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1、13 3 几种常见的磁场几种常见的磁场知识点一 磁感线1.(多选)下列关于磁感线和电场线的描述中正确的是( )A.磁感线和电场线分别是用来形象地描述磁场和电场的强弱和方向的一些假想曲线B.磁感线是闭合的曲线,电场线则是不闭合的,它从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷C.磁感线或电场线上每一点的切线方向跟该点的磁场方向或电场方向相同D.仅在电场力作用下的点电荷的运动轨迹一定与电场线重合2.在图 L3-3-1 中,用带箭头的细实线表示通电直导线周围磁感线的分布情况,其中正确的是( )图 L3-3-1知识点二 安培定则和安培分子电流假说3.为了解释地球的磁性,19 世纪安培假设:地球的磁场是由
2、绕过地心的轴的环形电流I引起的.在图 L3-3-2 中,能正确表示安培假设中环形电流方向的是( )A B C D 图 L3-3-24.一根软铁棒被磁化是因为( )A.软铁棒中产生了分子电流B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章C.软铁棒中分子电流消失D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同5.(多选)如图 L3-3-3 所示,一个电子沿逆时针方向做圆周运动,则由于电子的运动将( )A.不产生磁场B.在圆周的内侧、外侧均产生磁场C.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直于纸面向里D.产生磁场,圆心处的磁场方向垂直于纸面向外图L3-3-3知识点三 磁场的叠加6. 2018长郡中学期中 如图 L3-3-4 所示,两根
3、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.已知通电直2导线周围的磁场的磁感应强度大小B=.关于以上几点处的磁场的磁感应强度,下列说法正确的是( )图L3-3-4A.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不相等,方向相同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不同7.如图 L3-3-5 所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长直通电导线,电流的方向垂直纸面向里,以
4、直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点,连线ac和bd是相互垂直的两条直径,且b、d在同一竖直线上,则( )图 L3-3-5A.c点的磁感应强度的值最小B.b点的磁感应强度的值最大C.b、d两点的磁感应强度相同D.a、b两点的磁感应强度相同8.如图 L3-3-6 所示,三根长直通电导线中电流大小相同,通电电流方向为:b导线和d导线中电流向纸内,c导线中电流向纸外.已知a点为b、d两点的连线的中点,ac垂直于bd,且ab=ad=ac,则a点的磁场方向为( )A.垂直纸面指向纸外B.垂直纸面指向纸内C.沿纸面由a指向bD.沿纸面由a指向d图 L3-3-6知识点四 磁通量9.如图 L3-3-
5、7 所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )A.BR2B.Br2C.nBR2D.nBr2图 L3-3-710. 2018江苏启东中学期中 如图 L3-3-8 所示,线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的是( )A.穿过线框的磁通量不变B.穿过线框的磁通量先减小,后不变,再增大C.穿过线框的磁通量先增大,后不变,再减小图 L3-3-8D.穿过线框的磁通量一直增大11.如图 L3-3-9 所示,AB为水平面上一个圆的直径,在过AB的竖直平面内有一根通电导线3CD,已知CDAB,当
6、CD竖直向上平移时,电流产生的磁场穿过圆的磁通量将如何变化?图 L3-3-912.(多选)彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,图 L3-3-10 中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )图 L3-3-1013.(多选)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螺线管,如图L3-3-11 所示.下列说法正确的是( )图 L3-3-11A.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14.磁
7、场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度,其值为,式中B是磁感应强度,是磁导率,在空气中为已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一位学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一个相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离 l,并测出拉力F,如图 L3-3-12 所示.因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B= . 图 L3-3-1215.如图 L3-3-13 所示,A为橡胶圆盘,其盘面与纸面垂直,B为紧贴A的毛皮.在靠近圆盘的4中轴上有一个小磁针静止于图示位置.当沿图中箭头方向转动把手C时,小磁针将发生什么现象?图 L
8、3-3-131.ABC 解析磁感线和电场线都是用来描述场的强弱和方向的假想线,磁感线是闭合曲线, 电场线是起始于正电荷或无限远、终止于无限远或负电荷的非闭合曲线,磁感线或电场线上 每一点的切线方向跟该点场的方向相同,A、B、C 正确;仅在电场力作用下的点电荷的运动 轨迹由电场力方向和初速度方向共同决定,故其不一定与电场线重合,D 错误. 2.D 解析通电直导线的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆,且导线与各圆一定是互 相垂直的,选项 D 正确. 3.B 解析根据地磁场分布和安培定则可判断选项 B 正确. 4.D 解析软铁棒中的分子电流是一直存在的,并不因为外界的影响而产生或消失,A、C 错误.
