5.2磁场的描述 课后练习（word 含答案）

5.2磁场的描述
一、选择题（共15题）
1．如图所示，虚线是一个圆，一小磁针位于圆心，且与圆在同一竖直平面内，现使一个带负电小球在竖直平面内沿圆周高速旋转，则（ ）
A．小磁针的N极向纸面里转
B．小磁针的N极向纸面外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
2．磁感应强度为B0的匀强磁场垂直于纸面向里，通电直导线位于纸面上，M、N是通电直导线两侧关于直导线对称的两点，经测量，N点的磁感应强度是M点磁感应强度的3倍，若匀强磁场的磁感应强度大于通电导线在M、N两点产生的磁感应强度，则在M点产生的磁感应强度大小等于（　　）
A．B0 B．B0 C．B0 D．B0
3．两直导线通有大小相等、方向相反的电流，现垂直于纸面分别置于A、B两点，O点为A、B连线中点，如图所示，两导线分别在O点处所产生的磁感应强度的大小均为B。则O点的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B．B C．2B D．无法确定
4．下列说法中正确的是(　　)
A．E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量
B．库仑定律的表达式，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小
C．电荷在电场中不受静电力的作用，则该处的电场强度不一定为零
D．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零
5．关于磁感线，下列说法中正确的是（ ）
A．两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线总是从N极到S极
C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交
6．如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向为垂直纸面向里，c导线的电流方向为垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则a点的磁场方向为
A．沿纸面由a指向c
B．沿纸面由c指向a
C．沿纸面由a指向b
D．沿纸面由a指向d
7．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．磁场和磁感线都是真实存在的
B．磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲线
C．磁场对通电导线一定具有力的作用
D．磁感线一定是从N极出发，终止于S极
8．同学们，在学习的物理过程中，了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，这往往比掌握知识本身更重要。物理学史上首次发现电流的磁效应，揭示了电和磁之间的联系的科学家是（　　）
A．法拉第 B．楞次 C．安培 D．奥斯特
9．“科学技术是第一生产力”纵观人类发展，无数伟大的物理学家在追求真理的道路上不懈努力。以下相关物理学史叙述错误的是（　　）
A．伽利略的斜面实验，把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
B．牛顿为了描述物体的运动，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等概念
C．库仑扭秤实验是探究静电力常量的科学实验
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培指出一切磁现象都具有电本质
10．在地球赤道上，用磁传感器测得P点地磁场的磁感应强度大小为，将一根条形磁场固定在P点附近，N极指向正北，中心轴线水平经过P点，如图所示，用磁传感器测得P点的磁感应强度大小为；现将条形磁场以P点为轴水平旋转90°，N极指向正东，再用磁传感器测得P点的磁感应强度，其大小应为
A． B． C． D．
11．如图甲磁悬浮地球仪通电时，地球仪会悬浮起来。其原理是如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来，下列说法中正确的是（　　）
A．地球仪只受重力作用
B．电路中的电源必须是交流电源
C．电路中的b端点须连接直流电源的正极
D．若只减少环绕软铁的线圈匝数，可增加地球仪飘浮的最大高度
12．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，c方向向外，其余向里，如图所示．O点磁感应强度的方向 （ ）
A．沿oa向上 B．沿ob向左
C．沿oc向下 D．沿od向右
13．如图所示，两根平行长直导线、相距，通有大小相等、方向相反的电流。、、是导线所在平面内的三个点，它们到导线的距离分别为、、。关于这三个点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．处的磁感应强度最小 B．处的磁感应强度最大
C．、处的磁感应强度大小相等，方向相反 D．、处的磁感应强度大小相等，方向相同
14．如图所示，弹簧测力计下端挂一条形磁铁棒，其中条形磁铁棒极的一部分位于未通电的螺线管内，则下列说法正确的是（　　）
A．若将接电源正极，接电源负极，则弹簧测力计的示数将减小
B．若将接电源正极，接电源负极，则弹簧测力计的示数将增大
C．若将接电源正极，接电源负极，则弹簧测力计的示数将增大
D．若将接电源正极，接电源负极，则弹簧测力计的示数将减小
15．航空母舰舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度．电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），是电磁弹射车，回路中电流恒定，且可当长直导线处理．该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　　）
A．间的磁场是匀强磁场
B．弹射车的速度与运动的时间成正比
C．弹射车所受的安培力与电流的大小成正比
D．若回路中通以交变电流，弹射车也能正常加速
二、填空题
16．（1）最先发现电流磁效应现象的物理学家是______
（2）真空中，相隔一定距离的两个异种点电荷，他们之间相互作用的静电力为F，若两电荷之间的距离增大至原来的两倍，此时他们之间的静电力为F’，则F’：F=______
