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磁现象、磁场和磁感应强度
【场景引入】
图一粉色的字母为什么能被吸住呢?
本节课了解的磁感应强度的概念和定义式,了解影响通电导线受力的因素;明确不同磁体或通电
导线周围的磁场分布,以及磁场中某点磁感应强度的大小计算和方向确定。
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【知识梳理】
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n
1、
磁场的性质
(1)来源:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种特殊物质。
(2)基本性质:磁场对放入磁场中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用·
(3)方向:磁场中某点的磁场方向为该点小磁针N极所受磁场力的方向·
2、
磁感应强度
(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向·
(2)定义式:
IL
通电导线垂直于磁场)·
(3)方向:小磁针静止时N极的指向.
(4)单位:特斯拉,符号T,1T=1N/(A:m)·
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(5)在求某点的磁感应强度时,一定要先把每个磁体在该点所产生的磁场的大小和方向
确定并画出,然后再根据矢量求和原理,求出该点的合磁场。
(6)磁感线:为形象描述磁场的大小和方向,人们假想的曲线。磁感线的疏密表示磁场
的大小,磁感线某点的切线方向为磁场的方向。磁感线是闭合的曲线,外部由N极指向S
极,内部由S极指向N极。
3、几种常见的磁场
(1)条形磁铁,蹄形磁铁的磁场和地磁场。
地磁S极地理北极
条形磁铁
降形磁铁
(2)电流的磁场
直线电流的磁场
环形电流的磁场
通电螺线管的磁场
特
无磁极、非匀
环形电流的两侧是N
与条形磁铁的磁场相似,管
点
强,且距导线越
极和S极,且离圆环
内为匀强磁场,管外为非匀
远处磁场越弱
中心越远,磁场越弱
强磁场
安
培
定
则
:3)匀强磁场:大小和方向不变的磁场。向内用×表示,向外用表示。
【讲练课堂】
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3
下列说法正确的是()】
A.磁场中某处磁感强度的大小,等于长为工,通以电流的一小段导线放在该处时所受磁场力F与
乘积I,L的比值
B.一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零
因为B=元,所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力的大小
比,与I,的大小成反比
D.磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均
无关
4
有一小段通电导线长为1cm,其中电流强度为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N.
则该点的磁感应强度B是()
A.B=2T
B.B≤2T
C.B≥2T
D.以上情况都有可能
5
如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O点(图中白点)为坐标原点.沿Z
轴正方向磁感应强度的大小变化情况最有可能是()
A.
B
B.
个B
第4页(共11页)中小学教育资源及组卷应用平台
磁场,磁感线
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
一、多选题
1.如图所示,关于磁铁、电流间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B.乙图中,磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
C.丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D.丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
2.下列说法中正确的是( )
A.磁场是客观存在的一种物质
B.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极
C.磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场
D.磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的,而磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用不是通过磁场发生的
3.关于安培分子电流假说,下列说法正确的是
A.假说的依据是安培通过精密仪器观察到了分子电流
B.假说揭示了静止的电荷也可以产生磁场
C.磁体的磁场是由于电荷的运动形成的分子电流产生的
D.一根铁棒不显磁性是因为分子电流取向杂乱
4.关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是 ( )
A.磁极与磁极之间,磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用
B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时北极所指的方向一致
C.磁感线总是从磁铁的N极出发,到S极终止
D.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的
5.安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示,那么( )
A.甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B.乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况
C.磁体在高温环境下磁性会减弱或消失 D.磁体在高温环境下磁性会加强
6.在通电螺线管内部有一点A,通过A点的磁感线方向一定是( )
A.从螺线管的N极指向S极
B.放在该点的小磁针北极受力的方向
C.从螺线管的S极指向N极
D.放在该点的小磁针的南极受力的方向
7.下列说法正确的是( )
A.地球一个巨大的磁体,其磁体的极在地理南极附近,磁体的极在地理北极附近
B.地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上,在北半球垂直于地面向下
C.地球的周围存在着磁场,但地磁的两极与地球的两极并不重合,而是有一个夹角,这就是磁偏角,磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的
D.在地球表面各点磁场强弱相同
8.如图所示,螺线管、蹄形铁芯、环形导线三者相距较远,当开关闭合后小磁针的N极(黑色的一端)指向正确的是( )
A.a B.b C.c D.d
9.南极考察队队员在地球南极附近用弹簧秤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,则弹簧秤示数将减小
B.若将a端接电源正极,b端接电源负极,则弹簧秤示数将增大
C.若将b端接电源正极,a端接电源负极,则弹簧秤示数将增大
D.不论螺线管通电情况如何,弹簧秤示数均不变
10.一半径为r的带负电细橡胶圆环水平放置,其单位长度所带净电荷数目为n,单个电荷的电荷量为e.当圆环以角速度ω绕中心轴线顺时针(从上往下看)匀速转动时,下列说法正确的是
A.该圆环形成的等效电流为nerω
B.该圆环形成的等效电流为
C.等效电流在中心轴线上产生的磁场方向竖直向上
D.等效电流在中心轴线上产生的磁场方向竖直向下
11.关于安培分子电流假说的说法正确的是
A.安培观察到物质内部有分子电流存在就提出了假说
B.为了解释磁铁产生磁场的原因,安培提出了假说
C.事实上物体内部都存在类似的分子电流
D.据后来科学家研究,原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符
12.指南针是我国古代四大发明之一.关于指南针,下列说明正确的是
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转
二、单选题
13.磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体.当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,其依据是( )
A.磁体的吸铁性
B.磁极间的相互作用规律
C.电荷间的相互作用规律
D.磁场对电流的作用原理
14.关于磁感线,以下说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中客观存在的曲线
B.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,也是小磁针S极静止时所指的方向
C.磁感线起始于磁铁的N极,中止于磁铁的S极
D.磁感线是人们假象出来描述磁场的,是不存在的.
