高中人教版物理選修3-1課時分層作業(yè)3-3幾種常見的磁場

課時分層作業(yè)二十四幾種常見的磁場(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.關于磁感線,下列說法中正確的是 ()A.兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場B.磁感線總是從N極到S極C.磁感線上任意一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致D.兩個磁場疊加的區(qū)域,磁感線就可能相交【解析】選C。由于磁感線是形象描述磁場的假想的線,空隙處存在磁場,A錯誤;磁感線上任意一點的切線方向表示該點的磁感應強度的方向,即小磁針N極受力的方向,C正確;磁鐵外部的磁感線從N極指向S極,內部從S極指向N極,磁感線是閉合曲線,B錯誤;磁感線的疏密表示磁場強弱,磁感線密集處磁場強,磁感線稀疏處磁場弱,磁感線在空間不相交,D錯誤。2.(多選)如圖所示,處在豎直平面的環(huán)形導線圈的正中心有一個小磁針a,在圓環(huán)外側有一小磁針b,a、b與圓環(huán)都處于同一豎直面內,當導線中通以圖示方向的恒定電流時(不考慮地磁場影響和兩小磁針間的作用),則 ()A.小磁針a的N極向里轉動B.小磁針a的N極向外轉動C.小磁針b的N極向里轉動D.小磁針b的N極向外轉動【解析】選A、D。根據右手螺旋定則知,環(huán)形電流內部的磁場方向向里,外部的磁場方向向外,則小磁針a的N極向里偏轉,小磁針b的N極向外轉動。故A、D正確,B、C錯誤。3.在磁感應強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中,水平放置一根長通電直導線,電流的方向垂直于紙面向里,如圖所示,a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中 ()A.b、d兩點的磁感應強度相等B.a、b兩點的磁感應強度相等C.c點的磁感應強度的值最小D.b點的磁感應強度的值最大【解析】選C。如圖所示,由矢量疊加原理可求出各點的合磁場的磁感應強度,可見b、d兩點的磁感應強度大小相等,但方向不同,A項錯誤;a點的磁感應強度最大,c點的磁感應強度最小,B、D項錯誤,C項正確?！狙a償訓練】如圖所示,兩根相互平行的長直導線過紙面上的M、N兩點,且與紙面垂直,導線中通有大小相等、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點處的磁感應強度為零B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同D.a、c兩點處的磁感應強度的方向不同【解析】選C。根據安培定則判斷磁場方向,再結合矢量的合成知識求解。根據安培定則判斷:兩直線電流在O點處產生的磁場方向均垂直于MN向下,O點處的磁感應強度不為零,故A選項錯誤;a、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同,故B選項錯誤;根據對稱性,c、d兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同,故C選項正確;a、c兩點處的磁感應強度方向相同,故D選項錯誤。4.(多選)關于安培分子電流假說,下列說法正確的是 ()A.假說的依據是安培通過精密儀器觀察到了分子電流B.假說揭示了靜止的電荷也可以產生磁場C.磁體的磁場是電荷的運動形成的分子電流產生的D.一根鐵棒不顯磁性是因為分子電流取向雜亂【解析】選C、D。安培根據通電螺線管的磁場與條形磁鐵的相似提出在分子內部存在一種環(huán)形電流,使每個分子成為一個小磁針,沒有觀察到分子電流,故A錯誤;靜止電荷之間的相互作用力是通過電場產生的,故B錯誤;“分子電流”并不是專指分子內部存在環(huán)形電流,分子電流假說揭示了磁體的磁場與電流的磁場具有共同的本質,即磁場都是由電荷的運動形成的,故C正確;未被磁化的物體,分子電流的方向非常紊亂,對外不顯磁性;磁化時,分子電流的方向大致相同,于是對外界顯示出磁性,故D正確。5.(多選)如圖所示,一束帶電粒子沿水平方向飛過小磁針的上方,并與磁針指向平行,能使小磁針的N極轉向讀者,那么這束帶電粒子可能是 ()A.向右飛行的正離子束 B.向左飛行的正離子束C.向右飛行的負離子束 D.向左飛行的負離子束【解析】選B、C。向右飛行的正離子束和向左飛行的負離子束相當于向右的電流;向左飛行的正離子束和向右飛行的負離子束相當于向左的電流,選B、C。6.如圖所示,邊長為L的n匝正方形線框abcd內部有一邊長為QUOTE的正方形區(qū)域的勻強磁場,磁場的磁感應強度為B,下列說法正確的是 ()A.穿過線框abcd的磁通量為BL2B.穿過線框abcd的磁通量為nBL2C.穿過線框abcd的磁通量為QUOTED.穿過線框abcd的磁通量為QUOTE【解析】選C。要找有磁感線穿過的有效面積,磁通量也可理解為穿過某面積的磁感線的條數,磁通量與匝數無關。二、非選擇題(14分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)7.如圖所示,有一個垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B=0.8T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為1.0cm。