1、1第三章 3 几种常见的磁场基础夯实 一、选择题(15 题为单选题，6、7 题为多选题)1(2016上海市浦东新区高二下学期期末)关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( C )A磁感线和磁场都是客观存在的B磁铁的磁感线总是从 N极出发，到 S极终止C磁感线越密的地方磁场越强D磁感线的切线方向就是小磁针 S极在此位置的受力方向解析：磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，但不是真实存在的，故 A错误；磁感线在磁铁的外部是从磁铁的 N极到 S极，在磁铁的内部是 S极指向 N极，磁铁内部的磁感线与外部的磁感线形成闭合曲线，故 B错误；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，故 C正
2、确；磁感线的切线方向就是磁场的方向，是小磁针 N极在此位置的受力方向，故 D错误，故选 C。2.(2016广东培正中学高三模拟)用一根条形磁铁的一端去吸引三枚大头针的根部，待平衡后，如图所示结果正确的是( C )解析：大头针被磁化后，相靠近一端的磁极相同而排斥，选项 C正确。3磁场中某区域的磁感线如图所示，则( B )A a、 b两处的磁感应强度的大小不等， BaBbB a、 b两处的磁感应强度的大小不等， BaBbC同一通电导线放在 a处受力一定比放在 b处受力小D a处没有磁感线，所以磁感应强度为零解析：由图可知 b处的磁感线较密， a处的磁感线较疏，所以 BaBb，故 A错，B 对，通电
3、导线在磁场中受力的大小与导线在磁场中的放置方向有很大关系，而不是仅仅取决于B与 LI的大小，故 C错，磁感线是用来描述磁场的，而又不可能在存在磁场的区域内全部画磁感线，故 D错。答案为 B。24如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是( C )A两棒均显磁性B两棒均不显磁性C甲棒不显磁性，乙棒显磁性D甲棒显磁性，乙棒不显磁性解析：根据安培的分子电流假说可知，分子电流使每个分子相当于一个小磁针，甲铁棒中各分子电流取向是杂乱无章的，磁性抵消，对外不显示磁性；乙棒内部各分子电流取向大致相同，分子电流的磁性
4、增强，对外显示磁性，C 正确。5(2017黑龙江大庆实验中学高二上学期期末)如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积 S1 S2 S3，且“3”线圈处于磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为 1、 2、 3。则它们的大小关系是( C )A 1 2 3 B 1 2 3C 1 2 3 D 1 2 3解析：在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通，而内部向左的磁通相同，外部向右的磁通越大，抵消越多，总磁通越少，1,2 在同一位置，1 的外部面积大，则向右的磁通大，故 2 1；2,3 面积一样，3位置外部 B小，则外部向右磁通小，则 3 2；可知： 1
5、 2 3，选项 C正确。6(2017宁夏中卫一中高二上学期期末)下列各图中，已标出电流 I、磁感应强度 B的方向，其中符合安培定则的是( BC )解析：根据安培定则可判定 B、C 选项正确。7如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中 A、 B是位于北、南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( BD )3A带同种电荷 B带异种电荷C B带正电 D A带正电解析：云层间放电必须发生在异种电荷之间，故 B对；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子
6、，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场。由题意知，从南往北看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从 A流向 B的，故可知 A带正电， B带负电。所以 D选项正确。二、非选择题8如图所示，线圈平面与水平方向夹角 60，磁感线竖直向下，线圈平面面积S0.4m 2，匀强磁场磁感应强度 B0.6T，则穿过线圈的磁通量 为多少？把线圈以 cd为轴顺时针转过 120角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？答案：0.12Wb 0.36Wb解析：线圈在垂直磁场方向上的投影面积S Scos600.4 m20.2m 212穿过线圈的磁通量 BS 0.60.2Wb0.12Wb。线圈以
7、 cd为轴顺时针方向转过 120角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量 2 BS0.60.4Wb0.24Wb。故磁通量的变化量 | 2 |0.240.12|Wb0.36Wb。能力提升 一、选择题(14 题为单选题，5、6 题为多选题)1阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示。若图中电源的电压固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正确的是( C )4A电路中的电源必须是交流电源B电路中的 a端点须连接直流电源的正极C若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度D若将
