山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：磁场 单元测试题（含解析）

磁场
1．发现电流磁效应的物理学家是（ ）
A．法拉第
B．奥斯特
C．库仑
D．安培
2．如图所示，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小为(　　)
A． B．
C． D．
3．a、b两个相同螺线管，电流、导线和匝数都相同，绕法不同。测得螺线管a内中部的磁感应强度大小为B，则在螺线管b内中部的磁感应强度大小为
A．0 B．0.5B C．B D．2B
4．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．
5．如图所示的磁场中竖直放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右)，由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是(　　)
A．穿过线圈S1的磁通量比较大
B．穿过线圈S2的磁通量比较大
C．穿过线圈S1、S2的磁通量一样大
D．不能比较
6．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
7．关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）
A．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零
B．通过某一平面的磁通量的大小，可以用通过这个平面的磁感线的条数的多少来形象地说明
C．磁感应强度越大，磁通量越大
D．磁通量就是磁感应强度
8．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．匀强磁场中的磁感应强度可以这样测定：测出一段通电导线放在磁场中受到的安培力F及该导线的长度L、通过的电流I，则B=
B．通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．B=只是定义式，它是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关
D．通电导线所受安培力的方向就是磁感应强度的方向
9．根据奥斯特的电生磁理论，通电直导线会产生磁场，同学们结合实验提出了以下几个问题，其中认识正确的是（　　）
A．导线没有通电时，小磁针的N极大致指向南方
B．若小磁针静止在沿东西方向的放置的导线正下方，通电后可能看不到小磁针的偏转
C．若沿东西方向放置导线，通电后导线正上方的小磁针离导线越远，偏转角度越小
D．若导线沿南北放置，通电后导线延长线上放置的小磁针也会发生偏转
10．竖直面（纸面）内两固定长直导线L1、L2中通有如图所示的电流，P点位于L1、L2正中间，整个空间存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（未画出），此时P点的磁感应强度大小为0．若L1中电流反向，则P点的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，则
A．I1在P点产生的磁场的磁感应强度大小为
B．I1在P点产生的磁场的磁感应强度大小为
C．I2在P点产生的磁场的磁感应强度大小为
D．I2在P点产生的磁场的磁感应强度大小为
11．一个磁场的磁感线如图所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针沿顺时针转动，则磁场方向________。（填“向左”或“向右”）
12．如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数________（“先减小后增大”“ 先增大后减小”“不变”）
13．面积为S的矩形线框abcd，处在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，此时穿过abcd面的磁通量变化量Φ1= _______，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量Φ2=________．
14．铁磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料磁化后，当外磁场撒去后，磁畴的方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这种物质叫软磁性材料而当外磁场撤去后，滋畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这种物质叫硬磁性材料目前常用的软磁性材料主要有铁氧体、合金磁粉硬磁性材料主要有铸造合金、洳铁硼等回答下列问题：
以下用途的物体应用软磁性材料制造的一种是______
A.电铃上的电磁铁铁芯
B.电脑上的磁盘
C.银行发行的磁卡
你日常生活中哪些器具使用了磁性材料_____？说说它们为什么采用硬软磁性材料制造_________________________？至少说出三种，不包括上述三种材料
15．面积为3.0×10-12 m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10-2 T的匀强磁场中.
(1)求当线圈如何放置时,穿过线圈的磁通量最大;
(2)最大磁通量是多少?
16．在60周年国庆盛典上我国FBC－1“飞豹”新型超声速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞过，该机两翼面积分别为15 m2，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10－4 T，试回答下列问题：
(1)该机两翼的磁通量为多少？
(2)若该机花样表演翻转180°飞行，此过程中两机翼磁通量变化量为多少？
17．面积为2.5×10－2 m2的单匝矩形线圈放在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是10－3 Wb，那么，磁场的磁感应强度是多少？
18．做奥斯特实验时，把通电导线放在水平面南北方向，小磁针放在它的上方或下方，只要电流足够强，离小磁针足够近，实验都能成功．但是，把通电导线放在水平面东西方向，即使电流很强，离小磁针很近，实验中也不一定能看到小磁针偏转，这是为什么？
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，库仑发现了库仑定律，安培发现了分子电流假说，B正确．
2．C
【解析】