17．如图所示是利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。当电流由接线柱流入时，电磁铁吸引弹性金属片上的小磁铁向下运动，据此可知，电磁铁的上端为________（填“N”或“S”）极，小磁铁的下端为________（填“N”或“S”）极。
18．如图所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应___________。此时从上向下看，小磁针的旋转方向是___________（填顺时针或逆时针），此实验证明了：___________。
A．平行于南北方向，位于小磁针上方 B．平行于东西方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方 D．平行于西南方向，位于小磁针下方
19．第一个提出磁现象的电本质（分子电流假说）的科学家是___________。（填“安培”或“奥斯特”）
三、综合题
20．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，线圈平面面积S=0.4m2。匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度B=0.6T，求：
（1）穿过线圈的磁通量；
（2）把线圈以cd为轴逆时针转过60°，通过线圈磁通量的变化量。
21．如图所示，当电流通过圆环导线时，图中小磁针的N极指向什么方向？
22．如图所示，系在细线下端的回形针受磁铁吸引悬在空中，在回形针的下方用点燃的蜡烛加热回形针。过一段时间可以观察到回形针不再受磁铁吸引，细线回到竖直方向。试解释这一现象。
23．如图所示，在直角三角形的点和点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线，其中点处导线中电流强度为，方向垂直纸面向外，，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度，为比例系数，为该点到导线的距离，为导线中的电流强度。今测得点的磁场沿方向向右，求：
(1)点处导线中电流的方向；
(2)点处导线中电流的大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
试题分析：根据右手螺旋定则知内部磁感线方向，小磁针静止时N极的指向即为磁感线的方向．
解：带负电小球在竖直平面内沿圆周高速逆时针方向旋转，相当于沿顺时针方向的电流，根据右手螺旋定则知内部磁感线方向向里，故小磁针的N极向里转．
故选A
2．B
【详解】
根据直线电流产生的磁场特点可知，电流在M、N两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为，由磁场叠加原理，M点的合磁场，N点的合磁场，根据题意
解得
故选B。
3．C
【详解】
由右手螺旋定则可知，两导线在O点处的磁感应强度方向均向上，故O点的合磁感应强度大小为2B，C正确。
故选C。
4．B
【详解】
是电场强度定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是放入电场中的试探电荷的电荷量，它适用于任何电场，q不是产生电场的场源电荷的电荷量，故A错误；库仑定律的表达式，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小，故B正确；电荷在电场中受到的电场力：F=qE，所以电荷在某处不受静电力作用，则该处的电场强度为零，故C错误；一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则可能是电流的方向与磁场的方向平行，该处磁感应强度不一定为零，故D错误．所以B正确，ACD错误．
5．C
【详解】
磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱，其空隙处并不是不存在磁场，故A错误；根据磁感线的特点可知，在磁体外部，磁感线从N极到S极，在磁体的内部，磁感线从S极到N极，并且每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，故B错误，C正确；由于磁感应强度是矢量和每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，所以磁感线不可能相交，故D错误．所以C正确，ABD错误．
6．C
【详解】
根据安培定则知，b导线在a点产生的磁场方向竖直向下，d导线在a点产生的磁场方向竖直向上，c导线在a点产生的磁场方向水平向左。因为b、d导线在a点产生的磁场大小相等，方向相反，所以最终的磁场方向为c导线在a点产生的磁场方向，沿纸面由a指向b。故C正确，ABD错误。
故选C。
7．B
【详解】
AB．磁场是真实存在的，磁感线是为了形象地描述磁场而假想的曲线，实际上不存在，A项错误，B项正确；
C．只有当电流方向与磁场方向不平行时，磁场才会对通电导线具有力的作用，C项错误；
D．磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线从N极到S极，在磁体内部，磁感线从S极到N极，D项错误。
故选B。
8．D
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系，ABC错误，D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．伽利略的斜面实验，把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故A正确；
B．伽利略为了描述物体的运动，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等概念，故B错误；
C．库仑扭秤实验是探究静电力常量的科学实验，故C正确；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，安培指出一切磁现象都具有电本质，故D正确；
本题选择错的，故选B。
10．D
【详解】
根据题意，赤道上P点地磁场磁感应强度大小为B0；条形磁铁N极指向正北方向，其分磁感应强度也向正东，故条行磁铁在P点产生的磁感应强度为：B=B1-B0；条形磁铁N极指向正东方向，其分磁感应强度也向正东方向，此时两个分矢量垂直，故P点的合磁感应强度为：，故选D.
