1.關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì),下列說(shuō)法正確的是( )
A.一切磁現(xiàn)象都起于運(yùn)動(dòng)電荷,一切磁作用都是運(yùn)動(dòng)電荷通過(guò)磁場(chǎng)而發(fā)生的
B.除永久磁鐵外,一切磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的
C.據(jù)安培的分子電流假說(shuō),在外界磁場(chǎng)的作用下,物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時(shí),物體就被磁化,兩端形成磁極
D.有磁必有電,有電必有磁
解析:選AC.任何物質(zhì)的原子的核外電子繞核運(yùn)動(dòng)形成分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)分子相當(dāng)于一個(gè)小磁體.當(dāng)各分子電流的取向大致相同時(shí),物質(zhì)對(duì)外顯磁性,所以一切磁現(xiàn)象都于運(yùn)動(dòng)電荷,A、C正確,B錯(cuò)誤.靜電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng),D錯(cuò)誤.
2.關(guān)于磁感線下列說(shuō)法正確的是( )
A.磁感線是磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線
B.條形磁鐵磁感線只分布于磁鐵外部
C.當(dāng)空中存在幾個(gè)磁場(chǎng)時(shí),磁感線有可能相交
D.磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是放在這里的小磁針N極受力的方向
解析:選D.磁感線是假想的線,故A錯(cuò);磁感線是閉合的曲線,磁鐵外部、內(nèi)部均有磁感線,故B錯(cuò);磁感線永不相交,故C錯(cuò);根據(jù)磁感線方向的規(guī)定知D對(duì).
3.
圖3-3-15
如圖3-3-15所示,帶負(fù)電的金屬圓盤繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn),在盤左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是( )
A.N極豎直向上
B.N極豎直向下
C.N極沿軸線向右
D.N極沿軸線向左
解析:選C.等效電流的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,由安培定則知軸線上的磁場(chǎng)方向向右,所以小磁針N極受力向右,故C正確.
圖3-3-16
(2011年深圳中學(xué)高二檢測(cè))如圖3-3-16所示,兩根非?拷一ハ啻怪钡拈L(zhǎng)直導(dǎo)線,當(dāng)通以如圖所示方向的電流時(shí),電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在導(dǎo)線所在平面內(nèi)的哪個(gè)區(qū)域內(nèi)方向是一致且向里的( )
A.區(qū)域Ⅰ
B.區(qū)域Ⅱ
C.區(qū)域Ⅲ
D.區(qū)域Ⅳ
解析:選A.根據(jù)安培定則可判斷出區(qū)域Ⅰ的磁場(chǎng)是一致且向里的.
5.如圖3-3-17所示,
圖3-3-17
線圈平面與水平方向夾角θ=60°,磁感線豎直向下,線圈平面面積S=0.4 2,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6 T,則穿過(guò)線圈的磁通量Φ為多少?
解析:法一:把S投影到與B垂直的方向,則Φ=B•Scos θ=0.6×0.4×cos 60° Wb=0.12 Wb.
法二:把B分解為平行于線圈平面的分量B∥和垂直于線圈平面的分量B⊥,B∥不穿過(guò)線圈,且B⊥=Bcos θ,則Φ=B⊥S=Bcos θ•S=0.6×0.4×cos 60° Wb=0.12 Wb.
答案:0.12 Wb
一、選擇題
1.下列關(guān)于磁通量的說(shuō)法,正確的是( )
A.磁通量是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量
B.某一面積上的磁通量是表示穿過(guò)此面積的磁感線的總條數(shù)
C.在磁場(chǎng)中所取的面積越大,該面上磁通量越大
D.穿過(guò)任何封閉曲面的磁通量一定為零
解析:選BD.磁通量Φ是磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積,即Φ=BS,亦表示穿過(guò)磁場(chǎng)中某面積S的磁感線的總條數(shù),Φ只有大小,沒(méi)有方向,是標(biāo)量.由此可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。
磁通量Φ的大小由B、S共同決定,所以面積大,Φ不一定大,由此可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由于磁感線是閉合曲線,所以只要有磁感線穿入封閉曲面,如一個(gè)球面,則該磁感線必然從該曲面穿出,由此可知選項(xiàng)D正確.
2.如圖3-3-18所示為磁場(chǎng)、磁場(chǎng)作用力演
圖3-3-18
示儀中的赫姆霍茲線圈,在線圈中心處掛上一個(gè)小磁針,且與線圈在同一平面內(nèi),則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時(shí)( )
A.小磁針N極向里轉(zhuǎn)
B.小磁針N極向外轉(zhuǎn)
C.小磁針在紙面內(nèi)向左擺動(dòng)
D.小磁針在紙面內(nèi)向右擺動(dòng)
解析:選A.由安培定則可知,小磁針處的磁感線方向垂直紙面向里,所以小磁針N極將指向里,故A正確.
