学鲁科版选修31 5.2用磁感线描述磁场 作业（1）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-1 5.2用磁感线描述磁场 作业（1）1如图所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始均匀增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是a. 线圈a中有感应电流b. 线圈b中有感应电流c. 线圈c中有顺时针方向的感应电流d. 线圈d中有逆时针方向的感应电流2如图，abc为粗细均匀的等边三角形导线框，导线框在纸面内；过直线mn的水平面上方有一足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，在t=0时刻，让线圈从图示位置开始绕垂直于纸面、且过c点的轴以周期t顺时针匀速转动，设线框产生的感应电流为i，穿过线框的磁通量为，则下列 it图像和t图像可能正确的是（ ）a. b. c. d. 3如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为l，它们按图示位置放置处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l2bb. 通过bcfe平面的磁通量大小为0.707(l2b)c. 通过adfe平面的磁通量大小为零d. 通过整个三棱柱的磁通量为零4如图所示，水平放置的通电直导线上方m、n两点的磁感应强度分别为bm、bn，则()a. bmbn，方向均垂直纸面向外b. bmbn，方向均垂直纸面向里d. bmbn，方向均垂直纸面向里5如图所示，在两根平行长直导线中，通以同方向、同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。在运动过程中，导线框中感应电流的方向a. 沿abcd方向不变b. 沿adcb方向不变c. 由abcd方向变成adcb方向d. 由adcb方向变成abcd方向6在物理学发展过程中，下列叙述符合史实的是a. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应b. 安培提出了分子内部存在环形电流的假说c. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d. 法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化7如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的()a. 磁通量减少且合磁通量向左b. 磁通量增加且合磁通量向左c. 磁通量减少且合磁通量向右d. 磁通量增加且合磁通量向右8如图所示，a、b、c是正三角形的三个顶点，o是ab的中点，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在a、b两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度b=kir,i为通电长直导线的电流大小，r为距通电长直导线的垂直距离，k为常量，o点处的磁感应强度大小为b0，则c点处的磁感应强度大小为a. b02 b. 2b02 c. b04 d. 3b049下列关于科学发现或发明的叙述中，存在正确的是（）a. 法拉第提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质b. 库仑发明了“扭秤”，准确的测量出了带电物体间的静电力c. 安培发现了电流的磁效应，揭示了电与磁的联系d. 卡文迪许经历了十年的探索，实现了“电生磁”的理想10中国科技馆“探索与发现”展厅有一个展品名为“伸缩的线圈”，如图所示，该展品是将软导线绕制成“软螺线管”套在铁棒上，通电时，“软螺线管”的长度会发生变化。现仅改变电流的方向，比较两次通电时线圈的状态，下列说法正确的是a. 线圈由伸长状态变为压缩状态b. 线圈由压缩状态变为伸长状态c. 线圈仍是伸长状态d. 线圈仍是压缩状态11如图所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为s，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为b，当线圈以ab边为轴转过30和60时，穿过线圈的磁通量分别是多少？12如图所示，匀强磁场的磁感应强度b2.0 t，并指向x轴正方向，若ab40 cm，bc30 cm，ae50 cm，试求通过面积s1(abcd)、s2(befc)和s3(aefd)的磁通量分别为1、2、3分别是多少？13如图所示，在磁感应强度为0.5t的匀强磁场中，有一边长为l=0.2m的正方形导线框，线框平面与磁场垂直问：（1）这时穿过线框平面的磁通量为多大；（2）若线框以ab边为轴转动，转过90到虚线位置，该过程所花的时间为0.1s，则线圈在此过程中产生的平均电动势为多少；（3）试判断转动90过程ab边的电流方向14单匝线圈abcd水平放置，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，如图所示，线圈面积为s，磁感应强度为b.当线圈绕ab边从图示位置转过30和60时，穿过线圈的磁通量分别是多少？试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1ac【解析】由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向。ac象限磁场不为零，a中磁场垂直纸面向里，当电流增大时，线圈a中有逆时针方向的电流，故a正确；其中bd区域中的磁通量为零，当电流变化时不可能产生感应电流，故b d错误。ac象限磁场不为零，c中磁场垂直纸面向外，当电流增大时，线圈c中有顺时针方向的电流，故c正确；故选ac。