第三章 第3节 几种常见的磁场
练能力、课后提升
一、选择题
1．下列关于磁场和磁感线的描述，正确的是( )
A．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场
B．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极
C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D．磁感线只能表示磁场的方向，不能表示磁场的强弱
解析：选A 根据电流的磁效应可知，磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，A选项正确；磁感线在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，B选项错误；磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，并不是沿磁感线方向，磁场逐渐减弱，C、D选项错误．
2．小华同学在探究磁极间的相互作用时，不小心将条形磁铁掉在了地上，当小华把条形磁铁拾起来再次进行实验时，发现该条形磁铁失去了磁性．则下列说法正确的是( )
A．由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流消失了
B．由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流的趋向变得一致了
C．由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流的趋向变得杂乱无章了
D．由安培的分子电流假说可知，条形磁铁中的分子电流强度减弱了
解析：选C 由安培的分子电流假说可知，原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动等作用后分子电流的排布重新变得杂乱无章，分子电流仍然存在且强度也没有发生变化，但分子电流产生的磁场相互抵消，这样就会失去磁性，C正确．
3．如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则( )
A．A点的磁感应强度一定大
B．B点的磁感应强度一定大
C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大
D．A、B两点的磁感应强度方向相同
解析：选D 只有一条磁感线，无法判断A、B两点附近的磁感线疏密情况，所以无法判断两点的磁感应强度大小关系，A、B、C均错误；因为磁感线为直线，所以两点处的磁感应强度方向相同，D正确．
4.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似，提出了分子电流假说．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．下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是( )
解析：选B 做圆周运动的电荷带负电，则环形电流方向与其运动方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，选项B正确．
5．如图所示，a、b、c为三根互相平行的通电直导线，电流大小相等，方向如图所示．p是ab连线的中点，cp⊥ab，则p处磁感应强度的方向是( )
A．p→a方向 B．p→b方向
C．p→c方向 D．c→p方向
解析：选B 根据安培定则可知，电流a在p点的磁感应强度方向为p→c，电流b在p点的磁感应强度方向为c→p，两者等大反向，相互抵消；电流c在p点的磁感应强度方向为p→b，故p处磁感应强度的方向为p→b，B选项正确．
6．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
解析：选C 线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，即磁通量大小相同，磁感线与线圈平面垂直，则Φ＝BS，磁感应强度B＝，A、B、D错误，C正确．
7．两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图甲所示的螺线管，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乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管中部的磁感应强度的大小为( )
A．0 B．0.5B
C．B D．2B
解析：选A 用双线绕成的螺线管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消．所以螺线管内部磁感应强度为零，A正确．
8．奥斯特发现电流的磁效应之后，科学家们又发现了无限长直导线在某点产生的磁场的磁感应大小满足B＝，其中μ0为常数，R为某位置到导线的距离．现有三根通有相同大小电流I的无限长直导线在同一平面内围成一边长为a的三角形区域，电流方向如图所示．关于该区域中点的磁感应强度说法正确的是( )
A．B＝，方向垂直纸面向里
B．B＝，方向垂直纸面向外
C．B＝，方向垂直纸面向里
D．B＝，方向垂直纸面向外
