物理选修33 几种常见的磁场精品课后复习题

第3节 几种常见的磁场

[基础训练]

1．关于磁感线，下列说法正确的是(　　)

A．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向

B．两条磁感线的空隙处不存在磁场

C．同一磁场形成的磁感线可以相交

D．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线

A　解析   磁感线在某点的切线方向表示该点的磁场方向，选项A正确；两条磁感线的空隙间磁感应强度不为零，选项B错误；磁感线不会相交，选项C错误；磁感线是假想线，选项D错误．

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

A　解析  磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，由图象知A处的磁感应强度大于B处的，故选项A正确，B、C、D错误．

3．如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是(　　)

A．向右飞行的正离子束

B．向左飞行的负离子束

C．向右飞行的电子束

D．向左飞行的电子束

C　解析  小磁针的S极向纸内偏转，说明此处磁场向外，根据安培定则可知电流方向从b向a，选项C正确．

4．电路没接通时三个小磁针方向如图所示，则关于电路接通后各个小磁针的转向说法正确的是(　　)

A．小磁针1顺时针转，N极向右转、S极向左转

B．小磁针2静止

C．小磁针3顺时针转，N极向右转、S极向左转

D．以上说法都错误

C　解析  接通电路后，螺线管的磁场为内部从左指向右，外部从右指向左，故小磁针1逆时针转动，小磁针2逆时针转动，小磁针3顺时针转动，选项A、B、D错误，C正确．

5．四根相互平行的通电长直导线a、b、c、d电流均为I，如图所示放在正方形的四个顶点上，每根通电直导线单独存在时，四边形中心O点的磁感应强度都是B，则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为(　　)

A．2B　方向向左　　 B．2B　方向向下

C．2B　方向向右　　 D．2B　方向向上

A　解析   根据安培定则判断得知四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为a导线产生的B方向为b→d，大小为B；c导线产生的B方向为b→d，大小为B；同理，b导线产生的B方向为c→a，大小为B；d导线产生的B方向为c→a，大小为B；则根据平行四边形定则进行合成可知，四根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向向左．

6．如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法正确的是(　　)

A．Φa<Φb<Φc　　 B．Φa>Φb>Φc

C．Φa<Φc<Φb　　 D．Φa>Φc＞Φb

B　解析   磁感线有垂直纸面向里的也有垂直纸面向外的，它们相互抵消，即在求总磁通量时要按照代数和的方法求出总的磁通量；a、b、c中垂直纸面向里的磁通量一样多，垂直纸面向外的磁通量a没有，c比b多，所以Φa>Φb>Φc.

7．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B＝k，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比．如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流．规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0～R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是(　　)

C　解析  在处的磁感应强度为零，在r<处磁感应强度为正值，R>r>处的磁感应强度为负值，选项C正确．

8．如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是(　　)

C　解析  通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象如图C所示．

[能力提升]

9．(多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是(　　)

A．B1＝B2<B3

B．B1＝B2＝B3

C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里

D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里

AC　解析  由安培定则可知，B1＝B2＜B3，选项A正确，B错误；a、b两点处的磁场方向决定于远处通电导线的电流方向，由安培定则知，选项C正确，D错误．

10．如图甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，穿过线框的磁通量的变化量大小是(　　)

A．BS　 B．BS　

C．BS　 D．0

A　解析  未旋转时整个回路的磁通量Φ1＝BSsin 45°＝BS；线框的右半边(ObcO′)旋转90°后，穿进和穿出的磁通量相等，如图所示，整个回路的磁通量Φ2＝0，ΔΦ＝Φ1－Φ2＝BS.　

11．三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示．现使每根通电导线在斜边中点O处所产生磁场的磁感应强度大小均为B，则O处实际磁感应强度的大小和方向如何？

解析  根据安培定则可知，I1与I3在O处产生的磁场方向相同，均为垂直于三角形的斜边向下，I2在O处产生的磁场方向沿三角形的斜边向下，与I1、I3在O处产生的磁场方向垂直，由B1、B2、B3的大小均为B可知，O处实际磁感应强度的大小为BO＝＝B，方向在三角形平面内与斜边的夹角θ＝arctan 2，如图所示．

答案  B　方向在三角形平面内与斜边的夹角θ＝arctan 2

12．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ab边转过60°时，穿过线圈的磁通量的变化量为多少？

解析  因为ab边到磁场右边界的距离是线圈长度的一半，所以当绕ab边转过60°角后，线圈的cd边正好与磁场的右边界重合，如图所示，则绕ab边转过60°角后对应的磁通量为Φ2＝BS2＝BSsin θ＝0.8×0.5×sin(90°－60°)Wb＝0.2 Wb；而Φ1＝BS1＝B·S＝0.8××0.5 Wb＝0.2 Wb，则ΔΦ＝0.

答案  0