11．C
【详解】
A．地球仪受重力和磁场力作用，A错误；
B．电路中的电源必须是直流电源，B错误；
C．根据同名磁极相互排斥，线圈上端必须是N极，根据安培定则，电路中的b端点须连接直流电源的正极，C正确；
D．若只减少环绕软铁的线圈匝数，线圈周围的磁场减弱，地球仪所受的磁场力减小，地球仪飘浮的最大高度减小，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
试题分析：根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，而a与c导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则，则得磁场方向水平向左，故选B．
13．BD
【详解】
根据安培定则判断知：导线M在a点产生的磁场方向向里，在b、c点产生的磁场方向向外，导线N在a、b点产生的磁场方向向外，在c点产生的磁场方向向里。根据对称性可知，导线M在a点和导线N在c点产生的磁感应强度大小相等，导线M在b点和导线N在b点产生的磁感应强度大小相等，导线M在c点和导线N在a点产生的磁感应强度大小相等，且离导线越近磁感应强度越大。
AB．根据对称性和磁场矢量叠加可知，b处的磁感应强度最大，故A错误，B正确；
CD．根据对称性和磁场矢量叠加可知，、处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C错误，D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
当接电源正极，接负极时，根据线圈的绕向可知，磁铁棒的极受到的磁场力方向向下，磁铁棒极受力方向向上．由于磁铁棒的极所在处磁感线较稀，故极受力大于极受力，磁铁棒所受磁场力的合力方向向下，弹簧测力计示数增大。同理，当接电源正极，接负极时，弹簧测力计示数减小，所以BD正确；AC错误；
故选BD。
15．BD
【详解】
A．根据左手定则可知，MN、PQ间有竖直向上的磁场，且通电直导线产生的磁场为环形磁场，离导线越远磁场越弱，故不是匀强磁场，故A错误；
B．沿导轨方向磁场不变，且回路PBAM中电流恒定， 导轨间距不变，由
可知，安培力大小不变，由牛顿第二定律
可知，加速度不变，由
可知弹射车的速度与运动的时间成正比，故B正确；
C．安培力
当电流增大时，磁感应强度也增大，故弹射车所受的安培力与电流的大小不是正比关系，故C错误；
D．根据右手螺旋法则可知电流方向沿回路PBAM时，导轨之间产生竖直向上的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右；当电流方向沿回路MABP时，根据右手螺旋法则导轨之间产生竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向依然向右，故电流的变化不改变电磁弹射车所受安培力的方向，即若回路中通以交变电流，弹射车也能正常加速，故D正确。
故选BD。
16． 奥斯特 1：4
【详解】
最早发现电流磁效应现象的物理学家是奥斯特；
令两个电荷原来距离为L，电量分别为q，根据库伦定律可得
若两电荷之间的距离增大至原来的两倍，此时他们之间的静电力为
所以
17．
【详解】
根据安培定则，电磁铁上端为N极，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，小磁铁的下端为S极。
18． A 逆时针 磁体与电流之间可以通过磁场而相互作用
【详解】
导线未通电时，受地磁场影响，小磁针的S极指向南，N极指向北，所以为使实验效果明显，导线应平行于南北方向放置且位于小磁针正上方，根据安培定则，可知在导线正下方处的合磁场方向为北偏西，根据小磁针静止时N极的指向为该点的合磁场方向，所以，从上往下看，小磁针将逆时针旋转，该实验证明了磁体与电流之间可以通过磁场而相互作用。
19．安培
【详解】
安培认为在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流，使每个微粒成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性。
20．（1）0.12Wb；（2）0.12Wb
【详解】
（1）穿过线圈的磁通量为
（2）通过线圈磁通量的变化量为
21．
【详解】
方法一：对于圆环线圈，可以看成单匝通电螺线管。用右手螺旋定则判断，让弯曲的四指和电流方向一致，伸直的大拇指所指的方向为圆环电流中央磁感线的方向，也即小磁针的N极的方向。
方法二：对于圆环线圈，也可以看成是由许多非常短的直线构成的，取如下图所示的两段直线，分别用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲四指的方向就是磁感线的环绕方向。中央磁感线方向垂直纸面向外，即小磁针的N极向外。
22．这是因为回形针被磁化时，其内部分子电流的取向变得大致相同，而激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱无章，使回形针失去磁性
【详解】
这是因为回形针被磁化时，其内部分子电流的取向变得大致相同，而激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱无章，使回形针失去磁性。
23．(1)垂直纸面向里；(2)
【详解】
（1）由题意，点磁场的磁感应强度沿方向向右，设A点处导线和点处导线在点激发的磁场的磁感应强度分别为和，根据安培定则可知BA方向垂直于AC斜向右上，则BB的方向一定为垂直于BC向下，如图所示，所以点处导线中电流垂直纸面向里。
（2）由图可知
由题意知
，
由几何关系知
联立解得