人教版物理选修3-1《几种常见的磁场》综合练习及答案

1、几种常见的磁场综合练习1 下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是()A 磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B磁感线是磁场中客观存在的线C磁感线总是从磁铁的N 极出发，到 S 极终止D 实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：选 A.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但它不是客观存在的线，可用细铁屑模拟在磁铁外部磁感线由N 极到 S 极，但内部是由 S 极到 N 极故选 A.2 为了解释地球的磁性，19 世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()解析：选 B.地磁场是从地球的南极附近出来，进入地球的北极附近，除两极外地表上

2、空的磁场都具有向北的磁场分量，由安培定则，环形电流外部磁场方向向北，可知，B 正确A图地表上空磁场方向向南，A 错误 C、D 在地表上空产生的磁场方向是东西方向，C、D 错误故选 B.3.两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1 和 I2 ，电流的方向如图所示在与导线垂直的平面上有a、b 、c、d 四点，其中 a、 b 在导线横截面连线的延长线上，c、d 在导线横截面连线的垂直平分线上导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是()A a 点Bb 点Cc 点D d 点解析：选 AB. 两导线在 a、b 两点产生的磁场方向相反，磁感应强度可能为零，两导线在c、 d 两点产生的磁场方向

3、成一夹角不共线，磁感应强度不为零故选AB.4.如图所示，带负电的金属圆盘绕轴OO 以角速度匀速旋转，在盘左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是 ()A N 极竖直向上BN 极竖直向下CN 极沿轴线向右D N 极沿轴线向左解析：选 C.等效电流的方向与转动方向相反，由安培定则知轴线上的磁场方向向右，所以小磁针 N 极受力向右，故选C.5.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为若使框架绕 OO 转过60 角，则穿过框架平面的磁通量为；若从初始位置转过90 角，则穿过框架平面的磁通量为解析：在题中图示位置，磁感线与框架平面垂直时， BS.当框架绕 OO

4、 轴转过60 角1时， BSBScos 60 BS.转过 90 角时，框架由与磁感线垂直变为平行， 0. 21答案： BSBS02一、选择题1 关于磁感线，下列说法中正确的是()A 磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向B两条磁感线的空隙处不存在磁场C同一磁场形成的磁感线可以相交D 磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线解析：选 A.磁感线在某点的切线方向表示该点的磁场方向，A 正确；两条磁感线的空隙间磁感应强度不为零， B 错误；磁感线不会相交，C 错误；磁感线是假想线，D 错误故选A.2.如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中 A 、B 是位于北、南方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的

5、过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N 极转向纸里， S 极转向纸外，则关于A 、B 的带电情况说法中正确的是()A 带同种电荷B带异种电荷CB 带正电DA 带正电解析：选BD.云层间放电必须发生在异种电荷之间，B 正确；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场由题意知，从南往北看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从 A 流向 B 的，故可知 A 带正电， B 带负电， D 正确故选 BD.3.如图所示， a、b 、c 三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、右侧和管内，

6、当这些小磁针静止时，小磁针N 极的指向是 ()A a、 b 、 c 均向左Ba、b 、 c 均向右Ca 向左， b 向右， c 向右D a 向右， b 向左， c 向右解析：选 C.小磁针 N 极指磁场方向，故选C.4.如图所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD 为正方形，边长为L，它们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，则下列说法中正确的是()A 穿过 ABCD 平面的磁通量大小为L2 B2B穿过 BCFE 平面的磁通量大小为L2 B2C穿过 ADFE 平面的磁通量大小为零D 穿过整个三棱柱的磁通量为零2解析：选 BCD.根据 BS，因此通过 ABCD 平面的磁通量 BL2c

7、os45 BL2 ，22A 错误；平面 BCFEB，而 BCL，CFLcos45 L，所以平面 BCFE 的面积 S BC222CFL2 ，因而 BSBL2，B 正确；平面 ADFE 在 B 的垂直方向上的投影面积为零，22所以穿过的磁通量为零，C 正确；若规定从外表面穿入三棱柱的磁通量为正，那么由三棱柱内表面穿出时的磁通量就为负，而穿入三棱柱的磁感线总与穿出的磁感线相等，因此穿过整个三棱柱的磁通量为零，D 正确故选 BCD.5. 用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2 时，则有 ()A 两导线环相互吸引B两导线环相互

