3-3幾種常見的磁場(chǎng)

3-3幾種常見的磁場(chǎng)基礎(chǔ)夯實(shí)1．關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，下列哪些是正確的()A．磁感線從磁體的N極出發(fā)到磁體的S極終止B．自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部，其N極指向螺線管的北極C．磁感線的方向就是磁場(chǎng)方向D．兩條磁感線空隙處不存在磁場(chǎng)答案：B解析：磁感線與電場(chǎng)線不同，它是一條閉合曲線，在磁體的外部由N極到S極，而在磁體的內(nèi)部則由S極到N極，故選項(xiàng)A是不正確的。螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似，是由S極到N極，即磁場(chǎng)方向也就是從S極指向N極，所以放置其中的小磁體N極必然是指向磁場(chǎng)方向，即螺線管的北極。故選項(xiàng)B正確。只有磁感線是直線時(shí)，磁感線的方向才與磁場(chǎng)方向一致；如果磁感線是曲線，那么某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是用該點(diǎn)的切線方向來表示的，故選項(xiàng)C不正確。磁感線是為研究問題方便而假想的曲線，磁場(chǎng)中磁感線有無數(shù)條，故提出兩條磁感線之間是否有空隙，是否存在磁場(chǎng)等類似的問題是毫無意義的，故選項(xiàng)D不正確。2．(2010·廈門高二檢測(cè))下列四圖為電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布圖，正確的分布圖是()A．①③B．②③C．①④D．②④答案：C解析：由安培定則可以判斷出直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，①正確②錯(cuò)誤。③和④為環(huán)形電流，注意讓彎曲的四指指向電流的方向，可判斷出④正確③錯(cuò)誤。故正確選項(xiàng)為C。3．如圖是鐵棒甲與鐵棒乙內(nèi)部各分子電流取向的示意圖，甲棒內(nèi)部各分子電流取向是雜亂無章的，乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同，則下列說法中正確的是()A．兩棒均顯磁性B．兩棒均不顯磁場(chǎng)C．甲棒不顯磁性，乙棒顯磁性D．甲棒顯磁性，乙棒不顯磁性答案：C解析：甲棒中分子電流雜亂無章，分子電流的磁場(chǎng)相互抵消，對(duì)外不顯磁性；乙棒中分子電流取向大致一致，分子電流的磁場(chǎng)相互疊加，對(duì)外顯示出較強(qiáng)的磁性。C正確。4．如圖所示是云層之間閃電的模擬圖，圖中A、B是位于北、南方向帶有電荷的兩塊陰雨云，在放電的過程中在兩云的尖端之間形成了一個(gè)放電通道，發(fā)現(xiàn)位于通道正上方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙里，S極轉(zhuǎn)向紙外，則關(guān)于A、B的帶電情況說法中正確的是()A．帶同種電荷 B．帶異種電荷C．B帶正電 D．A帶正電答案：BD解析：云層間放電必須發(fā)生在異種電荷之間，故B對(duì)；在云層間放電時(shí)，形成的強(qiáng)電場(chǎng)和高溫將空氣電離成正離子和負(fù)離子，并在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下做定向移動(dòng)，形成電流，相當(dāng)于通電直導(dǎo)線形成磁場(chǎng)。由題意知，從南往北看，磁場(chǎng)是逆時(shí)針的，根據(jù)安培定則可以判斷電流是從A流向B的，故可知A帶正電，B帶負(fù)電。所以D選項(xiàng)正確。5．(2011·杭州高二檢測(cè))如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線，則穿過線框的磁通量將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．保持不變 D．不能確定答案：B解析：離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)越弱，穿過線圈的磁感線條數(shù)越少，磁通量逐漸減小，故只有B正確。6．(2011·濰坊高二檢測(cè))如圖所示是一種利用電磁原理制作的充氣泵的結(jié)構(gòu)示意圖。其工作原理類似于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，當(dāng)電磁鐵通入電流時(shí)，可吸引或排斥上部的小磁鐵，從而帶動(dòng)彈性金屬片對(duì)橡皮碗下面的氣室施加力的作用，達(dá)到對(duì)外充氣的效果。請(qǐng)回答以下問題：(1)當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱a流入時(shí)，發(fā)現(xiàn)吸引小磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，則電磁鐵的上端為________極，小磁鐵的下端為________極。(2)你認(rèn)為這種充氣泵是利用直流電好，還是利用交流電好？答案：________。(3)纏繞電磁鐵用的鐵芯可分為硬磁性材料和軟磁性材料。硬磁性材料在磁場(chǎng)撤去后還會(huì)有很強(qiáng)的磁性，而軟磁性材料在磁場(chǎng)撤去后就沒有明顯的磁性了。你認(rèn)為這種鐵芯最好用________材料制作。答案：(1)SN(2)交流電(3)軟磁性解析：(1)由安培定則可以判斷出電磁鐵上端為S極，小磁鐵下端為N極。(2)如果用直流電，小磁鐵要么被吸引不放，要么被排斥遠(yuǎn)離，無法進(jìn)行連續(xù)的充氣，故用交流電好。(3)因?yàn)樾枰B續(xù)充氣，所以應(yīng)該用軟磁性材料制作。7.有兩個(gè)固定的完全相同的通電圓環(huán)，通過的電流大小相同，方向如圖所示，其中一個(gè)位于豎直平面內(nèi)，另一個(gè)位于水平平面內(nèi)，每個(gè)圓環(huán)中的電流在它們的共同圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，求：O點(diǎn)總磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小？