2024高中物理刷題首秧第三章第3節幾種常見的磁吃點練+鞏固練含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE7第3節幾種常見的磁場對應學生用書P651.磁感線是為了形象地描述磁場而人為假設的曲線，其疏密反映磁場的eq\o(□,\s\up1(10))乘積叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱eq\o(□,\s\up1(11))磁通，用字母Φ表示，則Φ＝eq\o(□,\s\up1(12))BS，國際單位：eq\o(□,\s\up1(13))韋伯。5．勻強磁場是指eq\o(□,\s\up1(14))磁感應強度到處相同的磁場，它的磁感線的特點是eq\o(□,\s\up1(15))間隔相等、相互平行。對應學生用書P65考點一對磁感線的相識及磁感線的分布1.關于磁感線，以下說法中正確的是()A．磁感線上各點的切線方向就是該點的磁感應強度方向B．磁感線是磁場中真實存在的曲線C．磁感線總是從磁體的N極發出終止于磁體的S極D．沿著磁感線方向，磁場越來越弱答案A解析磁感線可以形象表示磁場的方向，磁感線上各點的切線方向就是該點的磁感應強度方向，A正確；磁感線是人為假想的曲線，不是真實存在的，B錯誤；磁感線是閉合曲線，在磁鐵的外部，磁感線是從磁體的N極到磁體的S極，在磁鐵的內部，磁感線是從磁體的S極到磁體的N極，C錯誤；沿著磁感線方向，磁場不肯定越來越弱，而要看磁感線的疏密，磁感線越密，磁場越強，D錯誤。2.如圖所示為某磁場的一條磁感線，其上有A、B兩點，則()A．A點的磁感應強度肯定大B．B點的磁感應強度肯定大C．因為磁感線是直線，A、B兩點的磁感應強度一樣大D．條件不足，無法推斷答案D解析由磁場中一根磁感線無法推斷磁場強弱。D正確。考點二安培定則(右手螺旋定則)的應用3.如圖所示，(a)(b)是直線電流的磁場，(c)(d)是環形電流的磁場，(e)(f)是通電螺線管的磁場。試在圖中補畫出電流的方向或磁感線方向。答案如圖所示。解析圖(a)，已知磁場沿順時針方向(從上向下看)，依據安培定則，則電流垂直紙面對里；圖(b)，電流右側的磁場的方向垂直紙面對里，左側的磁場的方向垂直紙面對外，依據安培定則，則電流的方向向上；圖(c)，已知環形電流內部磁場方向垂直紙面對外，依據安培定則，則電流沿逆時針方向；圖(d)，環形電流從右側垂直紙面流出，從左側垂直紙面流入，由安培定則可知磁場的方向向下；圖(e)，依據螺線管中電流方向外側向上，利用安培定則可以確定螺線管的磁場的方向向左；圖(f)，依據螺線管中上邊的電流方向垂直紙面對外，下邊的電流方向垂直紙面對里，利用安培定則可以確定螺線管的磁場的方向向右。如答案圖所示。4．如甲、乙、丙、丁四幅圖所示，當閉合開關后，推斷通電導線四周的磁場中小磁針a、b靜止時N極的指向正確的是()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解析依據安培定則可知，甲圖中環形電流的方向為逆時針方向(從外向里看)，內部的磁場的方向垂直紙面對外，所以a的N極指向外，b的N極指向里；乙圖中環形電流的方向為順時針方向(從外向里看)，所以內部的磁場的方向垂直紙面對里，a的N極指向里，b的N極指向外；丙圖中通電螺線管的外側的電流向右，所以螺線管內部的磁場方向向上，U形電磁鐵的右端是N極，左端是S極，所以a的N極指向右，b的N極指向左；丁圖中通電螺線管的外側的電流向左，所以螺線管內部的磁場方向向下，電磁鐵的下端是N極，上端是S極，所以b的N極指向下，a的N極指向上。故A正確。5．如圖所示a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導線中通有大小相等的電流，c方向向外，其余向里，如圖所示。O點磁感應強度的方向()A．沿Oa向上B．沿Od向左C．沿Oc向下D．沿Ob向右答案B解析依據題意，由右手螺旋定則知b與d導線中電流在O點產生的磁場正好相互抵消，而a與c導線中電流產生的磁場在O點正好方向都沿Od向左，故O點磁感應強度的方向水平向左，故選B。考點三安培分子電流假說6.科學探討表明，地球自西向東的自轉速度正在變慢。假如地球的磁場是由地球表面帶電引起的，則()A．地球表面帶正電，由于地球自轉變慢，地磁場將變弱B．地球表面帶正電，由于地球自轉變慢，地磁場將變強C．地球表面帶負電，由于地球自轉變慢，地磁場將變弱D．地球表面帶負電，由于地球自轉變慢，地磁場將變強答案C解析地球的磁場類似于通電螺線管的磁場。我們已經知道，地磁N極在地理的南極旁邊，地磁S極在地理的北極旁邊依據右手螺旋定則可知，要有自東向西的電流才符合，則地球表面帶負電。由于地球自轉變慢，相當于電流減弱，地磁場將變弱。7．(多選)用安培提出的分子電流假說可以說明的現象是()A．永久磁鐵的磁場B．直線電流的磁場C．環形電流的磁場D．