8、排斥C两导线环无相互作用力D 两导线环先吸引后排斥解析：选 A.两环形电流等效成两个小磁针，由安培定则知，磁极情况如图所示，据异名磁极相互吸引可得 A 正确6. 六根互相绝缘的导线，在同一平面内组成四个相等的正方形，导线中通以大小相同的电流，方向如图所示，在这四个正方形区域中，指向纸面内，磁通量最大的区域是()A BCD解析：选 A.先分析区域：导线2、3 和 5、6 分别在此区域产生的磁场方向相反，磁通量互相抵消，故只剩下导线1 和 4 在此区域产生磁通量，由安培定则可判断出方向均垂直纸面向里同理可分析出、区域的合磁通量为零，区域的合磁通量垂直纸面向外，故选A.7.如图所示，通有恒定电流的导

9、线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由平移到，第二次将金属框绕cd 边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量的变化量分别为1 和2，则 ()A12B12C1 2D 不能判断解析：选 C.导体 MN 周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN 处的磁场强些，磁感线密一些，远离 MN 处的磁感线疏一些当线框在位置时，穿过平面的磁通量为1 ，当线圈平移至位置时，磁通量为，则磁通量的变化量为1 | |；当线框翻转至位置时，磁感线相当于从“反面”穿过平面，故磁通量为，则磁通量的变化量是2 |，所以1 2 .故选 C.8. (2013 北京四中高二检测)如图所示，三根通电导线Q、P、R 互相平行且通过正三角形的三

10、个顶点，三根导线中电流的大小相等，方向垂直纸面向里，则导线R 处的磁场方向是()A 指向 y 轴负方向B指向 y 轴正方向C指向 x 轴正方向D 指向 x 轴负方向解析：选 C.由安培定则可知， P 在 R 处产生的磁场方向斜向右下且与水平方向成30 角；Q 在 R 处产生的磁场方向斜向右上且与水平方向成30 角，由于电流的大小相等，与 R 的距离相等，因此两磁场的磁感应强度的大小相等，由平行四边形定则可知，合磁场的方向水平向右，即指向 x 轴正方向，故选 C.9. (2013 华南师大附中高二期末)在磁感应强度为B0 、方向向上的匀强磁场中， 水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向

11、里如图所示，a、b 、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()A b 、 d 两点的磁感应强度相等Ba、b 两点的磁感应强度相等Cc 点的磁感应强度的值最小D b 点的磁感应强度的值最大解析：选 C.如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b 、d 两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A 项错误 a 点的磁感应强度最大， c 点的磁感应强度最小， B、D 项错误， C 项正确故选 C.二、非选择题10 地球上某地磁感应强度B 的水平分量 Bx0.18 10 4 T，竖直分量 By 0.54 10 4T求：(1) 地磁场磁感应强度 B 的大小及它与水平方向

12、的夹角(2) 在水平面 2.0 m 2 的面积内地磁场的磁通量 .解析：(1) 根据平行四边形定则，可知BBx2B2y 0.18 20.54 210 4 T0.57 10 4 T B 的方向和水平方向的夹角By0.54 10 4arctanarctan4Bx0.18 10 arctan 3 71 56 .(2) 题中地磁场竖直分量与水平面垂直，故磁通量 ByS0.54 10 4 2.0 Wb 1.08 10 4 Wb.答案： (1)0.57 10 4 Tarctan 3或 71 56 (2)1.08 10 4 Wb11. 边长为 10 cm 的正方形线圈，固定在匀强磁场中， 磁场方向与线圈平面

13、夹角 30 ，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B2 3t(T)，则在第 1 s 内穿过线圈的磁通量的变化量为多少？解析： t 0 时， B02 Tt 1 s 时， B1(2 31)T5 T由 BS得：BSsin 30 (B1B0 )L2sin 30 1 (5 2) 0.1 2 Wb 1.5 10 2 Wb. 2答案： 1.5 10 2 Wb12. 如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.8 T ，磁场有明显的圆形边界圆心为 O ，半径为 10cm ，现于纸面内先后放上 a、b 两个圆形单匝线圈，圆心均在 O 处， a 线圈半径为 10 cm ，b 线圈半径为 15 cm ，问：(1) 在 B 减为 0.4 T 的过程中， a 和 b 中磁通量分别改变多少？(2) 磁感应强度 B 大小不变，方向绕直径转过 30 过程中，a 线圈中磁通量改变多少？(3) 磁感应强度 B 大小、方向均不变，线圈 a 绕直径转过 180 过程中，a 线圈中磁通量改变多少？解析： (1) a 线圈面积正好与圆形磁场区域重合，1 B1 r 2， 2 B2 r2 |2 1|(B2 B1 )r2 1.256 10 2 Wbb 线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