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2020-2021学年高中物理 第三章 磁场 3 几种常见的磁场课时作业新人教版选修3-1

2020-2021学年高中物理 第三章 磁场 3 几种常见的磁场课时作业新人教版选修3-1

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几种常见的磁场
一、单项选择题
1．关于磁感线，下列说法中正确的是(　　)
A．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线
B．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相同
C．磁铁的磁感线从磁铁的北极出发，终止于磁铁的南极
D．磁感线有可能出现相交的情况
解析：磁感线是人们为了形象地描述磁场而假想的，不是实际存在的，选项A错误；磁感线的切线方向和磁场方向相同，选项B正确；磁铁外部的磁感线从磁铁的北极出发，到达磁铁的南极，在内部磁感线从南极出发到达北极，形成闭合的曲线，选项C错误；磁感线不能相交，如果相交，交点处会出现两个方向，与实际不符，选项D错误．
答案：B

2．如图所示，一无限长直导线通有恒定电流，有一圆形线圈与其共面，则线圈在靠近直导线的过程中，通过线圈的磁通量将(　　)
A．增大
B．减小
C．不变
D．由于条件不足，无法确定变化情况
解析：由题意知，通电直导线产生稳定的磁场，离导线越近磁场越强，磁感线越密，则当线圈靠近通电导线时，穿过线圈的磁感线的条数越来越多，磁通量将逐渐增大，故选A.
答案：A

3．如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时(　　)
A．小磁针N极向里转
B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
解析：由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里．而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转．
答案：A

4．一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为(　　)
A．0　　　　　　　　　　B．2BS
C．2BScosθ D．2BSsinθ
解析：开始穿过线圈的磁通量为BScosθ，最后穿过线圈的磁通量是－BScosθ，变化量为2BScosθ，选项C正确．
答案：C
二、多项选择题
5．安培的分子电流假说可以用来解释下列哪些磁现象(　　)
A．磁体在高温时失去磁性
B．磁铁经过敲击后磁性会减弱
C．铁磁类物质放入磁场后具有磁性
D．通电导线周围存在磁场
解析：磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，在高温时，分子电流的排布重新变得杂乱无章，故对外不显磁性，A对；磁铁经过敲击后，分子电流的排布重新变得杂乱无章，部分分子电流产生的磁场相互抵消，故磁性减弱，故B对；铁磁类物质放入磁场后磁铁内部的分子电流的排布是大致相同的，对外显现磁性，C对；通电导线的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故D错误．
答案：ABC
6．下列关于磁通量的说法中正确的是(　　)
A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B．某一面积上的磁通量表示穿过此面积的磁感线 的净条数
C．在磁场中所取的面积越大，穿过该面积的磁通量 越大
D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零
解析：磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即Φ＝BS，表示穿过磁场中某面积的磁感线的净条数，Φ只有大小，没有方向，是标量，A错误，B正确；磁通量Φ的大小由B、S共同决定，所以面积大，Φ不一定大，C错误；由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必然从该曲面穿出，D正确．
答案：BD

7．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．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通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

8．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是(　　)
A．直导线中的电流方向垂直纸面向里
B．b点的实际磁感应强度大小为 T
C．c点的实际磁感应强度也为零
D．d点的实际磁感应强度跟b点的相同
解析：通电直导线产生的磁场是以通电直导线为圆心的同心圆，空间中某一处的磁感应强度为通电直导线产生的磁场与匀强磁场叠加后的矢量和．a点的实际磁感应强度为零，可知通电直导线在a点的
磁感应强度大小为1 T，方向向左，由安培定则可判断出直导线中的电流方向垂直纸面向里，选项A正确；通电直导线在b、c、d点的磁感应强度大小均为1 T，方向分别为竖直向上、水平向右、竖直向下，与匀强磁场叠加后的磁感应强度大小分别 T、2 T和 T，方向分别为斜向右上方、水平向右和斜向右下方，所以选项B正确，选项C、D错误．
答案：AB
三、非选择题

9．如图所示，线圈ABCO面积为0.4 m2，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，方向为x轴正方向，通过线圈的磁通量是多少？在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变了多少？(可以用根式表示)
解析：线圈ABCO与x轴正方向的匀强磁场平行，没有一条磁感线穿过平面，所以磁通量等于0.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时，线圈在垂直磁场方向的投影面积为0.4×sin60°，磁通量Φ＝0.1×0.4×sin60° Wb＝0.02 Wb，磁通量变化量ΔΦ＝(0.1×0.4×sin60°－0) Wb＝0.02 Wb.
答案：0　0.02 Wb或3.46×10－2 Wb