3.假設(shè)一個(gè)電子在地球表面隨地球自轉(zhuǎn),則( ) 新標(biāo)第一網(wǎng)
A.它由東向西繞赤道運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生與地磁場(chǎng)相似的磁場(chǎng)
B.它由西向東繞赤道運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生與地磁場(chǎng)相似的磁場(chǎng)
C.它由南向北繞子午線運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生與地磁場(chǎng)相似的磁場(chǎng)
D.它由北向南繞子午線運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生與地磁場(chǎng)相似的磁場(chǎng)
解析:選B.形成地磁場(chǎng)的環(huán)形電流應(yīng)該是自東向西,電子運(yùn)動(dòng)形成環(huán)形電流,它的繞行方向是自西向東.
4.有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng),
圖3-3-19
如圖3-3-19所示,電子流在z軸上的P點(diǎn)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是沿( )
A.y軸正方向 B.y軸負(fù)方向
C.z軸正方向 D.z軸負(fù)方向
解析:選A.等效電流方向沿x軸負(fù)方向,由安培定則可知A正確.
5.如圖3-3-20所示,三條長(zhǎng)直導(dǎo)線都通以垂直
圖3-3-20
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)? )
A.向上 B.向右
C.向左 D.向下
解析:選B.I2與I3的磁場(chǎng)在A處矢量和是0,故只有I1的磁場(chǎng).
6.
圖3-3-21
在同一平面有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線,如圖3-3-21所示,四根導(dǎo)線中電流i4=i3>i2>i1,要使O點(diǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng),則應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線中的電流( )
A.i1 B.i2
C.i3 D.i4
解析:選D.由安培定則可以判斷出i1、i2、i3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)均是向里的,只有i4在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)向外,會(huì)使合磁場(chǎng)減弱,所以只要切斷i4,就會(huì)使O點(diǎn)的磁場(chǎng)增強(qiáng).
7.(2011年江蘇南京高二檢測(cè))在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一根長(zhǎng)通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直于紙面向里,如圖3-3-22所示,a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中( )
圖3-3-22
A.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等
C.c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小
D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大
解析:選C.直導(dǎo)線中的電流在圓周上的a、b、c、d各點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向沿順時(shí)針切線,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同,由矢量疊加可知C正確.
8.如圖3-3-23所示,ab是水平面上一個(gè)圓的直徑,在過(guò)ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef.已知ef平行于ab,當(dāng)ef豎直向上平移時(shí),電流磁場(chǎng)穿過(guò)圓面積的磁通量將( )
圖3-3-23
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.始終為零 D.不為零,但保持不變
解析:選C.穿過(guò)圓的直徑ab內(nèi)側(cè)的磁通量和穿過(guò)外側(cè)的磁通量方向相反,由對(duì)稱性可知兩部分的磁通量大小相等,故整個(gè)圓中合磁通量為0.當(dāng)ef豎直向上平移時(shí),兩部分的磁通量依然大小相等,一正一負(fù),合磁通量始終為零.
9.如圖3-3-24所示,兩個(gè)同樣的導(dǎo)線環(huán)同軸平行懸掛,相隔一小段距離.當(dāng)同時(shí)給兩個(gè)線圈同方向電流時(shí),兩導(dǎo)線環(huán)將( )
圖3-3-24
A.吸引 B.排斥
C.保持靜止 D.邊吸引邊轉(zhuǎn)動(dòng)
解析:選A.兩環(huán)形電流等效成小磁針,根據(jù)磁極間的相互作用可知,兩者相吸,A對(duì).
二、計(jì)算題
10.如圖3-3-25所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T,并指向x軸正方向,若ab=40 c,bc=30 c,ae=50 c,試求通過(guò)面積S1(abcd)、S2(befc)和S3(aefd)的磁通量分別為Φ1、Φ2、Φ3分別是多少?
圖3-3-25
解析:因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向,與abcd面垂直,所以Φ1=BS1=2.0×0.4×0.3 Wb=0.24 Wb.
befc面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行,所以Φ2=0.
aefd面在垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的投影面積為S1,
所以Φ3=Φ1=BS1=0.24 Wb.
答案:0.24 Wb 0 0.24 Wb
11.如圖3-3-26所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,矩形線圈長(zhǎng)為2L,寬為L(zhǎng),開(kāi)始時(shí)矩形線圈與磁場(chǎng)垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,另一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,若要線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)60°,求線圈磁通量的變化.
圖3-3-26
解析:原的磁通量
Φ1=BS=BL2
轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí),由數(shù)學(xué)知識(shí)可知dc邊恰好離開(kāi)磁場(chǎng),此時(shí)Φ2=0
∴ΔΦ=Φ2-Φ1=BL2.
答案:BL2
12.邊長(zhǎng)為10 c的正方形線圈,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線圈平面夾角θ=30°,如圖3-3-27所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律為:B=2+3t(T),則在第1 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化量ΔΦ.
圖3-3-27
解析:t=0時(shí),B0=2 T
t=1 s時(shí),B1=(2+3×1)T=5 T
由Φ=BS⊥得:
ΔΦ=ΔBSsin30°=(B1-B0)L2sin30°
=(5-2)×0.12×12=1.5×10-2 (Wb).
答案:1.5×10-2 Wb
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