答案：eq\r(2)B解析：O點(diǎn)總磁感應(yīng)強(qiáng)度為每個(gè)圓環(huán)上電流所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和。由安培定則知，水平面內(nèi)圓環(huán)電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)豎直向下，豎直平面內(nèi)的圓環(huán)電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外，兩者相互垂直。所以B合＝eq\r(B2＋B2)＝eq\r(2)B。能力提升1．(2012·山東濟(jì)南模塊達(dá)標(biāo)測(cè)試)如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，其磁場(chǎng)互不影響，當(dāng)開關(guān)S閉合后，則小磁針北極N(黑色一端)指示磁場(chǎng)方向正確的是()A．a(chǎn)B．bC．cD．d答案：CD2．(2010·西安高二檢測(cè))如圖所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時(shí)，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是()A．向右飛行的正離子束B．向左飛行的正離子束C．向右飛行的負(fù)離子束D．向左飛行的負(fù)離子束答案：BC解析：小磁針N極的指向即是磁針?biāo)谔幍拇艌?chǎng)方向。題中磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，說明離子束下方的磁場(chǎng)方向由紙內(nèi)指向紙外。由安培定則可判定由離子束的定向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電流方向由右向左，故若為正離子，則應(yīng)是自右向左運(yùn)動(dòng)，若為負(fù)離子，則應(yīng)是自左向右運(yùn)動(dòng)。故正確答案為B、C。3．一根電纜埋藏在一堵南北走向的墻里，在墻的西側(cè)處，當(dāng)放一指南針時(shí)，其指向剛好比原來旋轉(zhuǎn)180°，由此可以斷定，這根電纜中電流的方向?yàn)?)A．可能是向北 B．可能是豎直向下C．可能是向南 D．可能是豎直向上答案：D解析：若電纜電流沿南北方向，由安培定則可知小磁針?biāo)谖恢么鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向亦即小磁針北極指向?yàn)樨Q直方向，不符合題意；當(dāng)電纜電流沿豎直向上時(shí)，小磁針?biāo)谔幋鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向沿水平方向且由北向南，與沒有電流時(shí)地磁場(chǎng)的方向正好相反，故選D。4．(2012·壽光高二檢測(cè))如圖所示，質(zhì)量為m的回形針系在細(xì)線下端被磁鐵吸引保持靜止，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，則下列說法正確的是()A．回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對(duì)它的磁力大小為mgtanθB．回形針靜止時(shí)受到的細(xì)線的拉力大小為mgcosθC．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流排列無序了D．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過一會(huì)發(fā)現(xiàn)回形針不被磁鐵吸引了，原因是回形針加熱后，分子電流消失了答案：C解析：回形針靜止時(shí)受到的磁鐵對(duì)它的磁力大小和方向都不確定，拉力大小也不能確定，故A、B錯(cuò)誤；對(duì)回形針加熱，回形針磁性消失是因?yàn)榉肿与娏髋帕袩o序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。5．(2012·試題調(diào)研)為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()答案：B解析：本題考查了對(duì)地磁場(chǎng)的認(rèn)識(shí)，由安培定則可知環(huán)形電流應(yīng)自東向西，B項(xiàng)正確。6.如圖所示，框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，則穿過平面的磁通量為________，若使框架繞OO′轉(zhuǎn)過60°角，則穿過線框平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過90°角，則穿過線框平面的磁通量為________；若從初始位置轉(zhuǎn)過180°角，則穿過線框平面的磁通量變化量為________。答案：BS；eq\f(1,2)BS；0；－2BS解析：在圖示位置時(shí)，磁感線與線框平面垂直，Φ＝BS。當(dāng)框架繞OO′軸轉(zhuǎn)過60°時(shí)可以將原圖改畫成從上面向下看的俯視圖，如圖所示，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS。轉(zhuǎn)時(shí)90°時(shí)，線框由磁感線垂直穿過變?yōu)槠叫?，Φ?。線框轉(zhuǎn)過180°時(shí)，磁感線仍然垂直穿過線框，只不過穿過方向改變了，因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，△Φ＝Φ2－Φ1＝－2BS。7．已知北京地面處的地磁場(chǎng)水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測(cè)磁體附近磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)。他們將羅盤磁針放在一個(gè)水平放置的螺線管的軸線上，如下圖所示。小磁針靜止時(shí)N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向。請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明螺線管