15.磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )
A.两点处的磁场强弱不同,且处磁场强
B.两点处的磁场强弱不同,且处磁场弱
C.两点处的磁场方向相同
D.处没有磁感线,所以没有磁场
16.磁体的磁感线是
A.从N极出发指向S极 B.闭合的曲线,任意两条磁感线都不会相交
C.从S极出发指向N极 D.实际存在的,可用铁屑在磁场中显示出来
17.可自由转动的小磁针处在水平向左的匀强磁场中,小磁针的运动情况是( )
A.顺时针转动,最后静止,N极指向左方
B.逆时针转动,最后静止,N极指向右方
C.逆时针转动,最后静止,N极指向左方
D.顺时针转动,最后静止,N极指向右方
18.如图所示,当电流通过线圈时,磁针将发生偏转,以下判断正确的是( )
A.当线圈通以沿顺时针方向的电流时,磁针N极将指向纸外
B.当线圈通以沿逆时针方向的电流时,磁针S极将指向纸外
C.当磁针N极指向纸外时,线圈中的电流沿逆时针方向
D.以上判断均不正确
19.如图中哪个箭头能正确显示某电路中一段导体中电流产生的磁场方向( )
A.A B.B C.C D.D
20.如图所示,P点在螺线管的正上方,当螺线管通以恒定电流,不计其他磁场的影响,螺线管左边的小磁针静止时,N极的指向水平向左.则下面判断中正确的是( )
A.电源的甲端是正极,P点的磁感应强度方向向右
B.电源的乙端是正极,P点的磁感应强度方向向右
C.电源的甲端是负极,P点的磁感应强度方向向左
D.电源的乙端是负极,P点的磁感应强度方向向左
21.有一束电子流沿y轴正方向高速运动如图所示电子流在z轴上P点处所产生的磁场方向沿( )
A.x轴正方向 B.x轴负方向 C.z轴正方向 D.z轴负方向
22.关于磁感线的说法不正确的是( )
A.直线电流产生的磁场的磁感线是闭合的曲线
B.永久磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
C.磁感线是一种假想的曲线,可以用它来形象地描述磁场的强弱和方向
D.空间任意两条磁感线不相交
23.安培的分子电流假说,可用来解释( )
A.两通电导体间产生相互作用的原因 B.通电线圈产生磁场的原因
C.相邻同向电流相吸的原因 D.铁质类物体被磁化而具有磁性的原因
24.如图所示为某磁场的磁感线分布图,图中M、P的磁场的强弱及方向的关系是( )
A.方向相同,强弱不同
B.方向可能相同,强弱可能相同
C.强弱不同,方向也不同
D.强弱相同,方向相同
25.在做“奥斯特实验”时,下列操作中现象最明显的是( )
A.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的延长线上
B.沿电流方向放置磁针,使磁针在导线的正下方
C.导线沿南北方向放置在磁针的正上方
D.导线沿东西方向放置在磁针的正上方
26.如图所示,在矩形通电线圈内放一可以自由转动的小磁针,在通以如图所示方向的电流时,小磁针的指向是( )
A.N极指向不变 B.N极垂直纸面向外
C.N极垂直纸面向里 D.N极指向左边
27.如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图.其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a流入,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是( )
A.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为N极
B.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为S极
C.电磁铁的上端为N极,小磁铁的下端为S极
D.电磁铁的上端为S极,小磁铁的下端为N极
28.图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
29.下列所示各图中,小磁针的指向不正确的是
A. B. C. D.
30.如图所示,当闭合开关S,且将滑动变阻器的滑片P向右移动时,图中的电磁铁( ).
A.A端是N极,磁性增强 B.B端是N极,磁性减弱
C.A端是S极,磁性增强 D.B端是S极,磁性减弱
31.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是:( )
A.磁感线从磁体的N极出发,终止于S极
B.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小
32.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法有( )
A.磁极之间只有发生相互作用时才有磁场存在
B.磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向
C.磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极终止
D.磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线
33.如图所示,水平直导线ab通有向右的电流I,置于导线正下方的小磁针S极将( )
A.向纸外偏转 B.向纸内偏转 C.在纸面内顺时针转过90° D.不偏转
34.如图所示,ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在同一竖直平面内.当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针N极向纸面内转动,则两导线中的电流方向( )
A.一定都是向上
B.一定都是向下
C.ab中电流向上,cd中电流向下
D.ab中电流向下,cd中电流向上
35.。如图所示,当电流通过线圈时,磁针将发生偏转,以下判断正确的是( )
A.当线圈通以沿顺时针方向的电流时,磁针N极将指向读者
B.当线圈通以沿逆时针方向的电流时,磁针S极将指向读者
C.当磁针N极指向读者时,线圈中的电流沿逆时针方向
D.以上判断均不正确
36.有a、b、c、d四个小磁针,分别放置在通电螺线管的附近和内部,如图所示。其中哪一个小磁针的指向是正确的( )
A.a B.b C.c D.d
37.如图所示为电流产生磁场的分布图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
38.当导线中分别通以图示方向的电流,小磁针静止时北极指向读者的是( )
A. B.
C. D.
39.当螺线管导线中通有如图所示的电流时,其右端附近的小磁针保持静止状态,图中a、b是螺线管上相邻的两匝线圈,c、d是小磁针的两端,则( )
A.线圈a、b相互吸引,c端为小磁针的N极
B.线圈a、b相互吸引,c端为小磁针的S极
C.线圈a、b相互排斥,c端为小磁针的N极
D.线圈a、b相互排斥,c端为小磁针的S极
40.如图,一个带负电的橡胶圆盘处在竖直面内,可以绕过其圆心的水平轴高速旋转,当它不动时,放在它左侧轴线上的小磁针处于静止状态,当橡胶圆盘从左向右看逆时针高速旋转时,小磁针的N极( )
A.不偏转 B.向左偏转 C.向右旋转 D.向纸内旋转
41.19世纪法国学者安培提出了著名的分子电流假说.他认为,在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的),分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.下图中将分子电流(上图中箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是 ( )
A.A B.B C.C D.D
42.19世纪20年代,以塞贝克为代表的科学家已认识到,温度差会引起电流,安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差,从而提出如下假说:地磁场是由绕地球的环形电流引起的。则该假说中的电流方向是( )
A.由西向东垂直于磁子午线 B.由东向西垂直于磁子午线
C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向
43.如图,一束电子沿z轴正向流动,则在图中y轴上A点的磁场方向是( )
A.+x方向 B.﹣x方向 C.+y方向 D.﹣y方向
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
参考答案:
1.BC
【解析】
【详解】
A.甲图中,电流产生磁场,电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的;故A项错误;
B.乙图中,磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的;故B项正确;
CD.丙图中,电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的;故C项正确,D项错误.
2.ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A.磁场是客观存在的一种物质,A正确;
B.磁体上磁性最强的部分叫磁极,任何磁体都有两个磁极,B正确;
C.磁体或电流在自己周围的空间会产生磁场,C正确;
D.磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场发生的,磁体与通电导体之间以及通电导体与通电导体之间的相互作用也是通过磁场发生的,D错误。
故选ABC。
3.CD
【解析】
【详解】
安培根据通电螺线管的磁场与条形磁铁相似提出在分子内部存在一种环形电流,使每个分子成为一个小磁针,没有观察到了分子电流.故A错误;静止的电荷是不可以产生磁场的,选项B错误;安培认为,在原子、分子或分子团等物质微粒内部,存在着一种环形电流--分子电流,分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体.未被磁化的物体,分子电流的方向非常紊乱,对外不显磁性;磁化时,分子电流的方向大致相同,于是对外界显出显示出磁性.故CD正确.
4.AB
【解析】
【详解】
A.磁极与磁极之间,磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用,选项A正确;
B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时北极所指的方向一致,选项B正确;
C.磁感线在磁极的外部是从磁铁的N极到S极,内部从S极到N极,形成闭合的曲线,选项C错误;
D.磁感线可以用细铁屑形象的来显示,但不是真实存在的,是人们假想的曲线,选项D错误;
故选AB.