初位置的磁通量，若规定此时穿过线圈为正面，则当线圈转到虚线部分时穿过线圈为反面，此时磁通量为
磁通量的改变量为： 磁通量变化的大小为： ，故选C
综上所述本题答案是：C
3．A
【解析】
【详解】
在图（b）中，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在b中螺线管内中部的磁感应强度大小为零，故BCD错误，A正确。
4．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；
5．A
【解析】线圈S1处的磁感线密集，磁感应强度大；线圈S2处的磁感线稀疏，磁感应强度小，由Φ＝BS可知，面积相同时，穿过线圈S1的磁通量比较大，选项A正确．
点睛：本题考查磁通量的大小判断，要知道磁通量可以用磁感线的条数进行判断，穿过线圈的磁感线条数越多，则磁通量越大．
6．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。
7．B
【解析】
【分析】
对于匀强磁场中穿过回路的磁通量：当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零；当线圈与磁场垂直时，磁通量Φ最大，Φ＝BS．当回路与磁场方向的夹角为α时，磁通量Φ＝BSsinα．根据这三种情况分析。
【详解】
当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零，则磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零。故A错误；通过某一平面的磁通量的大小，可以用通过这个平面的磁感线的条数的多少形象地说明，故B正确；根据磁通量Φ＝BSsinα，磁通量的大小可能由B、S、α决定，故磁感应强度大，磁通量不一定大，故C错误。磁通量与磁感应强度不同，磁感应强度B＝Φ/S，故又称为磁通密度，故D错误。故选B。
【点睛】
对于匀强磁场中磁通量可以根据两种特殊情况运用投影的方法求解。对于非匀强磁场，可以根据穿过回路磁感线的多少，定性分析磁通量的大小。
8．C
【解析】
【分析】
B＝F/IL是磁感应强度的定义式，运用比值法定义，B与F、IL无关。当通电导线与磁场平行时不受磁场力，磁感应强度的方向与该处电流受力方向垂直。结合这些知识进行分析。
【详解】
磁感应强度：B＝，当电流与磁场垂直时：B＝，故A错误；当通电导线与磁场平行时，通电导线不受安培力作用，但该处磁感应强度不为零，故B错误；B＝是磁感应强度的定义式，磁感应强度是由磁场本身性质决定的，与放不放通电导线无关，故C正确；通电导线所受安培力方向与磁感应强度方向垂直，故D错误；故选C。
【点睛】
本题关键抓住比值法定义的共性来理解磁感应强度B，知道B描述磁场强弱和方向的物理量，与放入磁场中的电流元无关，由磁场本身决定。
9．BC
【解析】
【详解】
A、导线没有通电时，小磁针，只有地磁场的作用下，处于南北方向，小磁针的S极大致指向南方，故A错误；
B、当沿东西方向放置在磁针的正上方，仍不会偏转，故B正确；
C、当沿东西方向放置导线，通电后导线正上方的小磁针离导线越远，偏转角度越小，故C正确；
D、当小磁针在导线的延长线上时，没有磁场作用，因此小磁针不会偏转，故D错误。
10．AC
【解析】
【分析】
【详解】
设I1、I2在P点产生的磁场大小为B1和B2，由右手定则可知B1和B2方向均向外，则：B1+B2=B0；若L1中电流反向，则磁场方向也反向，则：B1+ B0-B2=B0；联立解得B1 =B0 ；B2=B0，故选AC.
11．向右
【解析】
试题分析：磁场中的磁感线不是实际存在的，是为了研究磁场而假想的，然而小磁针静止时N极所指向表示磁场方向．
由图知小磁针被放入方向水平向右的磁场中，小磁针N极受到水平向右的磁场力的作用，小磁针S极受到水平向左的磁场力，所以N极要转向磁场方向，而S极转向磁场方向反方向．因此导致小磁针在顺时针转动
故选A
考点：磁感应强度
点评：小磁针N极受力方向或静止时所指方向就是磁场方向，也是磁感应强度方向
12．先减小后增大
【解析】
【详解】
磁体上磁性强弱并不一样，实验证明，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱。因而铁球在条形磁铁的N极和S极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力很小。弹簧的弹力等于小球的重力和磁铁引力之和，引力先减小后增大，因此弹簧称弹力先减小后增大。
13．Φ1=BSsinθ Φ2=-BScosθ
【解析】
穿过abcd面的磁通量变化量Φ1= BSsinθ；当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量Φ2=-BScosθ.
14．A 录音机、扬声器、变压器的铁芯等 见解析
【解析】
【分析】
通过各器材或机械的构造、工作原理分析应用磁性材料的实例进行分析，明确它们的功能才能准确判断它们所用到的磁性材料．
【详解】
磁性材料在我们生活中应用广泛，如：磁卡、磁盘、磁带、电脑软盘等属于硬磁性材料；而电铃上的电磁铁铁芯是利用电流的磁效应工作的，属于软磁性的材料．故选A；
录音机的磁头的磁性要求随声音的变化而变化，故必需容易磁化也容易退磁所以应该用软磁性材料；
扬声器中的磁铁中的磁铁的磁性必需长期保留，故要用硬磁性材料；
变压器的铁芯也要随电流的变化而变化，故必需容易磁化也容易退磁所以应该用软磁性材料．
【点睛】
本题考查对生活中磁性材料的认识，这要求记住哪些是磁性材料，了解磁体在生产生活中的基本应用是解题的关键．
15．（1）当线圈平面与磁感线垂直时,穿过线圈的磁通量最大.（2）1.2×10-3 T.
【解析】（1）当线圈平面与磁感线垂直时,穿过线圈的磁通量最大.
（2）Φ=BS=4.0×10-2×3.0×10-2 T=1.2×10-3 T.
16．(1)1.26×10－3 Wb　(2)2.52×10－3 Wb
【解析】(1)据磁通量公式得
Φ＝0.42×10－4×2×15 Wb＝1.26×10－3 Wb.
(2)磁通量的变化量ΔΦ＝2Φ＝2.52×10－3 Wb.
17．4×10－2 T
【解析】当线圈绕00′轴转动至与磁场方向垂直时Φ=BS
则；
点睛：解决本题的关键掌握磁通量的公式，知道当线圈平面与磁场平行时，磁通量为0，当线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大．
18．因为地球本身有地磁场，当无通电导线时，小磁针静止时也会达到N极指向北的状态，所以当导线在水平面东西方向放置时，实验中不一定能看到小磁针偏转.
【解析】因为地球本身有地磁场，当无通电导线时，小磁针静止时也会达到N极指向北的状态，所以当导线在水平面东西方向放置时，实验中不一定能看到小磁针偏转.