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课时提升作业 十八 几种常见的磁场
(20分钟 50分)
一、选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分)
1.(2018芜湖高二检测)下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是
( )
A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线
B.磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的
C.电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线
D.电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布越密的地方，同一通电导线所受的磁场力也越大
【解析】选C。电场线和磁感线分别是为了形象地描述电场、磁场而引入的假想线，实际并不存在，选项A错误；两种场线的切线方向均表示相应的场方向，两种场线都不会相交，选项B错误；电场线起始于正电荷、终止于负电荷，而磁感线在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极，组成闭合曲线，选项C正确；电场线越密，表示该处电场越强，同一试探电荷在此处受到的电场力越大；磁感线越密表示该处磁场越强，但通电导线受到的磁场力大小还与通电导线方向和导线中的电流方向和大小有关，故电流受到的磁场力不一定大，选项D错误。
【补偿训练】
(多选)如图为某磁场中的磁感线，则 ( )
A.a、b两处磁感应强度大小不等，Ba>Bb
B.a、b两处磁感应强度大小不等，Ba
Bb，A对，B错。同一小段通电导线在磁场中的受力除了与磁感应强度的大小有关外，还与通电导线的放置有关，C错，D对。
2.如图所示，当开关S闭合后，小磁针处在通电电流的磁场中的位置正确的是
( )
【解析】选D。依据安培定则，判断出电流的磁场方向；再根据小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，判知D正确。
【补偿训练】
(多选)下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是 ( )
【解析】选B、C。根据安培定则可判定B、C选项正确。
3.如图所示，将线圈悬挂在磁铁N极附近，磁铁处于水平位置，和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，通电后线圈将 ( )
A.转动同时靠近磁铁 B.转动同时离开磁铁
C.不转动，只靠近磁铁 D.不转动，只离开磁铁
【解析】选A。如图为把环形电流等效成一个小磁针时的俯视图，由安培定则知，此小磁针的N极向左转动，S极向右转动。磁铁的N极吸引小磁针的S极，故线圈将发生转动同时靠近磁铁，所以A正确。
【补偿训练】
弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N极一端位于未通电的螺线管正上端，如图所示，下列说法正确的是 ( )
A.若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变
B.若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大
C.若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小
D.若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大
【解析】选D。
4.(多选)一等腰直角三棱柱如图所示，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L2B
B.通过dcfe平面的磁通量大小为22L2B
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】选B、C、D。abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥=22L2，所以Φ=BS⊥=22L2B，选项A错误；dcfe平面与B垂直，S=22L2，所以Φ=22L2B，选项B正确；abfe平面与B平行，S⊥=0，Φ=0，选项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，选项D正确。故正确选项为B、C、D。
二、非选择题(22分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
5.地球上某地磁感应强度B的水平分量Bx=0.1810-4 T，竖直分量By=0.54
10-4 T。求：
(1)地磁场磁感应强度B的大小及它的方向。
(2)在水平面2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ。
【解析】(1)根据平行四边形定则，可知B=Bx2+By2
=0.182+0.54210-4 T≈0.5710-4 T
B的方向和水平方向的夹角为θ，则tan θ=ByBx=3。
(2)题中地磁场竖直分量与水平面垂直，故磁通量Φ=ByS=0.5410-42.0 Wb=1.0810-4 Wb。
答案： (1)大小为5.710-5 T 方向与水平面的夹角为θ，且tan θ=3 (2)1.0810-4 Wb
【补偿训练】
如图所示，有一个100 匝的线圈，其横截面是边长为L=0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B=0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？
【解析】线圈横截面是正方形时的面积
S1=L2=(0.20)2 m2=4.010-2 m2。
穿过线圈的磁通量Φ1=BS1=0.504.010-2 Wb=2.010-2 Wb。
横截面形状为圆形时，其半径r=4L2π=2Lπ。
横截面面积大小S2=π2Lπ2=16100π m2。
穿过线圈的磁通量
Φ2=BS2=0.5016100π Wb≈2.5510-2 Wb。
所以磁通量的变化
ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)10-2 Wb=5.510-3 Wb。
答案：5.510-3 Wb
【能力挑战区】
1.如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。其工作原理类似打点计时器。当电流从电磁铁的接线柱a流入时，吸引小磁铁向下运动，以下选项中正确的是 ( )
A.电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B.电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C.电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D.电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
【解析】选D。电流从电磁铁的接线柱a流入，根据安培定则，电磁铁的上端为S极，再根据异名磁极相互吸引，小磁铁的下端为N极，故选项D正确。
2.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 ( )
A.O点处的磁感应强度为零
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
D.a、c两点处的磁感应强度的方向不同
【解析】选C。
由图可知，两导线在O点的磁场方向相同，因此O点磁感应强度不为零，故A项错误。由图可知，a、b两点处磁感应强度大小、方向都相同，故B项错误。由图可知，c、d两点处磁感应强度大小、方向都相同，故C项正确。由图可知，O、a、b、c、d五点处磁感应强度方向都相同，竖直向下，故D项错误。
【补偿训练】
如图所示，电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点，在环形分路的中心O处的磁感应强度为 ( )
A.垂直环形分路所在平面，且指向“纸内”
B.垂直环形分路所在平面，且指向“纸外”
C.在环形分路所在平面内指向B
D.零
【解析】选D。将圆环分成上、下两半研究，根据安培定则，上半圆电流在O点产生的磁场方向向里，下半圆电流在O点产生的磁场方向向外，由于电流大小相等，两个分路产生的磁感应强度大小相等，则O点的磁感应强度为零。故选D。
2018-2019学年高中物理 第三章 磁场 课时提升作业十八 3.3 几种常见的磁场 新人教版选修3-1.doc
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