高二物理（选修31）　3.3　几种常见的磁场典型例题深度分析（含解析）

1、.人教版高二物理选修3-1第三章磁场3.3几种常见的磁场典型例题深度分析【例1】一细长的小磁针，放在一螺线管的轴线上，N极在管内，S极在管外。假设此小磁针可左右自由挪动，那么当螺线管通以图所示电流时，小磁针将怎样挪动？解析：正确解题思路是：当螺线管通电后，根据右手螺旋定那么断定出管内、外磁感线方向如下图，管内外a、b两处磁场方向向右，管内b处磁感线分布较密，管处a处磁感线分布较稀。根据磁场力的性质知：小磁针N极在b处受力方向向右，且作用力较大；小磁针S极在a处受力向左，且作用力较小，因此小磁针所受的磁场力的合力方向向右。点评：“同名磁极相斥、异名磁极相吸只合适于磁体间外部互相作用的情形，适用情

2、形存在局限性；而磁场力的性质：“磁体N极受力方向与所在处磁场方向一样对于磁极间内部或外部作用总是普遍适用的.【例2】如下图，一束带电粒子沿程度方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向读者，那么这束带电粒子可能是_A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束解析：小磁针的N极指向读者，说明小磁针所在处的磁场方向是指向读者，由安培定那么可确定出带电粒子形成的电流方向向左，这向左的电流可能是向左飞行的正离子形成，也可能是向右飞行的负离子形成，故正确答案为B、C答案：BC对安培分子电流假说的理解【例3】关于磁现象的电本质，以下说法中正确的

3、选项是_A.磁与电严密联络，有磁必有电，有电必有磁B.不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C.永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的D.根据安培假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性解析：磁与电是严密联络的，但“磁生电“电生磁都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，分子电流假说提醒了磁现象的电本质，磁铁的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的，磁体内部只有当分子电流取向大体一致时，就显示出磁性，当分子电流取向不一致时，就没有磁性，所以此题的正确答案为B。答案：B【例1】关于磁现象的电本质，以下说法中错误的选项是 A、 磁体随温

4、度升高磁性增强 B、安培分子电流假说提醒了磁现象的电本质B、 所有磁现象的本质都可归结为电荷的运动D、一根软铁不显磁性，是因为分子电流取向杂乱无章【解析】安培分子电流假设告诉我们:物质微粒内部,存在一种环形电流，即分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，当分子电流的取向一致时，整个物体表达磁性，假设分子电流取向杂乱无章，那么整个物体不显磁性。当磁体的温度升高时，分子无规那么运动加剧，分子电流取向变得不一致，磁性应当减弱。【答案】A【例2】两圆环A、B同心放置且半径RARB，将一条形磁铁置于两环圆心处，且与圆环平面垂直，如下图，那么穿过A、B两圆环的磁通量的大小关系为 A、AB B、A

5、=B C、AB D、无法确定【解析】磁通量可形象地理解为穿过某一面积里的磁感线的条数，而沿相反方向穿过同一面积的磁通量一正、一负，要有抵消。此题中，条形磁铁内部的所有磁感线，由下往上穿过A、B两个线圈，而在条形磁体的外部，磁感线将由上向下穿过A、B线圈，不难发现，由于A线圈的面积大，那么向下穿过A线圈磁感线多，也即磁通量抵消掉多，这样穿过A线圈的磁通量反而小。【例3】如下图，通有恒定电流的导线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ab边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为和，那么 A、 B、= C、 D、不能判断【解析】导体MN周围的磁场并非匀强磁场，靠近MN处

6、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I位置时，穿过平面的磁通量为，当线圈平移至位置时,磁能量为，那么磁通量的变化量为=-，当到线框翻转到位置时，磁感线相当于从“反面穿过原平面，那么磁通量为-，那么磁通量的变化量是=+所以【答案】C【例1】如图3-3-4表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如下图的电流时，5个小磁针将怎样转动？图3-3-4思路分析：判断小磁针的偏转方向的主要根据是磁感线的方向.因小磁针最终静止下来时N极的指向就是该点的磁感线的切向方向.根据安培定那么，画出螺线管通电后的磁感线，结合小磁针在

7、磁场中静止时所指的方向进展断定.注意螺线管内部小磁针不能简单地利用磁极间的作用规律断定.答案：A、C两处小磁针N极向右转；B、D、E处小磁针N极向左转，最后如图3-3-5所示.图3-3-5温馨提示：1如何断定通电导线周围的小磁针的转动方向？ 认清小磁针所在位置.弄清小磁针是在通电直导线的上方还是下方，左侧还是右侧；是在通电螺线管的内部还是外部，是在螺线管的轴线上还是在螺线管的某一侧. 认清小磁针能绕什么样的轴转动. 根据的电流方向，利用安培定那么断定小磁针所在处的磁场方向即小磁针所在处的磁感线的切线方向. 由于小磁针N极所受磁场力的方向与所在处的磁场方向一样，所以小磁针的N极将沿着小于180的

8、角旋转，直到N极的指向与所在点的磁场方向一样为止.在说明小磁针的转动方向时，必须说明是从什么方向观察的，而且观察的方向应垂直于小磁针的旋转平面.【例2】如图3-3-6甲所示是三根平行直导线的截面图，假设它们的电流大小都一样，且ab=ac=ad，那么a点的磁感应强度的方向是 图3-3-6A.垂直纸面指向纸里 B.垂直纸面指向纸外C.沿纸面由a指向b D.沿纸面由a指向d思路分析：空间存在三根通电直导线，每根导线都会在其周围产生磁场，而磁感应强度是一个矢量，所以a点的磁感应强度应为b、c、d三根导线在a点所产生的磁感应强度的叠加.通电直导线磁场的磁感线为同心圆，所以可画出三根导线在a点所产生的磁感

9、应强度，如图3-3-6乙所示.根据对称性，b、d两根导线在a点所产生的磁感应强度大小相等、方向相反，那么a点的磁感应强度方向就是c导线在a点产生的磁感应强度方向.答案：D温馨提示：每根导线在a点产生的磁感应强度大小相等，关键是确定每根导线在a处产生的磁感应强度的方向，由矢量合成法那么求合磁感应强度.【例3】如图3-3-7所示，两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将填“吸引“排斥或“无作用力，A端将感应出 极.图3-3-7思路分析：当螺线管通电后，螺线管中的磁场使两根软铁棒磁化，两棒的左端同为N极，右端同为S极，两棒互相吸引，A端磁化出S极.答案：吸引 S【例4】如图3-3-8所示，线圈平面与程度方向成角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，那么穿过线圈的磁通量=_.图3-3-8思路分析：线圈平面与磁感应强度B方向不垂直，不能