軟鐵棒被磁化的現象答案AD解析安培分子電流假說是安培為說明磁體的磁現象而提出來的，A、D正確；通電導線四周的磁場是由其內部自由電荷定向移動產生的宏觀電流而產生的。分子電流和宏觀電流雖然都是運動電荷引起的，但產生的緣由是不同的，B、D錯誤。考點四磁通量的分析和計算8.如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直，則穿過框架面積的磁通量為________。若使框架繞OO′轉過60°角，則穿過框架面積的磁通量為________；若從初始位置轉過90°角，則穿過框架面積的磁通量為________；若從初始位置轉過180°角，則穿過框架面積的磁通量的變更量是________。答案BSeq\f(1,2)BS02BS解析初始位置Φ1＝BS；框架轉過60°角時Φ2＝BS⊥＝BScos60°＝eq\f(1,2)BS；框架轉過90°角時Φ3＝BS⊥＝BScos90°＝0；若規定初始位置磁通量為“正”，則框架轉過180°角時磁感線從反面穿出，故末態磁通量為“負”，即Φ4＝－BS，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS)－BS|＝2BS。對應學生用書P661．有一矩形線圈，面積為S，匝數為n，將它置于勻強磁場中，且使線圈平面與磁感線方向垂直，設穿過該線圈的磁通量為Φ，則該勻強磁場的磁感應強度大小為()A.eq\f(Φ,nS)B.eq\f(nΦ,S)C.eq\f(Φ,S)D．無法推斷答案C解析線圈內磁通量的大小與線圈匝數無關，因為不論線圈匝數多少，穿過線圈的磁感線條數相同，即磁通量大小相同，磁感線與線圈平面垂直，則Φ＝BS，磁感應強度B＝eq\f(Φ,S)，A、B、D錯誤，C正確。2．(多選)下圖表示磁場的磁感線，依圖分析磁場中a點的磁感應強度比b點的磁感應強度大的是()答案AC解析磁感線的疏密可表示磁感應強度的大小，所以A、C正確。3.如圖所示，勻強磁場垂直于紙面，磁感應強度為B，邊長為a的正方形線框與磁場垂直，且一條對角線與磁場邊界重合，則通過線圈平面的磁通量為()A.eq\f(1,2)Ba2B．BaC．Ba2D．2Ba答案A解析依據題意知，線框在勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，則通過線框的磁通量是Φ＝eq\f(1,2)BS＝eq\f(Ba2,2)，A正確，B、C、D錯誤。4.(多選)如圖所示，A和B為兩根相互平行的長直導線，通以同方向等大電流，虛線C為在A和B所確定的平面內與A、B等距的直線，則下列說法正確的是()A．兩導線間的空間不存在磁場B．虛線C處磁感應強度為零 C．AC間磁感應強度垂直紙面對里D．CB間磁感應強度垂直紙面對外答案BCD解析設電流A、B在空間產生的磁場分別為BA、BB，依據安培定則，電流A在AB間產生的磁場垂直紙面對里，而電流B在AB間產生的磁場垂直紙面對外，又因IA＝IB，故在AC區，BA＞BB，合磁場方向垂直于紙面對里，在BC區，BA＜BB，合磁場方向垂直于紙面對外，中線C處BA＝BB，合磁場為零，綜上所述，B、C、D正確。5．已知山東地面處的地磁場水平重量約為3×10－5T，某校物理愛好小組做估測磁體旁邊磁感應強度的試驗。他們將一小羅盤磁針放在一個水平放置的螺線管的軸線上，如圖所示。小磁針靜止時N極指向y軸正方向，當接通電源后，發覺小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向。請在圖上標明螺線管導線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產生的磁感應強度大小是________。(保留一位有效數字)答案導線繞向見解析5×10－5T解析接通電源后，小磁針N極的指向是地磁場和螺線管的磁場的合磁場的方向，由此可判定螺線管的磁場在小磁針處方向水平向右，由安培定則判定螺線管導線繞向如圖甲所示。由題意知地磁場水平重量By＝3×10－5T，設通電螺線管產生的磁場為Bx。由圖乙知eq\f(Bx,By)＝tan60°，得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T。6.如圖所示，有一個垂直于紙面對里的勻強磁場，磁感應強度B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1.0cm。在紙面內先后放上圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1.0cm，10匝；B線圈半徑為2.0cm,1匝；若磁場方向不變，在B減為0.4T的過程中，A和B線圈中磁通量各變更了多少？答案1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb解析A線圈半徑為1.0cm，正好和圓形磁場區域的半徑相等，而B線圈半徑為2.0cm，大于圓形磁場區域的半徑，但穿過A、B線圈的磁感線的條數