5.BC
【解析】
【分析】
【详解】
安培的分子电流假说认为,每一个分子内部有一个环形电流,等效成一个小磁针,在没有被磁化时,取向是杂乱无章的,如图甲所示;被磁化后所有的分子电流取向大致相同,如图乙所示;在高温环境下,分子运动加剧,分子电流又会变得杂乱无章了,磁体的磁性会减弱或消失。
故选BC。
6.BC
【解析】
【详解】
AC.通电螺线管内部磁场从S极指向N极,外部从N极到S极,A错误,C正确;
BD.磁场方向规定为小磁针时N极(北极)受力方向,或小磁针静止时N极(北极)所指的方向,B正确,D错误。
故选BC。
7.AB
【解析】
【详解】
A.地球一个巨大的磁体,其磁体的极在地理南极附近,磁体的极在地理北极附近,A正确;
B.地球表面的磁场的竖直分量在南半球垂直于地面向上,在北半球垂直于地面向下,B正确;
C.在地球上不同位置,磁偏角的数值是不同的,C错误;
D地磁场类似于条形磁铁的磁场,所以在地球表面赤道上的磁场最弱,两极附近磁场最强,D错误。
故选AB。
8.BCD
【解析】
【分析】
【详解】
根据安培定则,蹄形铁芯被磁化后右端为N极,左端为S极,小磁针c的指向正确;通电螺线管的磁场分布和条形磁铁相似,内部磁场向左,下方磁场向右,所以小磁针b的指向正确,小磁针a的指向错误;环形电流可等效为一个小磁体,左侧应为S极,故小磁针d的指向正确。
故选BCD。
9.AC
【解析】
【详解】
AB.若将端接电源正极,端接电源负极,则根据安培定则可知,螺线管的下端是磁场的N极,磁场的方向向下;又南极附近的磁场的方向向上,所以螺旋管将受到排斥力,弹簧测力计示数将减小,故A正确,B错误;
C.若将端接电源正极,端接电源负极,则根据安培定则可知,螺线管的上端是磁场的N极,磁场的方向向上;又南极附近的磁场的方向向上,所以螺旋管将受到吸引力,弹簧测力计示数将增大,故C正确;
D.由上分析可知,故D错误;
故选AC。
10.AC
【解析】
【分析】
负电荷Q均匀分布在橡胶环上,当环转动时,在环上任取一截面则一个周期T内穿过此截面的电荷量为Q,因此应用电流的定义式,再结合圆周运动相关的知识即可求解.
【详解】
A、B、负电荷运动的周期,则电流,故A正确,B错误;
C、D、等效电流方向是逆时针,故在中心轴线上产生的磁场方向竖直向上,故C正确,D错误.
故选AC.
【点睛】
本题考查等效电流的求法,解题关键在于明确一个周期内流过导体截面的电量.
11.BCD
【解析】
【分析】
安培所提出的“分子电流”的假说.安培认为,在原子、分子或分子团等物质微粒内部,存在着一种环形电流--分子电流,分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体.未被磁化的物体,分子电流的方向非常紊乱,对外不显磁性;磁化时,分子电流的方向大致相同,于是对外界显示出磁性.
【详解】
安培为了解释磁铁产生磁场的原因,提出的分子环形电流假说,认为在原子、分子或分子团等物质微粒内部,存在着一种环形电流--分子电流,分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体.未被磁化的物体,分子电流的方向非常紊乱,对外不显磁性;磁化时,分子电流的方向大致相同,于是对外界显出显示出磁性,说明了磁现象产生的本质,故A错误,B正确;安培提出了分子环形电流假说,事实上物体内部都存在类似的分子电流.故C正确;安培提出了分子环形电流假说后,根据科学家研究,原子内电子绕核旋转形成环形电流与安培分子电流假说相符.故D正确;故选BCD.
12.BC
【解析】
【详解】
指南针不可以仅具有一个磁极,故A错误;指南针能够指向南北,说明地球具有磁场,故B正确;当附近的铁块磁化时,指南针的指向会受到附近铁块的干扰,故C正确;根据安培定则,在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时会产生磁场,指南针会偏转与导线垂直,故D错误.
【考点定位】安培定则;地磁场
【方法技巧】本题主要是安培定则,以及地磁场相关知识,属于容易题
13.B
【解析】
【详解】
磁性水雷中的小磁针静止时,一端指南,一端指北,水雷不会爆炸;军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,由于磁极间的相互作用,水雷中的小磁针发生转动,触发水雷发生爆炸.故B项正确,ACD三项错误.
14.D
【解析】
【详解】
AD.磁场是客观存在的,磁感线是是为了描述磁场而假想的曲线,是不存在的.选项A错误,D正确;
B.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,也是小磁针静止时N极所指的方向,选项B错误;
C.磁感线在磁体的外部从磁铁的N极到S极,内部从S极到N极,形成闭合的曲线,选项C错误;
故选D.
15.B
【解析】
【分析】
【详解】
磁感线的疏密程度表示磁场强弱,切线方向表示磁场方向,可知a处磁场较弱,两处的磁场方向不同,B正确。
故选B。
16.B
【解析】
【详解】
B.磁体的磁感线在外部由N极流向S极,内部由S极流向N极,形成闭合曲线,而两条磁感线不相交,不相切,如果相交或相切,则交点处有两个方向,磁场方向不唯一;故B正确.
AC.磁感线外部由N极流向S极,内部由S极流向N极,形成闭合曲线;故A,C错误.
D.铁屑在磁场中规则排列组成的曲线可模拟磁感线,但为了描述磁场,在实验的基础上,利用建模的方法想象出来的磁感线,磁感线并不客观存在;故D错误.
17.A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可以知道,磁感线的方向是由右向左的,小磁针静止时N极所指的方向即为那一点的磁场方向,根据磁场方向可知小磁针最后静止时N极指向左方,根据受力可以知道小磁针顺时针旋转;
故选A。
18.C
【解析】
【详解】
当线圈通以沿顺时针方向的电流时,根据安培定则知,纸里是通电线圈的N极,纸外是通电线圈的S极.通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极,小磁针在通电螺线管的内部,小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同,小磁针N极垂直指向纸里.故A错误;当线圈通以沿逆时针方向的电流时,根据安培定则知,纸里是通电线圈的S极,纸外是通电线圈的N极.通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极,小磁针在通电线圈的内部,小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同,小磁针N极垂直指向纸外,而S极将指向纸内,故B错误;同理,当磁针N极指向纸外时,线圈中的电流沿逆时针方向,故C正确;由上分析可知.故D错误.故选C.
19.A
【解析】
【分析】
电流方向与磁场方向的判断,利用右手螺旋定则判断,大拇指指向电流的方向,弯曲四指表示磁感线的环绕方向.
【详解】
据电路图知,电流的方向向右,利用右手螺旋定则,大拇指指向电流的方向,弯曲四指表示磁感线的环绕方向,所以A表示正确,故A正确,BCD错误.
【点睛】
利用应用右手螺旋定则判断电流方向和磁场方向是解题的关键.
20.B
【解析】
【分析】
根据小磁针的指向判断螺线管的N、S极;根据安培定则判断通电螺线管的电流方向.
【详解】
根据小磁针的指向可知螺线管的左端为N极;根据安培定则可知通电螺线管的乙端接电源的正极;在螺线管外部的磁感线从N极到S极,可知P点的磁感应强度方向向右;故选B.
21.B
【解析】
【分析】
电子带负电,其运动方向与电流方向相反,根据安培定则判断电子流在 z 轴上的P点处所产生的磁场方向.
【详解】
电子流沿 y轴正方向运动,形成的电流方向沿 y轴负方向,根据安培定则可知,电子流在 z 轴上的P点处所产生的磁场方向是沿x轴负方向,故B正确,ACD错误.