点睛：本题考查了右手螺旋定则和楞次定律的应用，解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，知道感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化2ad【解析】线圈边长为l，绕c点转动的周期为t，某时刻转过的角度为，则由正弦定理：adsin=lsin(1200-) ；则线圈进入磁场的面积：s=12ladsin600=34l2sinsin(1200-)=32l23tan+1 ，则当600时，当增大时，s增大，但是并非均匀增加，根据=bs可知，磁通量的变化和s的变化相同，当线圈转过600-1200时，全部进入磁场，此时磁通量不变；同理当出离磁场时，磁通量减小到零；则选项d正确，c错误；根据i=er，e=t=bs2ts ，则is=32l2(3tan+1)；则当线圈进入磁场，且600时，i随的变化并非线性关系，即i随t的变化并非线性关系；当线圈全部进入磁场时，感应电流为零；出离磁场时电流方向与进入时相反，变化的趋势与进入时相似；则选项a正确，b错误；故选ad. 3bcd【解析】通过abcd平面的磁通量大小等于通过befc平面的磁通量，为=bssin45=0.707bl2，故a错误，b正确；adfe平面与bcf平面和磁场平面平行，所以磁通量为零，故c正确；因整个三棱柱是封闭的；故整个三棱柱的磁通量为零；故d正确；故bcd。【点睛】本题要理解并掌握磁通量的一般计算式=bscos，知道公式中scos表示和垂直磁场平面的投影面积，其中夹角是平面与磁场垂直方向的夹角4b【解析】利用安培定则可以判断出通电直导线周围的磁场线分布情况。电流方向向右，则上方磁场垂直纸面向外，且越靠近导线的，磁场越强，故acd错误，b正确。5b【解析】当导线框位于两条通电直导线的中线右侧向左运动时，磁场向外，磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向沿adcb方向。当导线框经过中线时，磁场方向先向外，后向里，磁通量先减小，后增加，根据楞次定律，可知感应电流方向仍沿adcb方向。当导线框位于中线左侧运动时，磁场向里，磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向仍沿adcb方向。故b正确。故选b。6a【解析】奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，选项a正确；“分子电流”并不是专指分子内部存在环形电流的，分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的，所以b错误；法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流。故c错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项d错误；故选a.7b【解析】放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹性线圈面积减小时，磁场外部的磁通量减少，磁场内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左，故b正确。点晴：当穿过线圈的磁感线有相反的两种方向时，要根据抵消后的条数来确定磁通量的大小磁感线是闭合曲线，磁铁外部与内部磁感线条数相等，而磁铁内外穿过线圈的磁感线方向相反，根据抵消情况确定磁通量的变化。8c【解析】设a、b处的电流在o点产生的磁感应强度大小为b1，方向如图所示，有2b1=b0，即b1=b02，由rac=2rao及b=kir可知，a、b处的电流在c点产生的磁感应强度大小为b2=b12=b04，方向如图所示，由平行四边形定则及顶角c为120可知合磁感应强度大小为b04，c正确9b【解析】a项：安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，故a错误；b项：一位法国的科学家发明了扭秤，巧妙而准确地测量出了物体间的静电力，这位科学家是库仑，故b正确；cd项：奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭开了电与磁的联系，故cd错误；故选b10d【解析】以每一匝线圈为研究对象，由安培定则可知，它们的n极都朝向同一方向，则相邻的两侧为异名磁极，根据异名磁极相互吸引可知，当通电后，线圈会向中间靠拢，故改变电流方向后，线圈仍是压缩状态，故abc错误，d正确；故选d.【点睛】本题考查了对“伸缩的线圈”原理的分析与判断，螺线管的各单匝线圈均产生磁场，由于各匝线圈的磁场都是异性磁极相对，因此他们之间相互吸引，在吸引力的作用下螺线管收缩在一起11bs2；bs2【解析】试题分析：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为=bs，图中s有磁感线穿过线圈的面积，即为有效面积当线圈以ab为轴从图中位置转过30和60的瞬间，线圈在垂直于磁场方向投影的面积由图可知，开始时线圈有一半在磁场中，则转过30度和60度时，线圈在磁场中的有效面积不变，均为原线圈面积的一半，则说明穿过线圈的磁通量均为bs2=bs212(1) 0.24 wb (2) 0 (3)0.24 wb【解析】解：因为磁感应强度的方向沿x轴正方向，与abcd面垂直所以1bs12.00.40.3 wb0.24 wb.befc面与磁感应强度方向平行，所以20.aefd面在垂直磁感应强度方向的投影面积为s1，所以31bs10.24 wb.13（1）0.02wb（2）0.2v；（3）由a指向b【解析】（1）因线圈与磁场垂直，则磁通量为：=bs=0.50.22wb=0.02wb （2）由法拉第电磁感应定律，则有：e=nt=nbst=10.50220.1v=0.2