1、13 几种常见的磁场课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)如图所示,电流产生磁场的分布图。正确的分布图是( )解析 由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向,选项 A 正确,选项 B 错误。对于环形电流,注意让弯曲的四指指向电流的方向,可判断出选项 C 错误,选项 D 正确。答案 AD2.如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈,当在线圈中心处挂上一个小磁针,且与线圈在同一平面内,则当赫姆霍兹线圈中通以图示方向的电流时( )A.小磁针 N 极向里转B.小磁针 N 极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动解析 由于线圈中电流沿顺时针方向,根据安培定则可以确定,线圈内部轴
2、线上磁感线方向垂直于纸面向里。而小磁针 N 极受力方向和磁感线方向相同,故小磁针 N 极向里转。答案 A3.下列对磁感线的描述正确的是( )A.磁感线从磁体的 N 极出发到磁体的 S 极终止B.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其 N 极指向螺线管的南极C.磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向D.通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆解析 磁感线在磁体的内部从 S 极指向 N 极,在磁体的外部从 N 极指向 S 极,A 错误;在磁体内部的小磁针的 N 极指向磁体的 N 极,B 错误;磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,C 正确;通电直导线的磁感
3、线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组不等间距同心圆,D 错误。答案 C4.2如图所示,边长为 L 的 n 匝正方形线框 abcd 内部有一边长为 的正方形区域的匀强磁场,磁场的磁感L2应强度为 B。下列说法正确的是( )A.穿过线框 abcd 的磁通量为 BL2B.穿过线框 abcd 的磁通量为 nBL2C.穿过线框 abcd 的磁通量为BL24D.穿过线框 abcd 的磁通量为nBL24答案 C5.如图所示,左侧水平台面上固定着条形磁铁,右侧固定着螺线管。闭合开关 S 后,下列判断正确的是( )A.螺线管内的磁场方向向右,磁铁受到的斥力向左B.螺线管内的磁场方向向右,磁铁受到的斥力向
4、右C.螺线管内的磁场方向向左,磁铁受到的斥力向左D.螺线管内的磁场方向向左,磁铁受到的斥力向右解析 由安培定则可知,螺线管的 N 极在左端,螺线管内的磁场方向向左,磁铁受到的斥力向左,选项C 正确。答案 C6.(多选)如图所示,回形针系在细线下端被磁铁吸引,下列说法正确的是( )A.回形针下端为 N 极B.回形针两端出现感应电荷C.现用点燃的火柴对回形针加热,过一会儿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.用点燃的火柴对回形针加热,回形针不被磁铁吸引,原因是回形针加热后,分子电流消失了3解析 回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致,故回形针的下端为 N 极,
5、A 对,B 错;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,故 C 对,D 错。答案 AC7.为了解释地球的磁性,19 世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流 I 引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )解析 地磁场是从地球的南极附近出来,进入地球的北极附近,除两极外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量,环形电流外部磁场方向向北,由安培定则可知,B 正确;A 图地表上空磁场方向向南,A 错误;C、D 在地表上空产生的磁场方向是东西方向,C、D 错误。故选 B。答案 B8.如图所示, O 处有一通电直导线,其中的电流方向垂直于纸面向里,图形 abcd
6、为以 O 点为同心圆的两段圆弧 a 和 c 与两个半径 b 和 d 构成的扇形,则以下说法正确的是( )A.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的 b 或 d 所示,且离 O 点越远,磁场越强B.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的 b 或 d 所示,且离 O 点越远,磁场越弱C.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的 a 或 c 所示,且离 O 点越远,磁场越强D.该通电直导线所产生的磁场方向如图中的 a 或 c 所示,且离 O 点越远,磁场越弱解析 由安培定则可知,通电直导线周围的磁场磁感线是以通电导线为圆心的一些同心圆,题给通电直导线产生的磁场方向如图中 a 或 c 箭头所示,且离通电直导线