22.B
【解析】
【详解】
A、不论是直流还是交流,磁感线是闭合曲线,故A正确;
B、磁体外部磁感线是从N极到S极,而内部是从S极到N极,故B错误;
C、磁感线是一种假想的曲线,可以用它来形象地描述磁场的强弱和方向,磁感线的疏密表示磁场强弱,磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向,故C正确;
D、任意两条磁感线不相交,若磁感线相交,则交点就有两个切线方向,磁感线上某点的切线方向即是该点磁感应强度的方向,这与该点磁感应强度只有一个确定的方向相矛盾,故D正确;
不正确的故选B.
23.D
【解析】
【分析】
【详解】
AC.两通电导体间产生相互作用是通过磁场发生的,AC错误;
B.通电线圈产生磁场是电流的磁效应,B错误;
D.安培认为,在构成物质的微粒内部,存在着一种环形电流,即分子电流,使每个微粒都成为一个微小的磁体,未被磁化的物体,分子电流杂乱无章,对外不显磁性,磁化后,分子电流方向大体相同,磁极方向相同,对外显示出磁性,D正确。
故选D。
24.C
【解析】
【分析】
磁感线是人们为了形象地描述磁场而引入的线;磁感线的方向是小磁针的N极受力的方向;磁感线的切线方向即为磁场的方向,故任意两条磁感线都不会相交;磁感线的疏密代表磁场的强弱,故磁感线越密的地方磁场越强.
【详解】
磁感线的切线方向即为磁场的方向,由图可知M与P点的磁场的方向不同;磁感线的疏密代表磁场的强弱,磁感线越密的地方场强越强,故BM>BP.故C正确,ABD错误;故选C.
25.C
【解析】
【详解】
把导线沿南北方向放置在处于静止状态的磁针的正上方。通电时磁针发生明显的偏转,是由于南北方向放置的通电导线的正下方的磁场恰好是东西方向。所以C正确;
故选C。
26.B
【解析】
【分析】
(1)对于磁体的每一条磁感线都是闭合的,即在磁体的外部是从N极指向S极,在磁体内部,磁感线是从磁体的S极指向N极;
(2)据安培定则可以判断出此时矩形线圈的N极和S极,而后根据小磁针磁感线的方向和矩形线圈磁感线的方向一致即可判断出小磁针的N极指向.
【详解】
如图所示,若通电时,据安培定则不难看出此时矩形线圈的前面是N极,其后面是S极,故其磁感线的方向是应该是垂直于纸面向外,故此时小磁针静止时的N极指向与矩形线圈的磁感线的方向是一致的,由于小磁针的磁感线应是从小磁针的N极出发回到S极的,故此时小磁针的静止时的N极应该是垂直纸面向外.
故选B.
【点睛】
知道在磁体的外部,磁感线是从N极指向S极,在磁体内部,磁感线是从磁体的S极指向N极是解决该题的关键.
27.C
【解析】
【分析】
【详解】
因为电磁铁就是有铁芯的通电螺线管,如题图,当电流从电磁铁的接线柱a流入时,电磁铁的上端为N 极,由异名磁极相互吸引知小磁铁的下端为S极,ABD错误, C正确。
故选C。
28.A
【解析】
【分析】
根据安培定则判断直线电流周围的磁场,条形磁铁周围的磁场是外部从N流向S.
【详解】
A图中电流的方向竖直向上,根据安培定则知,从上往下看,磁场方向为逆时针,故A正确.B图中电流方向竖直向下,根据安培定则知,从上往下看,磁场方向为顺时针,故B错误.C图中条形磁铁外部的磁场方向从N指向S,故C错误.D图中同名磁极周围的磁场是排斥状的,故D错误.故选A.
【点睛】
对于通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁场要熟悉,能够灵活运用右手螺旋定则,即安培定则进行判断.
29.C
【解析】
【详解】
由右手螺旋定则可知,电磁铁左侧为N极,则内部磁感线向左,故A指示正确;赤道处的磁场方向由南极指向北极,故B指示正确;磁感线从N极出发指向S极,所以小磁针的N极应指向下方,故C指示错误;磁感线从N极出发指向S极,所以小磁针的N极应指向右方,故D指示正确.所以选C.
30.B
【解析】
【分析】
根据安培定则判断出电磁铁的N、S两极,依据滑动变阻器的方向,判断出电磁铁的磁性强弱.
【详解】
如图所示,根据安培定则,用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇指所指的B端为电磁铁的N极,那么A端就是S极;同时滑动变阻器向右移动时,接入电路的电阻变大,电路电流变小,则电磁铁磁性减弱.故只有选项B的说法正确,符合题意.故选B.
【点睛】
本题是电学知识与磁现象的综合题,首先根据安培定则判断出通电螺线管的两极方向,滑动变阻器的移动可以改变电流的大小,电流增大时,电磁铁磁性增强,反之减小.
31.D
【解析】
【详解】
磁感线从磁体的N极出发,进入S极,形成闭合曲线.电流所受磁场力方向垂直于磁场和电流所确定的平面.磁感线的疏密能表示磁场强弱,沿着磁感线磁场不一定减弱.安培力的大小除了和磁场强弱电流大小有关以外,还与磁场与电流的方向夹角有关,所以在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小.答案选D.
32.B
【解析】
【详解】
磁极之间的磁场无论是否发生相互作用总是存在的,故A错误.磁感线是人为假想的曲线,磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向.故B正确.磁感线是闭合曲线,在磁体外部,从磁铁的北极出发,进入南极;在磁体内部,从南极指向北极.故C错误.用细铁屑在磁铁周围排列出的曲线可以模拟磁感线,但并不是磁感线.没有细铁屑的地方同样可以画出磁感线.故D错误.故选B.
33.A
【解析】
【详解】
当通入如图所示的电流时,根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里,由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向,所以小磁针的N极将垂直于纸面向里转动.S极向指外偏转;故A正确;故选A.
34.C
【解析】
【详解】
若两导线中的电流方向均向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极静止不动,与题意不符.故A错误.若两导线中的电流方向均向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符.故B错误.若ab中电流向上,cd中电流向下,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸里面转动,与题意相符.故C正确.若ab中电流向下,cd中电流向上,根据安培定则判断可知,小磁针N极向纸外面转动,与题意不符.故D错误.故选C.
【点睛】
由题,小磁针N极向纸面里转动,小磁针S极向纸面外转动,则小磁针N极所在磁场方向向里,小磁针S极所在磁场方向向外,根据安培定则判断.
35.C
【解析】
【详解】
安培定则:用右手握着通电线圈,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向是通电线圈的N极。
A.当线圈通以沿顺时针方向的电流时,根据安培定则知,纸里是通电线圈的N极,纸外是通电线圈的S极。通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极,小磁针在通电螺线管的内部,小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同,小磁针N极垂直指向纸里。故A错误;
B.当线圈通以沿逆时针方向的电流时,根据安培定则知,纸里是通电线圈的S极,纸外是通电线圈的N极。通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极,小磁针在通电线圈的内部,小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同,小磁针N极垂直指向纸外,故B错误;
CD.由B的分析可知,当磁针N极指向读者,线圈中电流沿逆时针方向。故C正确,D错误。
故选C。
36.D
【解析】
【详解】
由图知,电流从右侧流入螺线管,据安培定则可得,螺线管左侧为N极,右侧为S极;螺线管外部的磁感线由N极指向S极,螺线管内部的磁感线由S极指向N极,因此小磁针a、c、d处磁场水平向左,小磁针a、c指向不对,小磁针d指向正确;小磁针b处磁场水平向右,小磁针b指向不对。
故选D。
37.D
【解析】
【详解】
A、电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为逆时针(从上向下看),故A错误;
B、电流方向向上,由右手螺旋定则可得磁场为以直导线为圆心的同心圆,故B错误;
C、图中电流为环形电流,由由右手螺旋定则可知,内部磁场应向右,故C错误;
D、根据图示电流方向,由右手螺旋定则可知,内部磁感线方向向右,故D正确;故选D.
