人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场3 几种常见的磁场测试题

[随堂基础巩固]

1.关于磁感线的性质和概念，下面说法正确的是(　　)

A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向

B.磁场中任意两条磁感线均不相交

C.铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线

D.磁感线总是从磁体的N极指向S极

解析：磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，因此选项A是正确的。两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁感应强度方向，这是不可能的，磁场中某点磁感应强度是唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁感线不能相交，选项B是正确的。磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明磁感线描述磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项C是错误的。在通电螺线管内部和在条形磁体内部，磁感线应是从S极指向N极，选项D错误。

答案：AB

2.一根软铁棒被磁化是因为(　　)

A.软铁棒中产生了分子电流

B.软铁棒中分子电流取向杂乱无章

C.软铁棒中分子电流消失

D.软铁棒中分子电流取向变得大致相同

解析：软铁棒中的分子电流是一直存在的，并不因为外界的影响而产生或消失，故A、C错。根据磁化过程的实质可知，B错误，D正确。

答案：D

3.图3－3－11中的四幅图为电流产生磁场的分布图，其中正确的是(　　)

图3－3－11

A.①③　　　　　　　　　  B.②③

C.①④         D.②④

解析：由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，①正确②错误。③和④为环形电流，注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出④正确③错误。故正确选项为C。

答案：C

4.如图3－3－12所示，A和B为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法正确的是(　　)

A.两导线间的空间不存在磁场

B.虚线C处磁感应强度为零         图3－3－12

C.AC间磁感应强度垂直纸面向里

D.CB间磁感应强度垂直纸面向外

解析：设电流A、B在空间产生的磁场分别为BA、BB，根据安培定则，电流A在AB间产生的磁场垂直纸面向里，而电流B在AB间产生的磁场垂直纸面向外，又因IA＝IB，故在AC区，BA＞BB，合磁场方向垂直于纸面向里，在BC区，BA＜BB，合磁场方向垂直于纸面向外，中线C处BA＝BB，合磁场为零，综上所述，正确的选项为B、C、D。

答案：BCD

[课时跟踪训练]

(满分50分　时间30分钟)

一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1.(2011·新课标全国卷)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是(　　)

图1

解析：地理上的南极是地磁场的北极，由右手螺旋定则可知，选项B正确。

答案：B

2.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是(　　)

A.磁极与磁极之间、磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用

B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致

C.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止

D.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的

解析：磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生作用都是通过磁场发生的，故A对；磁感线是为形象描述磁场而假想的线，不是真实存在的，故D错；磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B对；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，故C错。

答案：AB

3.关于磁通量，下列说法中正确的是(　　)

A.磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量

B.磁通量越大，磁感应强度越大

C.穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度不一定为零

D.磁通量就是磁感应强度

解析：磁通量Φ＝BS是标量，它的方向是人为规定的，正、负只是表明从不同的面穿入，磁通量大不一定磁感应强度大。若圆环与磁场方向平行，磁通量为零，但磁感应强度不为零。

答案：C

4.如图2所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是(　　)

A.Φa＞Φb　　　　　　  B.Φa＜Φb

C.Φa＝Φb       D.不能确定

解析：通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线。条形磁        图2

铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小。

答案：A

5.如图3所示，回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是

(　　)

A.回形针下端为N极

B.回形针两端出现感应电荷

C.现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿发现回形针不被磁铁吸引      图3

了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了

D.用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸引，原因是回形针加热后，分子电流消失了

解析：回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，故回形针的下端为N极，A对B错。对回形针加热，回形针磁性消失是因为分子电流排列无序了，故C对D错。

答案：AC

6.如图4所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为(　　)

A.a处　　　　　　   B.b处

C.c处        D.无法判断       图4

解析：通电螺线管的磁场类似于条形磁铁的磁场，内部最强，两端外侧稍弱，外部的中间部分最弱。

答案：A

7.如图5所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d导线中电流向纸内，c导线中电流向纸外，a点为b、d两点的连线的中点，ac垂直于bd，且ab＝ad＝ac，则a点的磁场方向为(　　)          图5

A.垂直纸面指向纸外

B.垂直纸面指向纸内

C.沿纸面由a指向b

D.沿纸面由a指向d

解析：题图中，b、d两直线电流在a处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，互相抵消，故a处磁场方向决定于直线电流c，由安培定则可知，a处磁场方向为a→b。

答案：C

8.如图6所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们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L2·B

B.通过dcfe平面的磁通量大小为L2·B                 图6

C.通过abfe平面的磁通量大小为零

D.通过整个三棱柱的磁通量为零

解析：本题考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝L2，所以Φ＝BS⊥＝L2B，A错；dcfe平面与B垂直，S＝L2，所以Φ＝L2B，B正确；abfe平面与B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ＝0，D正确。故正确答案为B、C、D。

答案：BCD

二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

9. (9分)三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图7所示。现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为B，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？

图7

解析：根据安培定则，I1和I3在O点处产生的磁感应强度的方向相同，大小均为B，合成大小为2B，I2在O点产生的磁感应强度与它们垂直，如图所示。由大小均为B可知，O点处实际磁感应强度的大小B0＝＝B。

设B0与斜边夹角为α，则：tanα＝＝2。

所以α＝arctan2，即为B0的方向。

答案：B　方向与斜边夹角为arctan2

10.(9分)如图8所示，正方形线圈abcO边长为0.8 m，匀强磁场沿x轴正向，B＝0.2 T，线圈在图示位置绕Oz轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？

解析：由题意，初磁通量

Φ1＝BSsin0°＝0

末磁通量                图8

Φ2＝BSsin60°＝0.2×0.82× Wb＝0.064 Wb≈

0.11 Wb

∴ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb。

答案：0.11 Wb