8、可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度解析：由题意可知，玩偶稳定地飘浮起来，且下端为 S极，则线圈的上端为 S极，根据右手螺旋定则可得，电源通的是直流电，且 a端为电源的负极，故 A、B 错误，若增加环绕软铁的线圈匝数，从而增加线圈的磁场，导致玩偶飘浮的最大高度增加，故 C正确；若将可变电阻的电阻值调大，则线圈中的电流减小，导致玩偶飘浮的最大高度减小，故 D错误。2如图所示，质量为 m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为 ，则下列说法正确的是( C )A回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为 mgtanB回形针静止时受到的细线的拉力大小为 mgcosC现用
9、点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了解析：回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故 A、B 错误；对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，所以选项C正确，D 错误。3(2016上海杨浦区三模)如图所示，一柱状磁体其轴线与 z轴平行，且在 zoy平面内，其中点在 y轴上。现有四个圆形线圈， a在 xoz平面内，其轴线为 y轴； b在 yoz平面内； c在 xoy平面内， d在 zoy平面内。下列说
10、法正确的是( A )5A穿过 a、 b、 d的磁通量为零B穿过 b、 c、 d的磁通量为零C穿过 b、 d的磁通量为零，穿过 a、 c的磁通量不为零D穿过 a、 b、 c、 d的磁通量均不为零解析：由磁感线的分布可知，磁感线与线圈 b、 d平行，不穿过两个线圈，则 b、 d两线圈的磁通量为零，对于线圈 a，上半圆与下半圆磁感线的方向相反，数量相等，完全抵消，所以 a的磁通量为零，A 正确。4(2016湖北宜昌夷陵区月考)如图所示，长直导线 AB、螺线管 C、电磁铁 D三者串联在同一电路中，它们之间相距较远，产生的磁场互不影响，开关 S闭合后，图中所示的四个可自由转动的小磁针 a、 b、 c、
11、d的北极(黑色一端)静止时的指向正确的是( B )A a B b C c D d解析：可自由转动的小磁针在磁场中静止时的北极指向与其所在处磁感线的方向一致，通过直导线 AB周围的磁感线是以导线 AB上各点为圆心的同心圆，且都在与导线垂直的平面上，其方向为逆时针方向(俯视)，A 错误。通电螺线管 C周围的磁感线分布与条形磁铁周围的磁感线分布相似，可知小磁针 b处的磁感线方向由右指向左，小磁针 c处的磁感线方向由左指向右，B 正确，C 错误。电磁铁 D周围的磁感线分布与蹄形磁铁周围的磁感线分布相似，可知小磁针 d处的磁感线方向是由左指向右，D 错误。5(2018湖北武汉外国语学校高二上学期期末)如
12、图，两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、 N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。 a、 O、 b在M、 N的连线上， O为 MN的中点， c、 d位于 MN的中垂线上，且 a、 b、 c、 d到 O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( CD )A O点处的磁感应强度为零6B a、 b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C c、 d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D a、 c两点处磁感应强度的方向相同解析：根据安培定则可知 M、 N导线中的电流在 O点产生的磁场方向均垂直 MN连线，由 o d，故 O处的磁感应强度不为零，选项 A错误；由于 M、 N
13、两导线中电流大小相等，根据对称性知 Ba Bb，磁感应强度方向均垂直于 M、 N连线，方向相同，选项 B错误；c、 d关于 O点对称， M、 N两导线中的电流在 c、 d两点产生的磁感应强度的矢量和相等且方向均为 c d，选项 C正确；由于 a、 b、 c、 d四点磁感应强度方向均相同，选项 D正确。6(2016宁夏银川一中高二检测)南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电的螺线管，如图所示，下列说法正确的是( AC )A若将 a端接电源正极， b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小B若将 a端接电源正极， b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大C若将 b端接电源正极， a端接
14、电源负极，则弹簧测力计示数将增大D不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变解析：分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化，关键在于确定螺线管与地球磁场之间的作用情况。一方面，可以将地球等效处理为一个大磁铁，地理南极相当于磁铁的 N极，因而在南极附近地磁场方向近似竖直向上，如图所示。另一方面，可利用右手螺旋定则确定通电螺线管在周围产生的磁场方向，再根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”原理判定螺线管与地球之间的作用情况。二、非选择题7已知北京地面处的地磁场水平分量约为 3105 T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如下图所示。小磁针静止时 N极指向 y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针 N极指向与 y轴正方向成 60角的方向。请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针7处产生的磁感应强度大小。(保留一位有效数字)答案：如图，510 5 T解析：通电螺线管在坐标原点处产生的磁场沿 x轴正方向，由安培定则即可确定电流的绕向。设螺线管在小磁针处产生的磁场为 Bx，则有：tan60 。BxBy即 Bx Bytan60310 5 T510 5 T。3