【点睛】
因磁场一般为立体分布,故在判断时要注意区分是立体图还是平面图,并且要能根据立体图画出平面图,由平面图还原到立体图.
38.C
【解析】
【详解】
A、通电直导线电流从左向右,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针静止时北极背离读者,故A错误;
B、如图所示,根据右手螺旋定则,磁场的方向逆时针(从上向下看),因此小磁针静止时北极背离读者,故B错误;
C、环形导线的电流方向如图所示,根据右手螺旋定则,则有小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针静止时北极指向读者,故C正确;
D、根据右手螺旋定则,结合电流的方向,则通电螺线管的内部磁场方向,由右向左,则小磁针的静止时北极指向左,故D错误;
39.B
【解析】
【分析】
【详解】
CD.根据电流同向相吸,反向相斥知,线圈a、b相互吸引,C、D错误;
AB.由安培定则知,螺线管右端为N极,根据同名磁极相斥,异名磁极相吸知,c端为小磁针的S极,故A错误,B正确。
故选B。
40.C
【解析】
【分析】
带负电旋转,则可知电流方向,再由右手螺旋定则可知磁极的方向,再根据磁极间的相互作用可知小磁针的偏转方向.
【详解】
带负电金属环,如图所示的旋转.则金属环的电流方向与旋转方向相反.再由右手螺旋定则可知磁极的方向:左端S极,右端N极.因此小磁针N极沿轴线向右,故C正确,ABD错误.
41.B
【解析】
【详解】
试题分析:因是负电荷运动,由图可知电流方向与图中箭头方向相反,根据安培定则知磁场方向知环形电流内部磁场方向由右向左,小磁针磁场内部由S极到N极,故小磁针的N极向左,故B正确;故选B.
考点:安培定则
【名师点睛】此题考查电流方向、安培定则和磁场方向的判定,知道分子电流可等效为小磁体.
42.B
【解析】
【详解】
地球内部磁场方向由地理北极指向地理南极,如图所示
则从上往下看,由安培定则可知电流方向为顺时针方向,即自东向西。
故选B。
43.A
【解析】
【详解】
据题意,电子流沿z轴正向流动,电流方向沿z轴负向,由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向(沿z轴负方向看),通过y轴A点时方向向外,即沿x轴正向。
故选A。
【点睛】
首先需要判断出电子束产生电流的方向,再根据安培定则判断感应磁场的方向。
答案第1页,共2页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)磁现象、磁场和磁感应强度
【场景引入】
图一粉色的字母为什么能被吸住呢?
本节课了解的磁感应强度的概念和定义式,了解影响通电导线受力的因素;明确不同磁体或通电
导线周围的磁场分布,以及磁场中某点磁感应强度的大小计算和方向确定。
教法备注
【试题来源】原创
【难度】
【知识点】
【场景】非题目
【授课时长】5min
【教学建议】
第1页(共23页)
0
此为场景导入,引导学生思考带电粒子在不同种电场中的运动去看看。
第一步:引导学生举例日常生活中的磁现象;
第二步:引导学生认识磁场,及磁感线的画法;
第三部:引导学生总结某点合磁场的求法,引入矢量求和法。
答案
无
解析
无
2
【知识梳理】
n
T
1、磁场的性质
(1)来源:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种特殊物质
(2)基本性质:磁场对放入磁场中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用,
(3)方向:磁场中某点的磁场方向为该点小磁针N极所受磁场力的方向.
第2页(共23页)
0
磁感应强度
(1)物理意义:描述磁场的强弱和方向
(2)定义式
IL
通电导线垂直于磁场)·
(3)方向:小磁针静止时N极的指向.
(4)单位:特斯拉,符号T,1T=1N/(A:m)·
(5)在求某点的磁感应强度时,一定要先把每个磁体在该点所产生的磁场的大小和方向
确定并画出,然后再根据矢量求和原理,求出该点的合磁场。
(6)磁感线:为形象描述磁场的大小和方向,人们假想的曲线。磁感线的疏密表示磁场
的大小,磁感线某点的切线方向为磁场的方向。磁感线是闭合的曲线,外部由N极指向S
极,内部由S极指向N极。
、几种常见的磁场
(1)条形磁铁,蹄形磁铁的磁场和地磁场。
地磁S极地理北极
条形磁铁
路形磁铁
第3页(共23页)
0
(2)电流的磁场
直线电流的磁场
环形电流的磁场
通电螺线管的磁场
特
无磁极、非匀
环形电流的两侧是N
与条形磁铁的磁场相似,管
点
强,且距导线越
极和S极,且离圆环
内为匀强磁场,管外为非匀
远处磁场越弱
中心越远,磁场越弱
强磁场
B
安
培
定
则
(3)匀强磁场:大小和方向不变的磁场。向内用×表示,向外用表示。
【讲练课堂】
教法备注
【试题来源】原创
【难度】
【知识点】
【场景】非题目
【授课时长】10min
【教学建议】
第一步:引导学生认识磁场的概念;
第二步:引导学生认识磁感线:
第三步:引导学生会画不同通电导线及磁铁周围的磁感线分布。
答案
无
解析
无
3
下列说法正确的是()
第4页(共23页)中小学教育资源及组卷应用平台
磁感应强度和磁通量
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1.长10 cm的通电直导线,垂直磁场方向放入磁场中,通过1 A的电流,在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N,则该磁场的磁感应强度( )
A.小于或等于4 T B.大于或等于4 T
C.等于4 T D.方向与其所受到的磁场力方向一致
2.如图所示为某条形磁铁磁场的部分磁感线.则下列说法正确的是
A.该磁场是匀强磁场
B.a点的磁感应强度比b点的磁感应强度小
C.a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大
D.a、b两点的磁场方向相反
3.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是( )
A.通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
4.有一小段通电导线,长为,通过它的电流为,把它置于匀强磁场中某处,受到的磁场力为,则该处的磁感应强度一定是( )
A. B. C. D.以上几种情况都有可能
5.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是
A.根据磁感应强度定义,某点的磁感应强度B与安培力F成正比,与I成反比
B.磁感应强度B是标量,没有方向,磁感线密集的地方磁感应强度B大些,磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些
C.磁感应强度B是矢量,方向与安培力F的方向相反
D.在确定的磁场中,同一点的磁感应强度B是确定的,不同点的磁感应强度B可能不同
6.如图,矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L,虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B,O1、O2分别为ad、bc的中点,下列判断正确的是( )
A.此时穿过线圈abcd的磁通量为2BL2
B.线圈绕ab边向纸外旋转60°角时,穿过线圈的磁通量为BL2
C.线圈绕cd边向纸外旋转60°角时,穿过线圈的磁通量为BL2
D.在线圈绕bc边向纸外旋转60°角的过程中,穿过线圈磁通量的变化量为BL2
7.有一矩形线圈,面积为S,匝数为n,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为Φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.无法判断
8.如图所示,矩形线圈放置在水平面内,磁场方向与水平方向成,已知,,回路面积为S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为( )
A.BS B.0.8BS C.0.65BS D.0.75BS
9.如图所示,正方形金属线圈a和b的边长分别为l和2l,a线圈内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4
10.由磁感线强度的定义式立可知
A.该定义式只适用于匀强磁场
B.磁感应强度B的方向与F的方向一致
C.只要满足L很短、I很小的条件,该定义式对任何磁场都适用
D.通电导线L所在处受到磁场力F为零,该处的磁感应强度B也一定为零
11.一面积为S的线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,则穿过线圈的磁通量为( )