9、根据磁化过程的实质可知,B 错误,D 正确. 5.BC 解析电子沿逆时针方向做圆周运动,形成的电流方向为顺时针方向,根据安培定则 可判断,电子的运动将在圆周的内侧、外侧均产生磁场,且圆心处的磁场方向垂直于纸面向 里,选项 B、C 正确. 6.C 解析两导线在O点产生的磁场等大同向(方向垂直连线向下),合磁场不为 0,选项 A 错误;两导线在a、b两点处产生的磁场叠加,合磁场的磁感应强度大小相等,方向相同,选项 B 错误;两导线在c、d两点处产生的磁场叠加,合磁场的磁感应强度大小相等,方向相同,选 项 C 正确;a、c两点处磁感应强度的方向相同,都是竖直向下,选项 D 错误. 7.A 解析由安培
10、定则可知,通电直导线在此圆周上产生的磁场的方向为顺时针,大小恒定 (设为B),直导线产生的磁场与匀强磁场叠加,c点的合磁感应强度为|B-B|,其值最小,a 点的合磁感应强度为B+B,其值最大,选项 A 正确,选项 B 错误;b、d两点的合磁感应强度大 小为,方向不同,选项 C、D 错误. 8.C 解析由安培定则可知,图中b、d两直线电流在a处产生的磁感应强度大小相等、方 向相反,互相抵消,故a处磁场方向决定于直线电流c,为ab. 9.B 解析磁通量与线圈匝数无关,且磁感线穿过的面积为 r2,而并非 R2,故 B 正确. 10.C 解析由=BS可得,磁通量先增大后不变再减小,选项 C 正确. 1
11、1.不变 解析导线CD周围的磁场是以CD上的点为圆心的一系列同心圆,由于CDAB且CD与AB 在同一竖直平面内,因而CD产生的磁场在AB两侧对称地从一边穿入而从另一边穿出,穿过 圆的总磁通量为 0.当CD向上平移时,对称特征不变,穿过圆的磁通量仍为 0. 12.AB 解析选项 A、B 中的电流I1、I2在线圈所在处产生的磁场方向相反,其总磁通量 可能为零,选项 A、B 正确. 13.AC 解析分析弹簧测力计示数是否变化或怎样变化,关键在于确定通电螺线管与地磁 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,可利用安培定则判定通电螺线 管在其周围产生的磁场方向,再根据“同名磁极相斥,异名磁极相吸”原理可判定通电螺线 管与地磁场之间的作用情况.综上所述,A、C 正确,B、D 错误.514. 解析拉力F做的功为W=Fl,磁铁与铁片P间隙中磁场的能量为 E=Al,根据题意有W=E,解得B=. 15.沿圆盘的中轴方向上,N 极向右偏转,S 极向左偏转 解析当转动把手C时,圆盘A的边缘处与毛皮B摩擦而带有负电荷,负电荷随圆盘做圆周 运动形成一个环形电流,环形电流在其周围产生磁场,对小磁针有力的作用,根据安培定则可 知,小磁针将发生偏转,沿圆盘的中轴方向上,N 极向右偏转,S 极向左偏转.