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課時提升作業(yè) 十八 幾種常見的磁場
(20分鐘 50分)
一、選擇題(本題共4小題，每小題7分，共28分)
1.(2018蕪湖高二檢測)下列關(guān)于電場線和磁感線的說法中，正確的是
( )
A.電場線和磁感線都是電場或磁場中實際存在的線
B.磁場中兩條磁感線一定不相交，但在復(fù)雜電場中的電場線是可以相交的
C.電場線是一條不閉合曲線，而磁感線是一條閉合曲線
D.電場線越密的地方，同一試探電荷所受的電場力越大；磁感線分布越密的地方，同一通電導(dǎo)線所受的磁場力也越大
【解析】選C。電場線和磁感線分別是為了形象地描述電場、磁場而引入的假想線，實際并不存在，選項A錯誤；兩種場線的切線方向均表示相應(yīng)的場方向，兩種場線都不會相交，選項B錯誤；電場線起始于正電荷、終止于負(fù)電荷，而磁感線在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極，組成閉合曲線，選項C正確；電場線越密，表示該處電場越強，同一試探電荷在此處受到的電場力越大；磁感線越密表示該處磁場越強，但通電導(dǎo)線受到的磁場力大小還與通電導(dǎo)線方向和導(dǎo)線中的電流方向和大小有關(guān)，故電流受到的磁場力不一定大，選項D錯誤。
【補償訓(xùn)練】
(多選)如圖為某磁場中的磁感線，則 ( )
A.a、b兩處磁感應(yīng)強度大小不等，Ba>Bb
B.a、b兩處磁感應(yīng)強度大小不等，Ba
Bb，A對，B錯。同一小段通電導(dǎo)線在磁場中的受力除了與磁感應(yīng)強度的大小有關(guān)外，還與通電導(dǎo)線的放置有關(guān)，C錯，D對。
2.如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，小磁針處在通電電流的磁場中的位置正確的是
( )
【解析】選D。依據(jù)安培定則，判斷出電流的磁場方向；再根據(jù)小磁針靜止時N極的指向為磁場的方向，判知D正確。
【補償訓(xùn)練】
(多選)下列各圖中，已標(biāo)出電流I、磁感應(yīng)強度B的方向，其中符合安培定則的是 ( )
【解析】選B、C。根據(jù)安培定則可判定B、C選項正確。
3.如圖所示，將線圈懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵處于水平位置，和線圈在同一平面內(nèi)，且磁鐵的軸線經(jīng)過線圈圓心，通電后線圈將 ( )
A.轉(zhuǎn)動同時靠近磁鐵 B.轉(zhuǎn)動同時離開磁鐵
C.不轉(zhuǎn)動，只靠近磁鐵 D.不轉(zhuǎn)動，只離開磁鐵
【解析】選A。如圖為把環(huán)形電流等效成一個小磁針時的俯視圖，由安培定則知，此小磁針的N極向左轉(zhuǎn)動，S極向右轉(zhuǎn)動。磁鐵的N極吸引小磁針的S極，故線圈將發(fā)生轉(zhuǎn)動同時靠近磁鐵，所以A正確。
【補償訓(xùn)練】
彈簧測力計下掛一條形磁鐵，其中條形磁鐵的N極一端位于未通電的螺線管正上端，如圖所示，下列說法正確的是 ( )
A.若將a接電源正極，b接電源負(fù)極，彈簧測力計示數(shù)將不變
B.若將a接電源正極，b接電源負(fù)極，彈簧測力計示數(shù)將增大
C.若將b接電源正極，a接電源負(fù)極，彈簧測力計示數(shù)將減小
D.若將b接電源正極，a接電源負(fù)極，彈簧測力計示數(shù)將增大
【解析】選D。
4.(多選)一等腰直角三棱柱如圖所示，其中底面abcd為正方形，邊長為L，它們按圖示位置放置于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，下面說法中正確的是( )
A.通過abcd平面的磁通量大小為L2B
B.通過dcfe平面的磁通量大小為22L2B
C.通過abfe平面的磁通量大小為零
D.通過整個三棱柱的磁通量為零
【解析】選B、C、D。abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥=22L2，所以Φ=BS⊥=22L2B，選項A錯誤；dcfe平面與B垂直，S=22L2，所以Φ=22L2B，選項B正確；abfe平面與B平行，S⊥=0，Φ=0，選項C正確；整個三棱柱穿進的磁感線和穿出的磁感線條數(shù)相等，抵消為零，所以Φ=0，選項D正確。故正確選項為B、C、D。
二、非選擇題(22分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)
5.地球上某地磁感應(yīng)強度B的水平分量Bx=0.1810-4 T，豎直分量By=0.54
