)S閉合后，圖中所示的四個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針a、b、c、d的北極(黑色一端)靜止時(shí)的指向正確的是(B)AaBbCcDd解析：可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)的北極指向與其所在處磁感線的方向一致，通過(guò)直導(dǎo)線AB周圍的磁感線是以導(dǎo)線AB上各點(diǎn)為圓心的同心圓，且都在與導(dǎo)線垂直的平面上，其方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?俯視)，A錯(cuò)誤。通電螺線管C周圍的磁感線分布與條形磁鐵周圍的磁感線分布相似，可知小磁針b處的磁感線方向由右指向左，小磁針c處的磁感線方向由左指向右，B正確，C錯(cuò)誤。電磁鐵D周圍的磁感線分布與蹄形磁鐵周圍的磁感線分布相似，可知小磁針d處的磁感線方向是由左指向右，D錯(cuò)誤。5(2018湖北武漢外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二上學(xué)期期末)如圖，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(CD)AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同解析：根據(jù)安培定則可知M、N導(dǎo)線中的電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均垂直MN連線，由od，故O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于M、N兩導(dǎo)線中電流大小相等，根據(jù)對(duì)稱性知BaBb，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直于M、N連線，方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；c、d關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，M、N兩導(dǎo)線中的電流在c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和相等且方向均為cd，選項(xiàng)C正確；由于a、b、c、d四點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均相同，選項(xiàng)D正確。6(2016寧夏銀川一中高二檢測(cè))南極考察隊(duì)隊(duì)員在地球南極附近用彈簧測(cè)力計(jì)豎直懸掛一未通電的螺線管，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(AC)A若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將減小B若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將增大C若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將增大D不論螺線管通電情況如何，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)均不變解析：分析彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否變化或怎樣變化，關(guān)鍵在于確定螺線管與地球磁場(chǎng)之間的作用情況。一方面，可以將地球等效處理為一個(gè)大磁鐵，地理南極相當(dāng)于磁鐵的N極，因而在南極附近地磁場(chǎng)方向近似豎直向上，如圖所示。另一方面，可利用右手螺旋定則確定通電螺線管在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，再根據(jù)“同名磁極相斥，異名磁極相吸”原理判定螺線管與地球之間的作用情況。二、非選擇題7已知北京地面處的地磁場(chǎng)水平分量約為3105T，某校物理興趣小組做估測(cè)磁體附近磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)。他們將一小羅盤(pán)磁針?lè)旁谝粋€(gè)水平放置的螺線管的軸線上，如下圖所示。小磁針靜止時(shí)N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60角的方向。請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明螺線管導(dǎo)線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。(保留一位有效數(shù)字)答案：如圖，5105T解析：通電螺線管在坐標(biāo)原點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿x軸正方向，由安培定則即可確定電流的繞向。設(shè)螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為Bx，則有：tan60。即BxBytan603105T5105T。