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2020-2021学年3 几种常见的磁场课堂检测
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这是一份2020-2021学年3 几种常见的磁场课堂检测，共6页。
1．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点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为( )
2．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为( )．
A．向下
B．向上
C．垂直于纸面向里
D．垂直于纸面向外
3．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图3－3－17甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图3－3－17乙所示的螺线管，并通以电流大小也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )．
图3－3－17
A．0 B．0.5B
C．B D．2B
4.如图所示，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
5．(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
6．[多选]如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( )
A．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向里
C．ΦB＞ΦC
D．ΦB＜ΦC
7．如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
A．0 B.eq \f(\r(3),3)B0
C.eq \f(2\r(3),3)B0 D．2B0
8．[多选]两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四个点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度一定不可能为零的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
9．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Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
10．如图所示，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？
11．如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。试求：
(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
3.3几种常见的磁场能力课时针对练习答案
1．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点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为( )
解析：磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，以O点为坐标原点，沿z轴正方向，先疏后密，表示磁感应强度先减小后增大，C正确．
答案：C
2．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为( )．
A．向下
B．向上
C．垂直于纸面向里
D．垂直于纸面向外
解析 铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O磁场方向向下．
答案 A
3．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图3－3－17甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图3－3－17乙所示的螺线管，并通以电流大小也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )．
图3－3－17
A．0 B．0.5B
C．B D．2B
解析 用双线绕成的螺线管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内中部的磁感应强度为0.
答案 A
4.如图所示，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，内部有多少条磁感线，外部的整个空间就有多少条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，故选项A正确．
答案：A
5．(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
解析：根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量可能为零，A正确．根据安培定则，电流I1在第二、三象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在此处磁场方向是上半部垂直纸面向里，下半部向外，所以磁通量不可能为零，B错误．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量不可能为零，C错误．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以磁通量可能为零，D正确．
答案：AD
6．[多选]如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( )
A．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向里
C．ΦB＞ΦC
D．ΦB＜ΦC
解析： 由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁感线分布在线圈外，所以B、C圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外的磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面的较少，C圆面的较多，但都比垂直向外的少，所以穿过B、C的磁通量方向应垂直纸面向外，且ΦB＞ΦC。
答案：AC
7．如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
A．0 B.eq \f(\r(3),3)B0
C.eq \f(2\r(3),3)B0 D．2B0
解析： 导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小BP＝BQ＝B1，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为eq \r(3)B1。又根据题意Ba＝0，则B0＝eq \r(3)B1，且B0平行于PQ向左。若P中电流反向，则BP反向、大小不变，BQ和BP大小不变，夹角为120°，合磁场的磁感应强度大小为B1′＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，a点合磁场的磁感应强度B＝eq \r(B02＋B1′2)＝eq \f(2\r(3),3)B0，则A、B、D项均错误，C项正确。
答案：C
8．[多选]两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四个点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度一定不可能为零的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析： 根据右手螺旋定则判断磁场方向。易知两电流在a点磁场的方向相反，若I1＜I2，故在a点I1的磁感应强度大小可能等于I2的磁感应强度大小，则a点磁感应强度可能为0；两电流在b点的磁场方向相反，若I1＞I2，而I2离b点近，则两电流在b点产生的磁感应强度可以大小相等，故b点磁感应强度可能为0；两电流在c点、d点的磁场方向不相反，故c、d两点的磁感应强度不可能为0。故本题选CD。
答案：CD
9．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Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
解析： 设在位置Ⅰ时磁通量大小为Φ1，位置Ⅱ时磁通量大小为Φ2。第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量ΔΦ1＝Φ1－Φ2，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。故ΔΦ1＜ΔΦ2，故C正确。
答案：C
10．如图所示，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＝BSsin 0°＝0
末磁通量Φ2＝BSsin 60°＝0.2×0.82×eq \f(\r(3),2) Wb
＝0.064eq \r(3) Wb≈0.11 Wb
所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb。
答案：0.11 Wb
11．如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。试求：
(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
解析：(1)框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量：Φ＝BS；从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量变为0，则磁通量的变化量为：0－BS＝－BS；
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量为－BS，磁通量的变化量为：(－BS)－BS＝－2BS。
答案：(1)－BS (2)－2BS
1．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点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为( )
2．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为( )．
A．向下
B．向上
C．垂直于纸面向里
D．垂直于纸面向外
3．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图3－3－17甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图3－3－17乙所示的螺线管，并通以电流大小也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )．
图3－3－17
A．0 B．0.5B
C．B D．2B
4.如图所示，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
5．(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
6．[多选]如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( )
A．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向里
C．ΦB＞ΦC
D．ΦB＜ΦC
7．如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
A．0 B.eq \f(\r(3),3)B0
C.eq \f(2\r(3),3)B0 D．2B0
8．[多选]两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四个点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度一定不可能为零的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
9．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Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
10．如图所示，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？
11．如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。试求：
(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
3.3几种常见的磁场能力课时针对练习答案
1．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点为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为( )
解析：磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，以O点为坐标原点，沿z轴正方向，先疏后密，表示磁感应强度先减小后增大，C正确．
答案：C
2．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为( )．
A．向下
B．向上
C．垂直于纸面向里
D．垂直于纸面向外
解析 铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O磁场方向向下．
答案 A
3．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图3－3－17甲所示的螺线管，当该螺线管中通以电流大小为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B.若将另一根长导线对折后绕成如图3－3－17乙所示的螺线管，并通以电流大小也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )．
图3－3－17
A．0 B．0.5B
C．B D．2B
解析 用双线绕成的螺线管，双线中的电流刚好相反，其在周围空间产生的磁场相互抵消，所以螺线管内中部的磁感应强度为0.