現在紙面內先后放上圓線圈,圓心均在O處,A線圈半徑為1.0cm,10匝;B線圈半徑為2.0cm,1匝(1)若磁場方向不變,在磁感應強度B減為0.4T的過程中,線圈A和B中磁通量各改變多少?(2)若磁感應強度大小不變,在磁場方向轉過30°角的過程中,線圈C中的磁通量改變多少?【解析】(1)A線圈的面積為:SA=πQUOTE,磁通量的改變量是指計算1匝線圈的改變量,因此在磁感應強度B減少為0.4T的過程中,A線圈的磁通量改變量為:ΔΦA=ΔBSA=1.256×104Wb,即A線圈的磁通量減少了1.256×104Wb;B線圈有磁場穿過的有效面積SB=SA,則在磁感應強度B減少為0.4T的過程中,B線圈的磁通量改變量等于A線圈的磁通量改變量,即B線圈的磁通量也減少了1.256×104Wb;(2)C線圈的面積為:SC=πQUOTE,當磁場轉過30°角的過程中,C中的磁通量改變了:ΔΦC=(Bcos30°B)SC=8.414×106Wb,即C中的磁通量減少了8.414×106Wb。答案:(1)都減少了1.256×104Wb(2)減少了8.414×106Wb(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.(多選)下列關于電場線和磁感線的說法正確的是()A.二者均為假想的線,實際上并不存在B.實驗中常用鐵屑來模擬磁感線形狀,因此磁感線是真實存在的C.任意兩條磁感線不相交,電場線也是D.磁感線是閉合曲線,電場線是不閉合的【解析】選A、C、D。磁感線的特點:①磁感線上任意一點的切線方向表示該點的磁感應強度的方向,即小磁針N極受力的方向。②磁鐵外部的磁感線從N極指向S極,內部從S極指向N極,磁感線是閉合曲線。③磁感線的疏密表示磁場強弱,磁感線密集處磁場強,磁感線稀疏處磁場弱。④磁感線在空間不相交,故本題選A、C、D。2.當導線中分別通以圖示方向的電流,小磁針靜止時北極指向讀者的是()【解析】選C。通電直導線電流從左向右,根據右手螺旋定則,則有小磁針所處的位置磁場方向垂直紙面向里,所以小磁針靜止時北極背離讀者,故A錯誤;如圖所示,根據右手螺旋定則,磁場的方向逆時針(從上向下看),因此小磁針靜止時北極背離讀者,故B錯誤;環(huán)形導線的電流方向如圖所示,根據右手螺旋定則,則有小磁針所處的位置磁場方向垂直紙面向外,所以小磁針靜止時北極指向讀者,故C正確;根據右手螺旋定則,結合電流的方向,則通電螺線管的內部磁場方向為由右向左,則小磁針靜止時北極指向左,故D錯誤。3.(多選)如圖所示為電流產生磁場的分布圖,正確的分布圖是 ()【解析】選A、D。由安培定則可以判斷出直線電流產生的磁場方向,A正確、B錯誤。C和D為環(huán)形電流,注意讓彎曲的四指指向電流的方向,可判斷出D正確、C錯誤,故正確選項為A、D。4.如圖所示,通有恒定電流的導線MN與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由Ⅰ平移到Ⅱ,第二次將金屬框繞cd邊翻轉到Ⅱ,設先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2,則 ()A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2 D.不能判斷【解析】選C。通電導線MN周圍的磁場并非勻強磁場,靠近MN處的磁場強些,磁感線密一些,遠離MN處的磁感線疏一些,當線框在Ⅰ位置時,穿過平面的磁通量為ΦⅠ,當線框平移至Ⅱ位置時,磁通量為ΦⅡ,則磁通量的變化量為ΔΦ1=|ΦⅡΦⅠ|=ΦⅠΦⅡ,當線框翻轉到Ⅱ位置時,磁感線相當于從“反面”穿過平面,則磁通量為ΦⅡ,則磁通量的變化量是ΔΦ2=|ΔΦⅡΔΦⅠ|=ΦⅠ+ΦⅡ,所以ΔΦ1<ΔΦ2。5.如圖所示,兩根靠近但彼此絕緣的直導線互相垂直,通以大小相同的電流,在哪一個區(qū)域兩根導線的磁場方向一致且向里()A.Ⅰ區(qū) B.Ⅱ區(qū)C.Ⅲ區(qū) D.Ⅳ區(qū)【解析】選D。由右手螺旋定則可判定通電導線磁場的方向。如圖所示,“·”表示磁感線垂直紙面向外,“×”表示磁感線垂直紙面向里。所以第四象限磁場方向一致且向里,故選D。6.取兩個完全相同的長導線,用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管,當該螺線管中通以電流大小為I的電流時,測得螺線管內中部的磁感應強度大小為B,若將另一根長導線對折后繞成如圖乙所示的螺線管,并通以電流大小也為I的電流時,則在螺線管內中部的磁感應強度大小為 ()A.0B.0.5BC.BD.2B【解析】選A。用雙線繞成的螺線管,雙線中的電流剛好相反,其在周圍空間產生的磁場相互抵消,所以螺線管內中部的磁感應強度為0。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)7.(10分)如圖所示,勻強磁場磁感應強度為B,矩形線圈長為2L,寬為L,開始時矩形線圈與磁場垂直,且一半在勻強磁場中,另一半在勻強磁場外,若要線圈以ab邊為軸轉動60°,求線圈磁通量的變化?！窘馕觥吭瓉淼拇磐喀?=BS=BL2轉過60°時,由數學知識可知dc邊恰好離開磁場,此時Φ2=0ΔΦ=|Φ2Φ1|=BL2。答案:BL28.(10分)一個面積是40cm2的導線框,垂直地放在勻強磁場中,穿過它