物理选修3选修3-1第三章 磁场3 几种常见的磁场课堂检测

第三章　磁场

3　几种常见的磁场

基础过关练

题组一　对磁感线的理解

1.(2021江苏无锡江阴二中高二上期中)(多选)关于磁感线的描述,正确的是 (　　)

A.沿磁感线的方向,磁场逐渐减弱

B.磁感线的疏密程度可以表示磁场强弱

C.磁铁周围的磁感线一定不能相交

D.磁铁周围的小铁屑规则排列,说明磁感线是真实存在的

2.如图所示是某个磁场的磁感线分布,则A点和B点的磁感应强度的大小关系是              (　　)

A.A点的磁感应强度大

B.B点的磁感应强度大

C.A点的磁感应强度等于B点的磁感应强度

D.无法确定

题组二　常见的电流磁场

3.(2019江苏南京师大附中模拟)(多选)下列各图中,已标出电流及电流的磁场方向,其中正确的是              (　　)

4.(2020宁夏中卫一中高二上期末)一根通电直导线周围磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针将              (　　)

A.顺时针转动　　　　　　　　  B.向左移动

C.向右移动　　　　　　　　  D.逆时针转动

5.(2021山东潍坊高二上月考)(多选)一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束粒子可能是              (　　)

A.向右飞行的正离子束

B.向左飞行的正离子束

C.向右飞行的负离子束

D.向左飞行的负离子束

题组三　安培分子电流假说

6.(2020河南豫南九校联考)关于安培分子电流假说,下列说法正确的是 (　　)

A.假说的依据是安培通过精密仪器观察到了分子电流

B.假说揭示了静止的电荷也可以产生磁场

C.分子电流假说无法解释加热“去磁”现象

D.磁体的磁场是由于电荷的运动形成的

7.一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化,这是因为在外磁场的作用下 (　　)

A.软铁棒中产生了分子电流

B.软铁棒中分子电流消失了

C.软铁棒中分子电流的取向变得大致相同

D.软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章

题组四　磁通量

8.(2021湖北武汉外国语学校期末)关于磁通量,下列叙述正确的是 (　　)

A.在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积

B.在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大

C.把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M处的磁感应强度一定比N处大

D.同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大

9.如图所示的磁场中,垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知              (　　)

A.穿过线圈S1的磁通量比较大

B.穿过线圈S2的磁通量比较大

C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大

D.无法比较穿过线圈S1、S2的磁通量大小

能力提升练

题组一　磁感线

1.(2021浙江杭州高级中学高二上期中,)如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O点(图中白点)为坐标原点,沿z轴正方向磁感应强度B的大小变化情况最有可能是              (　　)

2.(2019广东广州培正中学高二模拟,)如图是条形磁铁的部分磁感线分布示意图,关于图中a、b两点磁场的描述,正确的是              (　　)

A.a点的磁场方向为图中Ba指向

B.b点的磁场方向为图中Bb指向

C.a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度

D.a点的磁感应强度小于b点的磁感应强度

题组二　磁场的叠加

3.(2021湖北随州高二上联考,)三根完全相同的长直导线互相平行,通以大小和方向都相同的电流。它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处,如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比,b处通电导线在a处产生的磁场的磁感应强度大小为B,则d处的磁感应强度大小为              (　　)

A.2B　　　　　　　　B.B

C.3B　　　　　　　　D.3B

4.(2021浙江湖州高三上质检,)磁场的磁感应强度大小在100 μT(1 μT=10-6 T)之内,对人体是安全的。赤道上有一用于轻轨电车引电的载流长直导线,沿东西方向水平延伸,导线中通有大小为150 A、方向由东向西的电流。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为B=k,式中I为导线中的电流大小,r为某点距导线的距离,k≈1.3×10-6 T·m/A,赤道表面附近的地磁场的磁感应强度约为5.0×10-5 T。下列说法正确的是              (　　)

A.在导线的正下方,电流产生的磁场方向自南向北

B.在导线正下方1.5 m处,电流产生的磁感应强度大小约为13 μT

C.若考虑地磁场的影响,在导线的正上方1.5 m处,磁场对人体是安全的

D.若考虑地磁场的影响,在导线的正下方1.5 m处,磁场对人体是安全的

题组三　磁通量的理解与计算

5.(2021江苏南京五校高二上联考,)如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是              (　　)

A.通过abcd平面的磁通量大小为BL2

B.通过dcfe平面的磁通量大小为BL2

C.通过abfe平面的磁通量大小为BL2

D.磁通量有正负,所以是矢量

6.(2021山东邹城实验中学高二上期中,)如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由位置1绕cd边翻转到位置2,第二次将金属框由位置1平移到位置2,设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则              (　　)