A.0; B.B/S; C.S/B; D.BS
12.磁感应强度的单位特斯拉(T)用国际单位制的基本单位可表示为
A. B. C. D.
13.首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培,如图所示的装置,可以探究影响安培力大小的因素,实验中如果想增大导体棒摆动的幅度,可行的操作是( )
A.把磁铁的 N 极和 S 极换过来
B.减小通过导体棒的电流强度 I
C.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条
D.更换磁性较小的磁铁
14.将面积为 的圆面放入水平向右的匀强磁场中,圆面与磁感线之间的夹角为,如图所示,若穿过该圆面的磁通量为,则此匀强磁场的磁感应强度B 应等于
A. T B. C. D.
15.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.始终为零 D.不为零,但保持不变
16.关于磁感强度B,下列说法中正确的是( )
A.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大
B.磁场中某点B的方向,与放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零
D.磁场中某点B的大小,与放在该点的试探电流元的情况有关
17.有一小段通电导线,长0.01m,电流强度为5A,把它放入磁场中某一位置,受到的磁场力是0.1N,则该处磁感应强度B的大小为( )
A.B=1T B.B=2T C.B≤2T D.B≥2T
18.磁场中某区域的磁感线的如图所示,则( )
A.a、b两处的磁感应强度大小不等,Ba>Bb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,且Ba<Bb
C.a、b两处磁场方向一定相同
D.a处没有磁感线,所以磁感应强度为零
19.如图所示的磁场中,有P、Q两点.下列说法正确的是
A.P点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度
B.P、Q两点的磁感应强度大小与该点是否有通电导线无关
C.同一小段通电直导线在P、Q两点受到的安培力方向相同,都是P→Q
D.同一小段通电直导线在P点受到的安培力一定大于在Q点受到的安培力
20.关于磁通量,下列说法中正确的是( )
A.磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量
B.磁通量越大,磁感应强度越大
C.通过某一面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零
D.磁通量就是磁感应强度
21.如图所示,线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现将线圈沿轴线由A点平移到B点,穿过线圈磁通量的变化情况是( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大,后变小
22.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶1
23.如图所示,在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量与穿过B环的磁通量相比较,有( )
A. B. C. D.不能确定
24.若把地球磁场等效为一个条形磁铁的磁场,那么下列城市中哪个城市的地磁场最强( )
A.莫斯科 B.新加坡 C.广州 D.东京
25.中国是世界上研究磁现象最早的国家,中国的四大发明之一“司南”,如图所示,司南在地磁场的作用下具有指向性。下列关于司南的说法正确的是( )
A.司南是用金属铜制成的勺子,放在刻有方位的磁盘上,当它静止时,勺柄指南
B.司南是用金属铜制成的勺子,放在刻有方位的磁盘上,当它静止时,勺柄指北
C.司南是用天然磁石制成的勺子,放在刻有方位的铜盘上,当它静止时,勺柄指南
D.司南是用天然磁石制成的勺子,放在刻有方位的铜盘上,当它静止时,勺柄指北
26.三根完全相同的长直导线互相平行,通以大小和方向都相同的电流.它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处,如图所示.已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比,通电导线b在d处产生的磁场磁感应强度大小为B,则d处的磁感应强度大小为( )
A.2B
B.B
C.3B
D.3B
27.如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,在以导线截面的中心O为圆心的圆周上有a、b、cd四点,已知a点的磁感应强度为2B,方向也是竖直向下,则d点的磁感应强度的大小和方向分别为( )
A.大小为B,方向竖直向上
B.大小为2B.方向水平向右
C.大小为B,方向垂直纸面向外
D.大小为B,方向斜向右下方
28.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,∠MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的磁感应强度大小为;若将M处长直导线移至P处,则O点的磁感应强度大小为
A. B. C. D.
29.我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料,下列说法不正确的是( )
A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场与电场一样,是客观存在的一种物质
30.如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为( )
A.0 B. C. D.2B0
二、多选题
31.磁场中任一点的磁场方向,是指小磁针在磁场中( )
A.受磁场力的方向 B.北极所受磁场力的方向
C.南极所受磁场力的方向 D.北极所指的方向
32.将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中,忽略电流对匀强磁场的影响,下列图象能正确反映各量间关系的是( )
A. B. C. D.
33.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用 表示磁感应强度B的是( )
A. B.
C. D.
34.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的情况是( )
A.如图所示位置时磁通量等于BS
B.若使框架绕转过角,磁通量仍为BS
C.若从初始位置绕转过角,则磁通量变化量为-BS
D.若从初始位置线圈翻转,则磁通量变化为零
35.关于地球的磁场,下列说法正确的是( )
A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极
B.地磁场的南极在地理的北极附近
C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的
D.地球磁偏角的数值在地球上的不同地点是不同的
36.两根长直导线a、b平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图,图中O点为两根导线连线ab的中点,M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距,两导线中通有等大、同向的恒定电流,已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比,则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.O点的磁感应强度为零
D.若在N点放一小磁针,静止时其北极沿ON指向O点
第II卷(非选择题)
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三、解答题
37.金属滑杆ab连着一弹簧,水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上,如图所示,垂直cd与ef有匀强磁场,磁场方向如图所示,合上开关S,弹簧伸长2cm,测得电路中的电流为5A,已知弹簧的劲度系数为20N/m,ab的长L=0.1m.求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少?
38.在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为1cm,电流为0.5A,所受的磁场力为5×10﹣4 N.求:
(1)该位置的磁感应强度多大?
(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大?
(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受到的磁场力多大?
39.边长L=10cm的正方形线框,固定在匀强磁中,磁场的方向与线圈平面的夹角θ=30°,如图,磁感应强度随时间变化规律为B=(2+3t)T, 则3s内穿过线圈的磁通量的变化量△Φ为多少?
40.如图所示,框架的面积为,匀强磁场的磁感应强度大小为.
试求:
(1)框架平面与磁感应强度垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?
(2)若框架绕转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?
(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量改变量为多少?
(4)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量改变量为多少?
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
由安培力的公式有:F=BILsin θ,则磁场的磁感应强度为:,由于sin θ=1,则有:,方向与所受的磁场力方向垂直,选项C正确,ABD错误.故选C.
2.C
【解析】
【详解】
匀强磁场的磁感线是一些平行且等间距的直线,故A错误;磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱,故a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度,故B错误,C正确;磁感线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同,故a、b的磁场方向相同,故D错误.所以C正确,ABD错误.
