習(xí)題3：幾種常見的磁場

幾種常見的磁場習(xí)題一、選擇題（本題包括10小題，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得0分，共50分）1．用安培提出的分子電流假說可以解釋下列哪些現(xiàn)象（）A．永久磁鐵的磁場 B．直線電流的磁場C．環(huán)形電流的磁場 D．軟鐵棒被磁化的現(xiàn)象2．關(guān)于安培定則，下列說法中正確的是()A．安培定則僅適用于直線電流周圍磁場磁感線方向的判斷B．安培定則能適用于多種形狀電流周圍磁場磁感線方向的判斷C．安培定則用于判斷直線電流周圍磁場磁感線方向時(shí)，大拇指所指方向應(yīng)與電流方向一致D．安培定則用于判斷環(huán)形電流和通電螺線管磁場的方向時(shí)，大拇指所指方向應(yīng)與電流方向一致3．下列說法正確的是()A．磁感線從磁體的N極出發(fā)，終止于磁體的S極B．磁感線可以表示磁場的方向和強(qiáng)弱C．磁鐵能產(chǎn)生磁場，電流也能產(chǎn)生磁場D．放入通電螺線管內(nèi)的小磁針，根據(jù)異名磁極相吸的原則，小磁針的N極一定指向通電螺線管的S極4.關(guān)于磁通量的下列說法，正確的是()A．磁通量是反映磁場強(qiáng)弱和方向的物理量B．某一面積上的磁通量是表示穿過此面積的磁感線的總條數(shù)C．在磁場中所取的面積越大，該面上磁通量越大D．穿過任何封閉曲面的磁通量一定為零5．一根軟鐵棒被磁化是因?yàn)?)A．軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流 B．軟鐵棒中分子電流取向雜亂無章C．軟鐵棒中分子電流消失 D．軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同6．如圖1所示，在y軸上有一沿y軸正方向的電流，則在z軸上某點(diǎn)A的磁場方向是()A．沿x軸負(fù)方向B．沿x軸正方向圖1C．沿z軸負(fù)方向圖1D．沿z軸正方向7．如圖2所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面．若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過線圈的磁通量為()A．πBR2 B．πBr2C．nπBr2 D．nπBR2圖28．如圖3所示，有A、B兩根平行長直導(dǎo)線，通過數(shù)值相等、方向相反的電流，下列說法中，正圖2確描述了兩根導(dǎo)線連線中點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的是()A．等于零B．不等于零，方向平行于導(dǎo)線C．不等于零，方向垂直于兩導(dǎo)線組成的平面圖3D．不等于零，方向是從一根導(dǎo)線垂直指向另一根導(dǎo)線圖39．如圖4所示，當(dāng)S閉合后，小磁針處在通電電流磁場中的位置正確的是()圖410．如圖5所示，一矩形線框，從abcd位置移動(dòng)到a′b′c′d′位置過程中，關(guān)于穿過線框的磁通量變化情況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng))()A．一直增加B．一直減少C．先增加后減少D．先增加，再減少直到零，然后再增加，最后減少二、填空題（本題共2小題，共10分，請將正確的答案填到橫線上）11.如圖6所示，一面積為S的長方形線圈abcd有一半處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，這時(shí)穿過線圈的磁通量為Wb，當(dāng)線圈以為軸從圖中位置轉(zhuǎn)過60°的瞬間，穿過線圈的磁通量為。圖612.如圖7所示，S1與S2分別是半徑為r1和r2的同心圓環(huán)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向與環(huán)面垂直，范圍以S1為邊界，則穿過環(huán)S1的磁通量為，穿過環(huán)S2的磁通量為。圖7三、計(jì)算題（本題共4小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.(12分)一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，若球冠的底面大圓半徑為r，磁場方向與球冠底面垂直，則穿過整個(gè)球冠的磁通量是多少？14.(12分)一個(gè)面積是40㎝2的導(dǎo)線框，垂直地放在勻強(qiáng)磁場中，穿過它的磁通量為，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？若放入一個(gè)面積為100㎝2的導(dǎo)線框于該磁場中，并使線框的平面與磁場方向成30°角，則穿過該線框的磁通量多大15.(16分)有一個(gè)圓形線框面積為S，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，⑴為使通過此線框的磁通量最大，線框應(yīng)如何放置？磁通量的最大值是多少？⑵為使通過此線框的磁通量最小，線框應(yīng)如何放置，磁通量的最小值是多少？參考答案選擇題解析：分子電流假說是安培為解釋磁體的磁現(xiàn)象而提出的，所以選項(xiàng)AD是正確的．而通電導(dǎo)線周圍的磁場是由其內(nèi)部自由電荷定向移動(dòng)而產(chǎn)生的宏觀電流產(chǎn)生的．分子電流和宏觀電流雖然都是運(yùn)動(dòng)電荷引起的，但產(chǎn)生的原因是不同的．故正確答案為AD.解析：安培定則(右手螺旋定則)適用于一切電流產(chǎn)生的磁場的判斷．解析：磁感線是閉合曲線，故A錯(cuò)；磁感線的疏密可以表示磁場的強(qiáng)弱，切線方向可表示磁場的方向，故B正確；磁鐵和電流周圍都存在磁場，故C正確；通電螺線管內(nèi)部磁場方向從S極指向N極，故D錯(cuò)誤．解析：磁通量是磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，即＝BS，亦表示穿過磁場中某面積S的磁感線的總條數(shù)，只有大小，沒有方向，是標(biāo)量．由此可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．磁通量的大小由B、S共同決定，所以面積大，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D正確．5．D解析：軟鐵棒中分子電流是一直存在的，并不因外界的影響而產(chǎn)生或消失，故AC錯(cuò)，根據(jù)磁化過程的實(shí)質(zhì)可知D正確．6．B解析：根據(jù)右手螺旋定則可知答案為B.7.B解析：磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)；且磁感線穿過的面積為πr2，而并非πR2，故B項(xiàng)對．解析：根據(jù)右手螺旋定則可知，A、B電流在兩根導(dǎo)線連接中點(diǎn)的磁場方向均為垂直于紙面向里，而磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量，矢量可以疊加，故中點(diǎn)處的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不等于零，且方向垂直于兩導(dǎo)線組成的平面，故C正確．9．D解析：本題考查安培定則及小磁針在磁場力作用下的轉(zhuǎn)動(dòng)問題，正確選項(xiàng)為D.10.D解析：由安培定則可知直導(dǎo)線左邊磁場方向向外，右邊磁場方向向里且靠近導(dǎo)線的磁場強(qiáng)，故線框達(dá)到導(dǎo)線之前穿過線框的磁通量增加，bc邊越過導(dǎo)線到線框跨過一半的過程中穿過線框的磁通量減少直到為零．之后跨過線框磁通量增加，全部跨過導(dǎo)線后穿過線框的磁通量減少，可得出結(jié)論，整個(gè)過程中穿過線框的磁通量先增加，再減少直到零，然后再增加，最后減少，故選項(xiàng)D正確．二、填空題11.解析：根據(jù)磁通量的定義易得穿過線圈的磁通量為，當(dāng)線圈以為軸從圖中位置轉(zhuǎn)過60°，此時(shí)線圈投影的面積仍為，因此，磁通量仍為。12.解析：根據(jù)磁通量的定義易得穿過兩環(huán)的磁