2020-2021物理3-13-3 幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年物理人教版選修3-1課時(shí)作業(yè)：3-3幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)含解析課時(shí)作業(yè)22幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)時(shí)間:45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于磁感線與電場(chǎng)線的描述，下列說(shuō)法正確的是（B）A．電場(chǎng)線起始于電荷，磁感線起始于磁極B．電場(chǎng)線一定不閉合，磁感線一定是閉合的C．磁感線是小磁針在磁場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡D．沿磁感線方向磁場(chǎng)逐漸減弱解析：磁感線是假想的線，沒(méi)有起點(diǎn)也沒(méi)有終點(diǎn)，且是閉合的曲線，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱．靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線不是閉合的曲線，始于正電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn))，止于無(wú)窮遠(yuǎn)(或負(fù)電荷）．2．下圖中，已標(biāo)出電流及電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，其中正確的是（D)解析：根據(jù)右手定則可知，D正確，A、B、C錯(cuò)誤．3．如圖所示為一通電螺線管，a、b、c是通電螺線管內(nèi)、外的三點(diǎn)，則三點(diǎn)中磁感線最密處為（A)A．a(chǎn)處 B．b處C．c處 D．無(wú)法判斷4．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(shuō)法正確的是(C）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(guò)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(wú)序了D．現(xiàn)用點(diǎn)燃的火柴對(duì)回形針加熱，過(guò)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(wú)序了，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．5。如圖所示，兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線a和b，通有等值電流．在紙面上距a、b等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)P，若P點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左，則導(dǎo)線a、b中的電流方向是(A）A．a(chǎn)中向紙里，b中向紙外B．a(chǎn)中向紙外，b中向紙里C．a(chǎn)、b中均向紙外D．a(chǎn)、b中均向紙里解析：因?yàn)橥娭睂?dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感線是一簇以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓，所以直導(dǎo)線a中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直于a、P連線，直導(dǎo)線b中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直于b、P連線．又因?yàn)镻點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左,所以由矢量合成法則可知,a中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直aP向下,b中電流在P處激發(fā)的磁場(chǎng)方向垂直bP向上，再根據(jù)安培定則很容易判斷a、b中的電流方向，a中向紙里,b中向紙外,故選A.6．如圖所示,三條長(zhǎng)直導(dǎo)線都通有垂直于紙面向外的電流,且I1＝I2＝I3,則距三導(dǎo)線等距的A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向?yàn)?B）A．向上B．向右C．向左D．向下解析：I2與I3在A點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)為0，A處磁場(chǎng)方向與I1在該處產(chǎn)生磁場(chǎng)相同，故答案為B。二、多項(xiàng)選擇題7．下圖表示磁場(chǎng)的磁感線，依圖分析磁場(chǎng)中a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大的是（AC)解析：磁感線的疏密可表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?．如圖，紙面內(nèi)有兩條互相垂直的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線L1、L2，L1中的電流方向向左,L2中的電流方向向上；L1的正上方有a、b兩點(diǎn)，它們相對(duì)于L2對(duì)稱．整個(gè)系統(tǒng)處于勻強(qiáng)外磁場(chǎng)中,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向垂直于紙面向外．已知a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為eq\f（1，3）B0和eq\f(1,2)B0,方向也垂直于紙面向外．則（AC)A．流經(jīng)L1的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(7，12)B0B．流經(jīng)L1的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f（1，12）B0C．流經(jīng)L2的電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(1,12）B0D．流經(jīng)L2的電流在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f（7，12）B0解析:設(shè)導(dǎo)線L1在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，導(dǎo)線L2在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,以垂直于紙面向外為正方向,在a點(diǎn)有B0－B1－B2＝eq\f(1，3）B0,在b點(diǎn)有B0－B1＋B2＝eq\f（1,2）B0，解得B1＝eq\f(7，12）B0,B2＝eq\f(1,12）B0,故選項(xiàng)A、C正確．9.如圖所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd為正方形,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，它們按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說(shuō)法中正確的是（BCD）A．通過(guò)abcd平面的磁通量大小為L(zhǎng)2·BB．通過(guò)dcfe平面的磁通量大小為eq\f(\r（2）,2)L2·BC．通過(guò)abfe平面的磁通量大小為零D．通過(guò)整個(gè)三棱柱表面的磁通量為零解析:本題考查磁通量,abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝BS⊥＝eq\f(\r(2),2）L2B，A錯(cuò)；dcfe平面與B垂直，S＝eq\f（\r（2)，2)L2，所以Φ＝eq\f(\r(2）,2)L2B，B正確;abfe平面與B平行，S⊥＝0,Φ＝0，C正確；整個(gè)三棱柱穿進(jìn)的磁感線和穿出的磁感線條數(shù)相等，抵消為零，所以Φ＝0，D正確．三、非選擇題10．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(wèn)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S極,小磁鐵的下端為N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？交流電(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(méi)有明顯的磁性了．你認(rèn)為這種鐵芯最好用軟磁性材料制作．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(wú)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．11。已知山東地面處的地磁場(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)．他們將一小羅盤磁針?lè)旁谝粋€(gè)水平放置的螺線管的軸線上,如圖所示．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)明螺線管導(dǎo)線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?保留一位有效數(shù)字）答案：5×10－5T解析：接通電源后，小磁針N極指向是地磁場(chǎng)和螺線管的磁場(chǎng)的疊加磁場(chǎng)的方向,由此可判定螺線管的磁場(chǎng)在小磁針處方向水平向右，由安培定則判定螺線管導(dǎo)線繞向如圖甲所示．由題意知地磁場(chǎng)水平分量By＝3×10－5T,設(shè)通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)為Bx.由圖乙知eq\f(Bx,By）＝tan60°得Bx＝3×10－5×eq\r(3）T≈5×10－5T.12.如圖所示，有一個(gè)100匝的線圈，其橫截面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0。20m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變），在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：線圈橫截面是正方形時(shí)的面積S1＝L2＝（0。20）2m2＝4.0×10－穿過(guò)線圈的磁通量Φ1＝BS1＝0。50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.截面形狀為圓形時(shí)，其半徑r＝eq\f（4L,2π）＝eq\f（2L，π）.截面積大小S2＝πeq\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1（\f(2L，π)））2＝eq\f(16，100π）m2穿過(guò)線圈的磁通量Φ2＝BS2＝0.5