3.D
【解析】
【详解】
ABC.放入磁场中的通电导线受到的力的大小和方向,不仅仅与放入磁场的通电导线的电流大小有关,还和磁场的磁感应强度大小以及电流与磁感应强度的夹角相关,ABC选项都未考虑通电导线和磁感应强度之间的夹角对其受到的力的影响,故A错误,B错误,C错误。
D.磁感应强度的大小和方向由产生磁场的场源决定,与放入磁场中的通电导线无关,故D正确。
故选D。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
若通电导线与磁感应强度方向垂直,则
若通电导线与磁感应强度方向不垂直,不是最大的磁场力,则,综上可知,C正确。
故选C。
5.D
【解析】
【详解】
A、磁感应强度由磁场本身决定,与电流、导线长度、导线受到的安培力无关,故A错误;
B、磁感应强度B是矢量,方向是小磁针N极在该点受力的方向,故B错误;
C、磁感应强度B是矢量,根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力F的方向垂直,故C错误;
D、磁感应强度是描述磁场的强弱的物理量,是由磁场本身决定的,在确定的磁场中,同一点的磁感应强度B是确定的,不同点的磁感应强度B可能不同,故D正确;
故选D.
6.B
【解析】
【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Φ=BS,图中S有磁感线穿过线圈的面积,即为有效面积.当线圈以不同的边为轴从图中位置转过60°的瞬间,线圈在垂直于磁场方向投影的面积.
【详解】
只有一半的线圈在磁场中,所以磁通量为:Φ1=B L L=BL2,故A错误;当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间,线圈在垂直于磁场方向投影的面积为:S=L 2Lcos60°=L2,磁通量:Φ2=BL2,故B正确;线框以cd边为轴转过60°时,线圈在垂直于磁场方向投影的面积为0,磁通量:Φ3=0.故C错误;线框以bc边为轴转过60°时,线圈在垂直于磁场方向投影的面积为:S′=L Lcos60°=0.5L2,磁通量:Φ4=0.5BL2,所以穿过线框的磁通量变化量是0.5BL2,故D错误;故选B.
【点睛】
本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解能力.对于公式Φ=BScosα,Scosα为线圈在在垂直于磁场方向投影的面积.
7.C
【解析】
【详解】
磁感线与线圈平面垂直,则φ=BS,磁感应强度:B=,故ABD错误,C正确;故选C.
8.B
【解析】
【详解】
根据磁通量计算公式(是线框平面与磁场方向的夹角)可以计算出通过线框的磁通量0.8BS。
故选B。
9.A
【解析】
【分析】
在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面,磁感应强度B与面积S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量,故当B与S平面垂直时,穿过该面的磁通量Φ=BS.
【详解】
由于线圈平面与磁场方向垂直,故穿过该面的磁通量为:Φ=BS,边长为l正方形金属线圈范围内有匀强磁场,所以磁场的区域面积为:S=l2 ;结合图可知,穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的,所以磁通量都是:Φ=Bl2.与线圈的大小无关,故A正确,BCD错误.故选A.
【点睛】
本题考查了磁通量的定义式和公式Φ=BS的适用范围,只要掌握了磁通量的定义和公式Φ=BS的适用条件就能顺利解决.
10.C
【解析】
【详解】
A、磁感应强度的定义式中IL为电流元,对非匀强电场同样适用,故A错误;
B、磁感强度的方向与F的方向垂直,故B错误;
C、只要满足L很短,I很小的条件,即IL是电流元,B对任何磁场都通用,故C正确;
D、通电导线L所在处受到磁场力F为零时,该处磁感应强度不一定为零,当B与L平行时,F也为零,故D错误.
11.D
【解析】
【详解】
根据磁通量的定义可知,线圈在匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,则穿过线圈的磁通量是,故D正确,A、B、C错误;
故选D.
12.D
【解析】
【详解】
磁感应强度,磁感应强度单位为T,则,故D正确,ABC错误;
13.C
【解析】
【详解】
A.导体棒摆动的幅度与安培力的大小有关,把磁铁的 N 极和 S 极换过来,磁感应强度不变,导体棒摆动的幅度不变,A错误;
B.减小通过导体棒的电流强度,减小,导体棒摆动的幅度减小,B错误;
C.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条,增大,增大,导体棒摆动的幅度增大,C正确;
D.更换磁性较小的磁铁,减小,减小,导体棒摆动的幅度减小,D错误。
故选C。
14.D
【解析】
【详解】
根据磁通量,则有:,故D正确,ABC错误;故选D.
【点睛】
线圈放在匀强磁场中,与磁场方向不垂直,将圆面投影到与磁场垂直的方向,投影面积和磁感应强度的乘积等于磁通量,再求出磁感应强度.求解磁通量时,往往根据两种特殊情况运用投影的方法求解.在匀强磁场中,当线圈与磁场方向平行时,磁能量;当线圈与磁场方向垂直时,磁能量.
15.C
【解析】
【详解】
ABCD.导线ef中的电流激发的磁场,其磁感线是环绕ef的一系列同心圆,由于ef位于直径ab的正上方,所以从直径一侧进入圆的磁感线,必将从直径另一侧的对称位置出来,即圆中的磁通量始终是为零的,故ABD错误,C正确。
故选C。
16.A
【解析】
【分析】
根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力的方向垂直;磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度.此比值与磁场力及电流元均无关.
【详解】
A、磁感线的疏密表示磁场的强弱,在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度大;故A正确.
B、磁场中某点磁感应强度B的方向,与放在该点静止小磁针N级所指方向一致,故B错误;
C、当通电直导线的方向与磁场的方向平行时,通电直导线受到的安培力为0,而磁感应强度却不为0;故C错误;
D、磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度.此比值与磁场力及电流元均无关;故D错误.
故选A.
【点睛】
本题关键要掌握磁感应强度的物理意义、定义方法,以及磁感应强度与安培力之间的关系,即可进行分析判断.
17.D
【解析】
【分析】
在磁场中磁感应强度有强弱,则由磁感应强度来描述强弱.将通电导线垂直放入匀强磁场中,即确保电流方向与磁场方向相互垂直,则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比.
【详解】
长为0.01m,电流强度为5A,把它置入某磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,当垂直放入磁场时,则公式,若不是垂直放入磁场时,则磁感应强度比2T还要大,故D正确,ABC错误.
18.B
【解析】
【详解】
AB、由磁感线的疏密可知Ba<Bb,故A错误,B正确;
C、某点的切线方向就是该点的磁场方向,故C错误;
D、磁感线是假想的,不实际存在,a处没有磁感线,磁感应强度也不为零,故D错误.
19.B
【解析】
【详解】
A、磁感线的疏密表示磁场的强弱,由图象知P点的磁场比Q点的磁场强,A错误;B、磁感应强度是由磁场本身决定的,与该点是否有通电导线无关.故B正确;C、根据左手定则,通电直导线受到的安培力的方向与磁场的方向垂直,所以它们受到的安培力的方向不能是P→Q,故C错误;D、同一小段通电直导线在在都与磁场的方向垂直的条件下,在P点受到的安培力才能大于在Q点受到的安培力,故D错误;故选B.
【点睛】解决本题的关键掌握磁感线的特点,磁感线上某点的切线方向表示磁场的方向,磁感线的疏密表示磁场的强弱.