解析：选C 根据几何关系可知，该区域中点到各电流的距离R＝a，各电流在该处产生的磁场的磁感应强度B＝＝，左侧的电流产生的磁场在该处向外，右侧的电流产生的磁场方向向里，下侧的电流产生的磁场的方向向里，根据平行四边形定则可知，合磁场的方向向里，大小为，C选项正确．
9．(2018·长沙一中期末)三个圆环1、2、3，其半径关系为r1＝2r2＝2r3，一条形磁铁水平放置，将三个圆环套在条形磁铁上，如图所示，其中圆环3在条形磁铁的正中央．穿过三个圆环的磁通量分别用Φ1、Φ2、Φ3表示，则下列关系正确的是( )
A．Φ1>Φ2>Φ3 B．Φ1>Φ2＝Φ3
C．Φ1<Φ2<Φ3 D．Φ1<Φ2＝Φ3
解析：选C 圆环中的磁通量是以磁铁内部的磁感线为主的，外部磁感线只有一部分，内、外方向相反．每个圆环的合磁通量Φ合＝Φ内－Φ外，中间外部磁感线最稀疏，所以3处Φ外最小，1、2所在位置面积小的Φ外较小，又由于三个圆环的Φ内相同，因此Φ1最小，Φ3最大，C正确．
10．(多选)(2018·全国卷Ⅱ)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则( )
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
解析：选AC 设L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1，设L2在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2，根据右手螺旋定则，结合题意B0－(B1＋B2)＝B0，B0＋B2－B1＝B0，联立可得B1＝B0，B2＝B0，选项A、C正确．
二、非选择题
11．如图所示，两条相同的通电直导线平行固定在同一水平面内，分别通以大小相等、方向相反的电流，在两导线的公垂线上有d、e、f三个点，公垂线与导线的交点分别为a点和b点，已知da＝ae＝eb＝bf，此时d点的磁感应强度大小为B1，e点的磁感应强度大小为B2.撤去右边导线后，求f点的磁感应强度大小．
解析：d点的磁感应强度大小B1＝B1a－B1b，方向垂直纸面向外；e点的磁感应强度大小B2＝B2a＋B2b，方向垂直纸面向里；撤去右边导线后，f点的磁感应强度大小B3＝B3a，方向垂直纸面向里．根据磁感应强度的对称性可知，B1a＝B2a＝B2b，B3a＝B1b，解得B3＝－B1.
答案：－B1
12．如图1为“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验装置的示意图，E1和E2是两个电动势不同的电源，且E2>E1.将螺线管接入电源后放置在水平桌面上，调节磁传感器的高度，使磁传感器的探管正好在螺线管的轴线上．正确进行实验操作后，启动“绘图”功能在显示屏上作出B-d图象．
(1)(多选)某同学第一次实验作出图象1，第二次实验作出图象2，第二次实验得到的图象与第一次图象不同的原因可能是( )
A．滑动变阻器的滑动片位置不变，电键S由位置a改接到位置b后测量
B．滑动变阻器的滑动片位置不变，电键S由位置b改接到位置a后测量
C．电键S接在b位置，滑动变阻器的滑动片向右移动一段后测量
D．电键S接在b位置，滑动变阻器的滑动片向左移动一段后测量
(2)若螺线管的匝数为200匝，横截面积为1.50×10－4 m2，由图线1可求出穿过螺线管中部的磁通量大约为________Wb.
解析：(1)由图象可知，在同一位置，图线1的磁感应强度大，通过螺旋管的电流大，图线2所对应的电流小．滑动变阻器的滑动片位置不变，电键S由位置a改接到位置b后通过螺旋线管的电流变大，磁感应强度变大，不符合题意，A选项错误；滑动变阻器的滑动片位置不变，电键S由位置b改接到位置a后通过螺线管的电流变小，磁感应强度变小，符合题意，B选项正确；电键S接在b位置，滑动变阻器的滑动片向右移动一段后滑动变阻器接入电路的阻值变小，通过螺线管的电流变大，磁通量变大，不符合题意，C选项错误；电键S接在b位置，滑动变阻器的滑动片向左移动一段后，滑动变阻器接入电路的阻值变大，通过螺线管的电流变小，磁通量变小，符合题意，D选项正确．
(2)由图示图象1可知，在螺线管中部的磁感应强度B＝1.4 mT＝1.4×10－3 T，穿过螺旋管中部的磁通量Φ＝BS＝1.4×10－3×1.50×10－4 Wb＝2.1×10－7 Wb.
答案：(1)BD (2)2.1×10－7
13.如图所示，有一个100匝的线圈．其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？
解析：线圈横截面是正方形时的面积
S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2 m2.
穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb.
横截面形状为圆形时，其半径r＝＝.
横截面面积大小
S2＝π2＝ m2.
穿过线圈的磁通量
Φ2＝BS2＝0.50× Wb≈2.55×10－2 Wb.
所以磁通量的变化
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb.
答案：5.5×10－3 Wb
课件29张PPT。第3节 几种常见的磁场练能力、课后提升固知识、要点梳理固知识、要点梳理练能力、课后提升 点 击 进 入