A.ΔΦ1>ΔΦ2　　　　　　　　B.ΔΦ1=ΔΦ2

C.ΔΦ1<ΔΦ2　　　　　　　　D.不能判断

答案全解全析

基础过关练

1.BC　磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁场强弱与磁感线的方向无关,A错误,B正确;磁感线在空间不相交,如果相交,则交点处会出现两个不同的磁场方向,这是不可能的,故C正确;磁感线不是真实存在的,D错误。故选B、C。

2.A　磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,由题图知A处的磁感应强度大于B处的,A正确。

3.AD　根据安培定则,可判断出选项A、D正确,B、C错误。

4.A　由安培定则可知,小磁针所在处的磁场方向向下,因此小磁针将顺时针转动至N极向下。故选项A正确。

5.BC　小磁针S极向纸内偏转,说明在小磁针位置电流产生的磁场方向向外,由安培定则,知电流方向向左,B、C正确。

6.D　安培根据通电螺线管的磁场与条形磁铁相似提出在分子内部存在一种环形电流,使每个分子成为一个小磁针,没有观察到分子电流,故A错误;静止电荷之间的相互作用力是通过电场而产生的,静止电荷不能产生磁场,故B错误;当磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性,是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向变得杂乱无章了,磁性消失,这就是“去磁”现象,故C错误; “分子电流”并不是专指分子内部存在的环形电流,分子电流假说揭示了磁铁的磁场与电流的磁场具有共同的本质,即磁场都是由电荷的运动形成的,故D正确。

7.C　磁化和退磁的实质是分子电流的排列取向一致还是杂乱,不是分子电流产生和消失,故选项C正确。

8.D　在匀强磁场中,只有磁场和面垂直时,磁通量才等于磁感应强度与该面面积的乘积,故选项A错误;虽然Sa>Sb,但两线圈平面与磁场的夹角不确定,穿过两线圈的磁通量大小关系也无法确定,故选项B错误;磁通量不仅与磁感应强度有关,还与线圈的面积、线圈平面与磁场的夹角有关,故选项C错误;当线圈平面与磁场方向平行时,即使磁感应强度很大,穿过线圈的磁通量仍然为零,故选项D正确。

9.A　穿过线圈S1的磁感线条数多,故穿过线圈S1的磁通量比较大。

能力提升练

1.D　磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,由题图可知,沿z轴正方向磁感应强度先变小再变大,故选项D正确。

2.C　磁感线上某点的切线方向表示该点磁场的方向,题图中a、b两点的磁场方向均是错误的,故A、B错误。磁感线的疏密表示磁场的强弱,a点的磁感线比较密,则a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度,故C正确,D错误。

3.B　设正方形的边长为L,

b处通电导线在a处所产生磁场的磁感应强度大小为B,根据几何关系得ba=bc=L,bd=L。每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比,则a与c处通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度Ba=Bc=B,b处通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度为Bb=B,方向如图所示,则d点的磁感应强度Bd=+B=B,故B正确。

4.D　根据安培定则,在导线的正下方,电流产生的磁场方向自北向南,故A错误;在导线正下方1.5 m处,电流产生的磁感应强度大小约为B=k=1.3×10-6× T=1.3×10-4 T=130 μT,故B错误;若考虑地磁场的影响,在导线的正上方1.5 m处,由于地磁场与导线产生的磁场方向相同,合磁感应强度大小为B上=50 μT+130 μT=180 μT>100 μT,对人体不安全,故C错误;在导线的正下方1.5 m处,地磁场与导线产生的磁场方向相反,合磁感应强度大小为B下=130 μT-50 μT=80 μT<100 μT,对人体是安全的,故D正确。

5.B　通过abcd平面的磁通量大小为BS sin 45°=BL2,A错误;dcfe平面是abcd平面在垂直磁场方向上的投影,所以通过dcfe平面的磁通量大小也为BL2,B正确;abfe平面与磁场方向平行,磁通量为零,C错误;磁通量是标量,D错误。故选B。

6.A　设在位置1时穿过金属框磁通量大小为Φ1,在位置2时穿过金属框磁通量大小为Φ2,第一次将金属框绕cd边翻转到位置2,穿过线框的磁感线的方向发生改变,磁通量变化量的大小为ΔΦ1=Φ1+Φ2,第二次将金属框由位置1平移到位置2,穿过金属框的磁感线方向没有改变,磁通量变化量的大小为ΔΦ2=Φ1-Φ2,故ΔΦ1>ΔΦ2,故选A。