10-4 T。求：
(1)地磁場磁感應(yīng)強度B的大小及它的方向。
(2)在水平面2.0 m2的面積內(nèi)地磁場的磁通量Φ。
【解析】(1)根據(jù)平行四邊形定則，可知B=Bx2+By2
=0.182+0.54210-4 T≈0.5710-4 T
B的方向和水平方向的夾角為θ，則tan θ=ByBx=3。
(2)題中地磁場豎直分量與水平面垂直，故磁通量Φ=ByS=0.5410-42.0 Wb=1.0810-4 Wb。
答案： (1)大小為5.710-5 T 方向與水平面的夾角為θ，且tan θ=3 (2)1.0810-4 Wb
【補償訓(xùn)練】
如圖所示，有一個100 匝的線圈，其橫截面是邊長為L=0.20 m的正方形，放在磁感應(yīng)強度為B=0.50 T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直。若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？
【解析】線圈橫截面是正方形時的面積
S1=L2=(0.20)2 m2=4.010-2 m2。
穿過線圈的磁通量Φ1=BS1=0.504.010-2 Wb=2.010-2 Wb。
橫截面形狀為圓形時，其半徑r=4L2π=2Lπ。
橫截面面積大小S2=π2Lπ2=16100π m2。
穿過線圈的磁通量
Φ2=BS2=0.5016100π Wb≈2.5510-2 Wb。
所以磁通量的變化
ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)10-2 Wb=5.510-3 Wb。
答案：5.510-3 Wb
【能力挑戰(zhàn)區(qū)】
1.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。其工作原理類似打點計時器。當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱a流入時，吸引小磁鐵向下運動，以下選項中正確的是 ( )
A.電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為N極
B.電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為S極
C.電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為S極
D.電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為N極
【解析】選D。電流從電磁鐵的接線柱a流入，根據(jù)安培定則，電磁鐵的上端為S極，再根據(jù)異名磁極相互吸引，小磁鐵的下端為N極，故選項D正確。
2.如圖所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，下列說法正確的是 ( )
A.O點處的磁感應(yīng)強度為零
B.a、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反
C.c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等、方向相同
D.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度的方向不同
【解析】選C。
由圖可知，兩導(dǎo)線在O點的磁場方向相同，因此O點磁感應(yīng)強度不為零，故A項錯誤。由圖可知，a、b兩點處磁感應(yīng)強度大小、方向都相同，故B項錯誤。由圖可知，c、d兩點處磁感應(yīng)強度大小、方向都相同，故C項正確。由圖可知，O、a、b、c、d五點處磁感應(yīng)強度方向都相同，豎直向下，故D項錯誤。
【補償訓(xùn)練】
如圖所示，電流從A點分兩路通過對稱的環(huán)形分路匯合于B點，在環(huán)形分路的中心O處的磁感應(yīng)強度為 ( )
A.垂直環(huán)形分路所在平面，且指向“紙內(nèi)”
B.垂直環(huán)形分路所在平面，且指向“紙外”
C.在環(huán)形分路所在平面內(nèi)指向B
D.零
【解析】選D。將圓環(huán)分成上、下兩半研究，根據(jù)安培定則，上半圓電流在O點產(chǎn)生的磁場方向向里，下半圓電流在O點產(chǎn)生的磁場方向向外，由于電流大小相等，兩個分路產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小相等，則O點的磁感應(yīng)強度為零。故選D。
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