7、越远,磁场越弱,故选项 D 正确。答案 D能力提升1.通电螺线管内有一在磁场力作用下静止的小磁针,磁针指向如图所示,则( )A.螺线管的 P 端为 N 极, a 接电源的正极B.螺线管的 P 端为 N 极, a 接电源的负极C.螺线管的 P 端为 S 极, a 接电源的正极D.螺线管的 P 端为 S 极, a 接电源的负极4解析 通电螺线管内轴线的磁场方向水平向左,则 P 端为 N 极,由安培定则知, b 接电源正极,选项 B 正确。答案 B2.在磁感应强度为 B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里。如图所示, a、 b、 c、 d 是以直导线为圆心
8、的同一圆周上的四点,在这四点中( )A.b、 d 两点的磁感应强度相等B.a、 b 两点的磁感应强度相等C.c 点的磁感应强度的值最小D.b 点的磁感应强度的值最大解析如图所示,由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度,可见 b、 d 两点的磁感应强度大小相等,但方向不同,A 项错误; a 点的磁感应强度最大, c 点的磁感应强度最小,B、D 项错误,C 项正确。答案 C3.如图所示,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、
9、 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( )A.O 点处的磁感应强度为零B.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 两点处的磁感应强度的方向不同5解析 根据安培定则判断磁场方向,再结合矢量的合成知识求解。根据安培定则判断:两直线电流在O 点处产生的磁场方向均垂直于 MN 向下, O 点处的磁感应强度不为零,故 A 选项错误; a、 b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故 B 选项错误;根据对称性, c、 d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,故 C 选项正确; a、 c 两
10、点处的磁感应强度方向相同,故 D 选项错误。答案 C4.(多选)一等腰直角三棱柱如图所示,其中底面 abcd 为正方形,边长为 L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为 B,下面说法正确的是( )A.通过 abcd 平面的磁通量大小为 L2BB.通过 dcfe 平面的磁通量大小为 L2B22C.通过 abfe 平面的磁通量大小为零D.通过整个三棱柱的磁通量为零解析 abcd 平面在垂直于 B 方向的投影 S = L2,所以 =BS = L2B,选项 A 错误; dcfe 平面与 B 垂22 22直, S= L2,所以 = L2B,选项 B 正确; abfe 平面与 B 平行,
11、 S =0,= 0,选项 C 正确;整个三棱柱穿22 22进的磁感线和穿出的磁感线条数相等,抵消为零,所以 = 0,选项 D 正确。故正确选项为 B、C、D。答案 BCD5.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度 B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为 O,半径为 10 cm。现于纸面内先后放上 a、 b 两个圆形单匝线圈,圆心均在 O 处, a 线圈半径为 10 cm,b线圈半径为 15 cm,问:(1)在 B 减为 0.4 T 的过程中, a 和 b 中磁通量分别改变多少?(2)磁感应强度 B 大小不变,方向绕直径转过 30过程中, a 线圈中磁通量改变多少?(3)磁感应
12、强度 B 大小、方向均不变,线圈 a 绕直径转过 180过程中, a 线圈中磁通量改变多少?解析 (1)a 线圈面积正好与圆形磁场区域重合, 1=B r2, 2=B1 r2 =| 2- 1|=|(B1-B) r2|=1.25610-2 Wbb 线圈面积大于圆形磁场面积,即线圈的一部分面积在磁场区域外,有磁感线穿过的面积与 a 线圈相同,故磁通量的变化量与 a 线圈相同。6(2)磁场转过 30,a 线圈面积在垂直磁场方向的投影为 r2cos 30,则 =B r2cos 30 =|- 1|=B r2(1-cos 30)3 .410-3 Wb。(3)以线圈 a 正对读者的一面为观察对象,初状态磁感线从该面穿入,线圈转 180后,磁感线从该面穿出,故 =BS- (-BS)=2BS=5.010-2 Wb。答案 见解析
