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物理:3-3几种常见的磁场 试题(人教版选修3-1)


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几种常见的磁场

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时间:45 分钟 一、选择题(每小题 6 分,共 48 分)

分值:100 分

1.对于通有恒定电流的长直螺线管,下列说法中正确的是(

)

A.放在通电

螺线管外部的小磁针静止时,它的 N 极总是指向螺线管的 S 极 B.放在通电螺线管外部的小磁针静止时,它的 N 极总是指向螺线管的 N 极 C.放在通电螺线管内部的小磁针静止时,它的 N 极总是指向螺线管的 S 极 D.放在通电螺线管内部的小磁针静止时,它的 N 极总是指向螺线管的 N 极 解析: 由通电螺线管周围的磁感线分布知在外部磁感线由螺线管的 N 极指向 S 极, 在内部由 S 极指向 N 极,小磁针静止时 N 极指向为该处磁场方向. 答案:AD

2.如上图所示 ab、cd 是两根在同一竖直平面内的直导线,在两导线中央悬挂一个小磁针,静止时在 同一竖直平面内,当两导线中通以大小相等的电流时,小磁针 N 极向纸面里转动,则两导线中的电流方向 ( ) A.一定都是向上 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:小磁针所在位置跟两导线距离相等,两导线中的电流在该处磁感应强度大小相等,小磁针 N 极 向里转说明合磁感应强度方向向里,两电流在该处的磁感应强度均向里,由安培定则可判知 ab 中电流向 上,cd 中电流向下,D 正确. 答案:D
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4 3.如上图所示,矩形线圈 abcd 放置在水平面内,磁场方向与水平方向成 α 角,已知 sinα= ,线圈 5 面积为 S,匀强磁场的磁感应强度为 B,则通过线圈的磁通量为( A.BS 4BS B. 5 3BS C. 5 3BS D. 4 )

4 解析:B 与 S 有夹角 α,则 Φ=BSsinα= BS. 5 答案:B 4.如下图所示,a、b 是两根垂直纸面的直导体通有等值的电流,两导线外有一点 P,P 点到 a、b 距 离相等,要使 P 点的磁场方向向右,

则 a、b 中电流的方向为( A.都向纸里 B.都向纸外

)

C.a 中电流方向向纸外,b 中向纸里 D.a 中电流方向向纸里,b 中向纸外 解析:a、b 中电流等值,P 点与 a、b 等距,故 a、b 中电流在 P 点磁感应强度大小相等,P 点合磁感 应强度水平向右,以平行四边形定则和安培定则可判知 a 中电流向外,b 中电流向里,C 正确. 答案:C
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5.(2011· 全国卷)如上图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流 I1 和 I2,且 I1>I2;a、b、 c、d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且 a、b、c 与两导线共面;b 点在两导线之间,b、d 的连线与 导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是( A.a 点 C.c 点 ) B.b 点 D.d 点

解析:根据右手螺旋定则,I1 和 I2 虽然在 a 点形成的磁感应强度的方向相反,但由于 I1>I2,且 a 点 距 I1 较近,a 点的磁感应强度的方向向上,所以不可能为零,A 错;同理 c 点的磁感应强度可能为零,C 正确;I1,I2 在 b 点形成的磁感应强度的方向相同,不可能为零,B 错;因 b、d 的连线与导线所在平面垂 直,d 点也在两导线之间,I1、I2 在 d 点形成的磁感应强度的方向不可能相反,磁感应强度不可能为零,D 错. 答案:C

6.如上图所示,环中电流的方向由左向右,且 I1=I2,则环中心 O 处的磁场( A.最强,垂直穿出纸面 B.最强,垂直穿入纸面 C.为零 D.不能确定

)

解析:环中心 O 处的磁场由两电流 I1、I2 共同产生,由安培定则可找出两电流各自的磁场情况.电流 I1、I2 可看作方向相反的环形电流,则它们各自在 O 点产生的磁场方向可据安培定则得出,其中 I1 在 O 点
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产生磁场方向垂直纸面向里,I2 产生磁场方向垂直纸面向外,故刚好方向相反;又因为两电流大小相等, 且 O 为环的中心,则两电流在 O 处产生的磁场不只方向相反,而且大小相等,所以 O 处的磁感应强度为 零,即选项 C 正确. 答案:C 7.如下图所示,一个用毛皮摩擦过的硬橡胶环,当环绕其轴 OO′匀速转动时,放置在环的右侧轴线 上的小磁针的最后指向是( )

A.N 极竖直向上 B.N 极竖直向下 C.N 极水平向左 D.N 极水平向右 答案:D

8.实验室有一旧的学生直流电源,输出端的符号模糊不清,无法辨认正、负极,某同学设计了下面 的判断电源极性的方法:在桌面上放一个小磁针,在磁针东面放一螺线管,如上图所示,闭合开关后,磁 针指南的一端向东偏转,下列判断中正确的是( )

A.电源的 A 端是正极,在电源内电流由 A 流向 B B.电源的 A 端是正极,在电源内电流由 B 流向 A C.电源的 B 端是正极,在电源内电流由 A 流向 B D.电源的 B 端是正极,在电源内电流由 B 流向 A 答案:C

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二、解答题(共 52 分)

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9.(16 分)如上图所示,大圆导线环 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,则磁通量是穿出去还是穿进去? 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,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 是穿进去的 10.(16 分)完成下列两题.(1)已知螺线管内部的小磁针的 N 极指向如下图所示,请在图中画出螺线管 上线圈的绕向. (2)已知电磁铁的两个极性如下图所示,请在电磁铁上画出线圈的绕向.

解析:(1)由图左可得,小磁针所在处磁场水平向右,显然通电螺线管的右端为 N 极,依安培定则可得 电流的方向如图左所示.线圈绕向如图左所示. (2)依安培定则可知电流的方向如图右所示,线圈两个为串联,绕向如图右所示.
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答案:(1)如左下图所示.(2)如右下图所示

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11. 分)如下图所示, (20 匀强磁场的磁感应强度 B=2.0 T, 并指向 x 轴正方向, ab=40cm, 若 bc=30cm, ae=50cm,试求通过面积 S1(abcd)、S2(befc)和 S3(aefd)的磁通量分别为 Φ1、Φ2、Φ3 分别是多少?

解析:因为磁感应强度的方向沿 x 轴正方向,与 abcd 面垂直,所以 Φ1=BS1=2.0×0.4×0.3 Wb=0.24 Wb. befc 面与磁感应强度方向平行,所以 Φ2=0. aefd 面在垂直磁感应强度方向的投影面积为 S1, 所以 Φ3=Φ1=BS1=0.24Wb. 答案:0.24Wb 0 0.24Wb

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