答案 A
4.如图所示，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，内部有多少条磁感线，外部的整个空间就有多少条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，故选项A正确．
答案：A
5．(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是( )
解析：根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量可能为零，A正确．根据安培定则，电流I1在第二、三象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在此处磁场方向是上半部垂直纸面向里，下半部向外，所以磁通量不可能为零，B错误．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，所以磁通量不可能为零，C错误．根据安培定则，电流I1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I2在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，所以磁通量可能为零，D正确．
答案：AD
6．[多选]如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为穿过两圆面的磁通量的大小，下述判断中正确的是( )
A．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通量方向是垂直纸面向里
C．ΦB＞ΦC
D．ΦB＜ΦC
解析： 由安培定则判断，凡是垂直纸面向外的磁感线都集中在线圈内，因磁感线是闭合曲线，则必有相应条数的磁感线垂直纸面向里，这些磁感线分布在线圈外，所以B、C圆面都有垂直纸面向里和向外的磁感线穿过，垂直纸面向外的磁感线条数相同，垂直纸面向里的磁感线条数不同，B圆面的较少，C圆面的较多，但都比垂直向外的少，所以穿过B、C的磁通量方向应垂直纸面向外，且ΦB＞ΦC。
答案：AC
7．如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( )
A．0 B.eq \f(\r(3),3)B0
C.eq \f(2\r(3),3)B0 D．2B0
解析： 导线P和Q中电流I均向里时，设其在a点产生的磁感应强度大小BP＝BQ＝B1，如图所示，则其夹角为60°，它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为eq \r(3)B1。又根据题意Ba＝0，则B0＝eq \r(3)B1，且B0平行于PQ向左。若P中电流反向，则BP反向、大小不变，BQ和BP大小不变，夹角为120°，合磁场的磁感应强度大小为B1′＝B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直)，a点合磁场的磁感应强度B＝eq \r(B02＋B1′2)＝eq \f(2\r(3),3)B0，则A、B、D项均错误，C项正确。
答案：C
8．[多选]两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四个点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度一定不可能为零的是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析： 根据右手螺旋定则判断磁场方向。易知两电流在a点磁场的方向相反，若I1＜I2，故在a点I1的磁感应强度大小可能等于I2的磁感应强度大小，则a点磁感应强度可能为0；两电流在b点的磁场方向相反，若I1＞I2，而I2离b点近，则两电流在b点产生的磁感应强度可以大小相等，故b点磁感应强度可能为0；两电流在c点、d点的磁场方向不相反，故c、d两点的磁感应强度不可能为0。故本题选CD。
答案：CD
9．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Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
解析： 设在位置Ⅰ时磁通量大小为Φ1，位置Ⅱ时磁通量大小为Φ2。第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量ΔΦ1＝Φ1－Φ2，第二次将金属框绕cd边翻转到位置Ⅱ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。故ΔΦ1＜ΔΦ2，故C正确。
答案：C
10．如图所示，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＝BSsin 0°＝0
末磁通量Φ2＝BSsin 60°＝0.2×0.82×eq \f(\r(3),2) Wb
＝0.064eq \r(3) Wb≈0.11 Wb
所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb。
答案：0.11 Wb
11．如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。试求：
(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？
解析：(1)框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量：Φ＝BS；从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量变为0，则磁通量的变化量为：0－BS＝－BS；
(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量为－BS，磁通量的变化量为：(－BS)－BS＝－2BS。
答案：(1)－BS (2)－2BS
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