20.C
【解析】
【详解】
A、磁通量不仅有大小,而且有方向,但磁通量是标量;故A错误
B、磁通量 所以磁通量的大小有两个因素决定,磁通量越大,磁感应强度不一定越大,故B错误;
C、磁通量,通过某一面的磁通量为零,可能是磁场与面平行,所以该处磁感应强度不一定为零,故C正确;
D、磁通量,磁通量不是磁感应强度,故D错误;
综上所述本题答案是:C
21.B
【解析】
【详解】
线圈在极和极附近时,磁场较强,磁感线较密,穿过线圈的磁感线较多,磁通量较大,而远离条形磁铁磁极附近,磁场变弱,磁感线较疏,穿过线圈的磁通量较小,故线圈在处的磁通量比较大;线圈从到的过程中磁通量逐渐减小,故B正确,A、C、D错误;
故选B。
22.A
【解析】
【详解】
根据磁通量的定义,当B垂直于S时,穿过线圈的磁通量为Ф=BS,其中S为有磁感线穿过区域的面积,所以图中a、b两线圈的磁通量相等,所以A正确;BCD错误.
【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义,它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积.
23.C
【解析】
【详解】
根据磁感线的分布情况可知,磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上,外部磁感线方向向下.由于磁感线是闭合曲线,磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数,而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分,A的面积小,抵消较小,则磁通量较大,所以.故选C.
【点睛】
在磁铁的外部,磁感线从N极出发进入S极,在磁铁内部,磁感线从S极指向N极.磁感线是闭合曲线,磁铁内外总条数相等.穿过环面的磁感线方向有两种,存在抵消情况,抵消后磁感线多,磁通量大.
24.A
【解析】
【详解】
越靠近磁极,磁感线分布越密,磁性越强,所以莫斯科最靠近北极,所以地磁场最强。
故选A。
25.C
【解析】
【详解】
司南是用天然磁石制成的勺子,司南的勺柄相当于条形磁铁的S极,因地球的南极在地磁的北极附近,可知故其静止时勺柄指南。
故选C。
26.C
【解析】
【分析】
根据每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比,得出各电流在d点所产生的B的大小关系,由安培定则确定出方向,再利用矢量合成法则求得B的合矢量的大小和方向.
【详解】
假设正方形的边长为L,通电导线b在a处所产生磁场的磁感应强度大小为B,根据几何关系得.每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比,则a与c在d处产生的磁场的强度,b在d处产生的磁场的强度为,方向如图:
则d点的磁感应强度,故B正确.
27.D
【解析】
【详解】
磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场,已知a点的磁感应强度为2B,方向也是竖直向下,那么通电直导线在a点的磁感应强度大小为B,方向竖直向下,则通电直导线在d点的磁感应强度的大小仍为B,根据右手螺旋定则,其方向水平向右;依据矢量的合成法则,则d点的合磁感应强度的大小Bd==B,其方向斜向右下方,故ABC错误,D正确;故选D.
28.B
【解析】
【详解】
依题意,每根导线在O点产生的磁感强度为,方向竖直向下,则当M移至P点时,两根导线在O点形成的磁场方向成600角,则O点合磁感强度大小为
B=2××cos30°=
故选B.
29.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题意可知,地理的南、北极与地磁场的南、北极不重合,存在磁偏角,故A正确。
B.磁感线是闭合的,再由题图可推知地球内部存在磁场,地磁南极在地理北极附近,故B正确。
C.只有赤道上方附近的磁感线与地面平行,故C错误。
D.物质存在的形式有实物粒子和场,磁场与电场一样,也是一种物质,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
30.C
【解析】
【详解】
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零,如下图所示:
由此可知,外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,即B1=B0;依据几何关系,及三角知识,则有:BPcos30°=B0; 解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0;
当P中的电流反向,其他条件不变,再依据几何关系,及三角知识,则有:B2=B0;因外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,磁场大小为B0;最后由矢量的合成法则,那么a点处磁感应强度的大小为B=,故C正确,ABD错误.
31.BD
【解析】
【分析】
【详解】
磁场中某一点的磁场方向规定为小磁针N极的受力方向,或小磁针静止时N极所指的方向,与S极受力方向相反。
故选BD。
32.BC
【解析】
【详解】
AC.由F=BIL可知,若B、L一定,F与I成正比,故A错误,C正确;
BD.B由磁场本身决定,不受F和I的影响,故B正确,D错误.
33.AC
【解析】
【详解】
当通电导线垂直于磁场方向时,可用表示B,由图知AC正确,BD错误。
故选AC。
34.AC
【解析】
【分析】
图示时刻,线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积.当它绕轴转过θ角时,线圈在磁场垂直方投影面积为Scosθ,磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积;
【详解】
A、线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积,故图示位置的磁通量为,故A正确;
B、使框架绕转过角,则在磁场方向的投影面积为,则磁通量为,故B错误;
C、当线圈从图示转过时,线框与磁场平行,故磁通量变化量为,故C正确;
D、从初始位置转过角,磁通量变化为,故D错误.
【点睛】
本题要知道对于匀强磁场中磁通量计算的一般公式,是线圈与磁场垂直方向的夹角,夹角变化,磁通量也会变化,注意磁通量要分清穿过线圈的正反面.
35.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.小磁针南极指南是因为地磁场的北极在地理的南极附近,故A错误。
B.地磁场的两极和地理两极是相反的,故B正确。
C.依据地磁场的空间分布知,只有赤道处的磁场方向和地面平行,故C错误。
D.地球磁偏角的数值在地球上的不同地点是不同的,故D正确。
故选BD。
36.BC
【解析】
【详解】
AB.由于磁场是矢量,叠加满足平行四边形定则,根据右手螺旋定则和磁场叠加原理可知,M点磁场方向垂直于MN向下,N点场方向垂直于MN向上,因此B正确,A错误;
C.两根导线在O点产生的场强大小相等,方向相反,合场强等于零,C正确;
D.若在N点放一小磁针,N极的方向就是该点磁感强度的方向,因此静止时其北极沿MN指向上方,D错误。
故选BC。
37.0.8T
【解析】
【详解】
试题分析:由安培力公式求出安培力,由平衡条件列方程可以求出磁感应强度大小.
ab受到的安培力为:F=BIL,根据胡克定律:f=k△x,
由平衡条件得:BIL=k△x,
代入数据解得:
点睛:本题主要考查了安培力公式、胡克定律,应用平衡条件求磁感应强度.
38.(1)0.1T;(2)0.1T;(3)0
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据公式
得
(2)撤去电流元,该处的磁感应强度不变
B=0.1T
(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受到的磁场力为零。
39.0.045Wb
【解析】
【详解】
试题分析:闭合电路的面积S不变,B变化,只要求出第3 s始末的磁通量之差,即可求出ΔΦ.
第3 s内就是从2 s末到3 s末,由于2 s末的磁感应强度为B1=(2+3×2)T=8 T
3 s末的磁感应强度为B2=(2+3×3)T=11 T
根据公式ΔΦ=ΔBSsinθ=(11-8)×0.12×sin 30° Wb=1.5×10-2Wb
点睛:本题主要考查了磁通量的计算,注意磁通量的表达式为ΔΦ=ΔBSsinθ.
40.(1);(2);(3);(4)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)框架平面与磁感应强度垂直时,穿过框架平面的磁通量为
(2)若框架绕转过60°,则穿过框架平面的磁通量为
(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量为
此过程中的磁通量的变化量为
(4)若从图示位置转过180°时,磁通量
则转过180°的过中,磁通量的变化量为
答案第1页,共2页
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