高中物理人教版1第三章磁场-参赛作品

3．几种常见的磁场(本栏目内容，在学生用书中分册装订！)1.如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定解析：离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有B正确．答案：B2．下列关于电场线和磁感线的说法正确的是()A．二者均为假想的线，实际上并不存在B．实验中常用铁屑来模拟磁感线形状，因此磁感线是真实存在的C．任意两条磁感线不相交，电场线也是D．磁感线是闭合曲线，电场线是不闭合的解析：两种场线均是为形象描绘场而引入的，实际上并不存在，故A对；任意两条磁感线或电场线不能相交，否则空间一点会有两个磁场或电场方向，故C对；磁体外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极，故磁感线是闭合的曲线．而电场线始于正电荷，终于负电荷，故不闭合，D对．故正确答案为ACD.答案：ACD3.右图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：D4．关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A．磁感应强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受力方向B．磁感应强度大的地方，通电导线所受的力也一定大C．磁感应强度的单位可以用Wb/m2表示D．通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感应强度一定为零解析：磁感应强度的方向与导线受力方向垂直，故A错．由于安培力F安＝BILsinθ，即安培力与B、I、L、θ四者都有关，故B、D错．由磁通量的定义式Φ＝BSsinθ可知B＝eq\f(Φ,Ssinθ)，故C正确．答案：C5.右图是等腰直角三棱柱，其中面ABCD为正方形，边长为L，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，下面说法中正确的是()A．通过ABCD平面的磁通量大小为eq\f(\r(2),2)L2·BB．通过BCFE平面的磁通量大小为eq\f(\r(2),2)L2·BC．通过ADFE平面的磁通量大小为L2BD．通过ABE平面的磁通量为eq\f(1,2)L2B解析：面BCFE的面积为eq\f(\r(2),2)L2，选项B正确；eq\f(\r(2),2)L2为面ABCD的有效面积，通过ABCD平面的磁通量大小为eq\f(\r(2),2)L2·B，选项A正确；ADFE平面和ABE平面分别与磁感线平行，通过平面的磁通量均为零，选项C、D错误．答案：AB6．取两根完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，当在该螺线管中通以大小为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乙所示的螺线管，并通以大小也为I的电流，则在该螺线管内中部的磁感应强度大小为()A．0 B．C．B D．2B解析：长导线对折后绕成的螺线管相当于两个反向流动的电流绕成的螺线管，根据右手定则判定管内中部两个反向电流产生的磁感应强度方向相反、大小相等，矢量和为零．所以A正确．答案：A7．有两根长直导线a、b互相平行放置，下图为垂直于导线的截面图，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是()A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．线段MN上只有一点的磁感应强度为零解析：根据安培定则和磁场的叠加原理，M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；在线段MN上只有在O点处，a、b两电流形成的磁场的磁感应强度等大反向，即只有O点处的磁感应强度为零，C错误、D正确．答案：BD8.如图所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径，一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量ΦA与ΦB的大小关系是()A．ΦA>ΦB B．ΦA＝ΦBC．ΦA<ΦB D．无法比较解析：在磁体的外部磁感线从N极到S极，且A环面积大于B环面积(SA>SB)，所以向下穿过A环的磁感线条数比穿过B环的多，所以穿过A环的合磁通量小，即ΦA<ΦB，选项C正确．答案：C9.如图所示，条形磁铁放在水平地面上，两个完全相同的线圈a和b在等高处水平放置，a线圈在N极的正上方，b线圈位于磁铁的正中央．关于穿过a、b线圈的磁通量Φa和Φb，下列判断正确的是()A．Φa>Φb B．Φa＝ΦbC．Φa<Φb D．无法判定解析：根据条形磁铁周围磁场的分布情况可知，穿过a线圈的磁通量不为零，且磁感线是从下向上穿过线圈平面，而穿过b线圈的磁通量恰好为零，故选项A正确．答案：A10.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，如图所示．下列说法正确的是()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”原理可判定螺线管与地磁场之间的作用情况，故正确选项为A、C.答案：AC11．已知山东某地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：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，由安培定则判定螺线管导线绕向如图所示．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.由图知eq\f(Bx,By)＝tan60°得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T.答案：5×10－5T12.如图所示，ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，质量为kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8A时，棒能获得2m/s2的加速度．已知金属棒受到的磁场力方向水平，求匀强磁场的磁感应强度的大小．解析：设磁感应强度为B，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m，金属棒在磁场中的有效长度L＝2m．当棒中的电流I1＝5A时