5.1 磁场 同步练习（含答案解析) (2)

5.1
磁场
同步练习
一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分)
1.如图1所示，为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁场线最密处为(　　)
A．a处　　　　　　　　
B．b处
C．c处
D．无法判断
图1
解析：通电螺线管的磁场类似于条形磁铁，内部最强，两端稍弱，外部的中间部分最弱．
答案：A
2.如图2所示，一束带电粒子沿虚线水平飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者，那么这束带电粒子可能是(　　)
A．向右飞的正离子
B．向左飞的负离子
图2
C．向右飞的负离子
D．向左飞的正离子
解析：由“带电粒子沿虚线水平飞过磁针上方，并与磁针方向平行，能使磁针N极转向读者”，可知电流的磁场在小磁针所在处是垂直于纸面指向读者的．
依据安培定则可得，电流的方向水平向左．因此，如果这束带电粒子是正离子，则向左飞行；如果是负离子，则向右飞行．
答案：CD
3．如图3所示各图中，实线表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大的图是(　　)
图3
解析：磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱，磁感线越密的地方，磁感应强度越大，由图可知，A、C正确，B、D错误．
答案：AC
4．如图4所示是云层之间闪电的模拟图，图中B、A是位于南、北方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的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(　　)
图4
A．带同种电荷
B．带异种电荷
C．B带正电
D．A带正电
解析：小磁针的N极转向纸里，说明小磁针所在处的磁场方向垂直于纸面向里，故两块阴雨云之间的放电电流方向由A向B，故A、B两块雨云带异种电荷，且A带正电，B带负电，故A、C错误，B、D正确．
答案：BD
5．如图5所示ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线，在两根导线中央悬挂一个小磁针，静止时在同一竖直平面内．当两根导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极向纸面内转动，则两根导线中的电流方向
(　　)
A．一定都是向上
图5
B．一定都是向下
C．ab中电流向下，cd中电流向上
D．ab中电流向上，cd中电流向下
解析：若电流同向，则小磁针所在处磁感应强度叠加后为零，小磁针不可能偏转，故必反向；由于小磁针N极向纸面内转动，说明合磁场方向指向纸面内，故选D.
答案：D
6．如图6所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有(　　)
A．Φ1＞Φ2
B．Φ1＝Φ2
C．Φ1＜Φ2
图6
D．无法判断
解析：由题图可知磁场只限于虚线框内，1、2两圆环中穿过的磁感线的条数一样多，故Φ1＝Φ2，B正确．
答案：B
7．如图7所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流强度大小都相同，且ab＝ac＝ad，则a点的磁感应强度的方向是(　　)
A．垂直纸面指向纸里
B．垂直纸面指向纸外
图7
C．沿纸面由a指向b
D．沿纸面由a指向d
解析：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点产生的磁感应强度的方向，由矢量合成法则求合磁感应强度．(如图所示)
答案：D
8．取两个粗细、材料完全相同的长导线，用其中一根绕成如图8(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为(　　)
图8
A．0
B．0.5B
C．B
D．2B
解析：(b)图中双线绕制的螺线管，相邻的两匝导线中电流方向相反，大小相等，产生的磁场相互抵消，因此螺线管内中部的磁感应强度大小为零，故A正确．
答案：A
9．在全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器来控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水工序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞，排除污水．牵引电磁铁的结构如图9所示．则以下说法中正确的是(　　)
图9
A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极
B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极
C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中
D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中
解析：当a为正，b为负时，由安培定则可以判断，线圈A端为N极，B端为S极，被磁化的铁芯的A端也为N极，B端为S极，故A正确，B错误；当a、b接入交流电时，铁芯2被磁化后与线圈的磁场方向一致，故铁芯仍能被吸入线圈中，C错误，D正确．
答案：AD
二、非选择题(本题包括3小题，共46分)
10．(15分)如图10所示，一带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，旋转方向如图所示，在环左侧A处和环上方B处各放一个小磁针，平衡后小磁针N极的指向如何？
图10
解析：带负电金属环旋转时，形成了与旋转方向相反的电流，根据安培定则可判断平衡后A处小磁针N极指向左，B处小磁针N极指向右．
答案：平衡后A处小磁针N极指向左，B处小磁针N极指向右．
11．(15分)如图11所示，正方形线圈abcO边长为0.8
m，匀强磁场沿x轴正向，B＝0.2
T，线圈在图示位置绕Oz轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？
解析：由题意，初磁通量Φ1＝BSsin0°＝0.
图11
末磁通量Φ2＝BSsin60°＝0.2×0.82×
Wb＝
0．064
Wb≈0.11
Wb
∴ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11
Wb.
答案：0.11
Wb
12．(16分)如图12所示，大圆环导线A中通有电流I，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内、一半面积在A环外，试判断圆B内的磁通量是否为零，若是为零，为什么？若不为零，则磁通量是穿出来还是进去？
图12
解析：由环形电流的磁场可知在A环内的磁场方向垂直于纸面向里，A环外部的磁场方向垂直于纸面向外，磁感线是一组闭合的曲线，对于环形电流A的磁场中的磁感线均从环内进去从环外出来，显然环内的磁感线的密度大于环外磁感线的密度，当B环中有一半在A内、一半在A外时，对于B环，进去的磁感线多于出来的磁感线，磁通量不为零，是进去的．
答案：不为零，是进去的