3-3几种常见的磁场

3-3几种常见的磁场基础夯实1．关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的()A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止B．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的北极C．磁感线的方向就是磁场方向D．两条磁感线空隙处不存在磁场答案：B解析：磁感线与电场线不同，它是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N极，故选项A是不正确的。螺线管内部的磁感线和条形磁铁相似，是由S极到N极，即磁场方向也就是从S极指向N极，所以放置其中的小磁体N极必然是指向磁场方向，即螺线管的北极。故选项B正确。只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，那么某点的磁场方向是用该点的切线方向来表示的，故选项C不正确。磁感线是为研究问题方便而假想的曲线，磁场中磁感线有无数条，故提出两条磁感线之间是否有空隙，是否存在磁场等类似的问题是毫无意义的，故选项D不正确。2．(2010·厦门高二检测)下列四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是()A．①③B．②③C．①④D．②④答案：C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。3．如图是铁棒甲与铁棒乙内部各分子电流取向的示意图，甲棒内部各分子电流取向是杂乱无章的，乙棒内部各分子电流取向大致相同，则下列说法中正确的是()A．两棒均显磁性B．两棒均不显磁场C．甲棒不显磁性，乙棒显磁性D．甲棒显磁性，乙棒不显磁性答案：C解析：甲棒中分子电流杂乱无章，分子电流的磁场相互抵消，对外不显磁性；乙棒中分子电流取向大致一致，分子电流的磁场相互叠加，对外显示出较强的磁性。C正确。4．如图所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于北、南方向带有电荷的两块阴雨云，在放电的过程中在两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中正确的是()A．带同种电荷 B．带异种电荷C．B带正电 D．A带正电答案：BD解析：云层间放电必须发生在异种电荷之间，故B对；在云层间放电时，形成的强电场和高温将空气电离成正离子和负离子，并在强电场的作用下做定向移动，形成电流，相当于通电直导线形成磁场。由题意知，从南往北看，磁场是逆时针的，根据安培定则可以判断电流是从A流向B的，故可知A带正电，B带负电。所以D选项正确。5．(2011·杭州高二检测)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定答案：B解析：离导线越远，电流产生的磁场越弱，穿过线圈的磁感线条数越少，磁通量逐渐减小，故只有B正确。6．(2011·潍坊高二检测)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。其工作原理类似于打点计时器，当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。请回答以下问题：(1)当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现吸引小磁铁向下运动，则电磁铁的上端为________极，小磁铁的下端为________极。(2)你认为这种充气泵是利用直流电好，还是利用交流电好？答案：________。(3)缠绕电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了。你认为这种铁芯最好用________材料制作。答案：(1)SN(2)交流电(3)软磁性解析：(1)由安培定则可以判断出电磁铁上端为S极，小磁铁下端为N极。(2)如果用直流电，小磁铁要么被吸引不放，要么被排斥远离，无法进行连续的充气，故用交流电好。(3)因为需要连续充气，所以应该用软磁性材料制作。7.有两个固定的完全相同的通电圆环，通过的电流大小相同，方向如图所示，其中一个位于竖直平面内，另一个位于水平平面内，每个圆环中的电流在它们的共同圆心O处产生的磁感应强度大小均为B，求：O点总磁感应强度的大小？答案：eq\r(2)B解析：O点总磁感应强度为每个圆环上电流所产生的磁感应强度的矢量和。由安培定则知，水平面内圆环电流在O点产生的磁场竖直向下，竖直平面内的圆环电流在O点产生的磁场垂直纸面向外，两者相互垂直。所以B合＝eq\r(B2＋B2)＝eq\r(2)B。能力提升1．(2012·山东济南模块达标测试)如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是()A．aB．bC．cD．d答案：CD2．(2010·西安高二检测)如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是()A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束答案：BC解析：小磁针N极的指向即是磁针所在处的磁场方向。题中磁针S极向纸内偏转，说明离子束下方的磁场方向由纸内指向纸外。由安培定则可判定由离子束的定向运动所产生的电流方向由右向左，故若为正离子，则应是自右向左运动，若为负离子，则应是自左向右运动。故正确答案为B、C。3．一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原来旋转180°，由此可以断定，这根电缆中电流的方向为()A．可能是向北 B．可能是竖直向下C．可能是向南 D．可能是竖直向上答案：D解析：若电缆电流沿南北方向，由安培定则可知小磁针所在位置磁感应强度方向亦即小磁针北极指向为竖直方向，不符合题意；当电缆电流沿竖直向上时，小磁针所在处磁感应强度方向沿水平方向且由北向南，与没有电流时地磁场的方向正好相反，故选D。4．(2012·寿光高二检测)如图所示，质量为m的回形针系在细线下端被磁铁吸引保持静止，此时细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是()A．回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小为mgtanθB．回形针静止时受到的细线的拉力大小为mgcosθC．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流排列无序了D．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会发现回形针不被磁铁吸引了，原因是回形针加热后，分子电流消失了答案：C解析：回形针静止时受到的磁铁对它的磁力大小和方向都不确定，拉力大小也不能确定，故A、B错误；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，所以选项C正确，D错误。5．(2012·试题调研)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()答案：B解析：本题考查了对地磁场的认识，由安培定则可知环形电流应自东向西，B项正确。6.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________，若使框架绕OO′转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为________。答案：BS；eq\f(1,2)BS；0；－2BS解析：在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS。当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示，Φ＝BS⊥＝BS·cos60°＝eq\f(1,2)BS。转时90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0。线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了，因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，△Φ＝Φ2－Φ1＝－2BS。7．已知北京地面处的地磁场水平分量约为3×10－5T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如下图所示。小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向。请在图上标明螺线管