物理3 几种常见的磁场巩固练习

第三章 第3节

1．有一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图3－3－17所示，电子流在z轴上的P点所产生的磁场方向是沿

(　　)

图3－3－17

A．y轴正方向　　　  B．y轴负方向

C．z轴正方向     D．z轴负方向

解析：选A.等效电流方向沿x轴负方向，由安培定则可知A正确．

2．如图3－3－18所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动

(　　)

图3－3－18

A．不产生磁场

B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里

C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外

D．只有圆周内侧产生磁场

答案：C

3．彼此绝缘、互相垂直放置的两通电直导线中电流方向如图3－3－19所示，在两导线周围空间磁场较强的区域是

(　　)

图3－3－19

A．Ⅰ区　　　　　　　 B．Ⅱ区

C．Ⅲ区      D．Ⅳ区

答案：BD

4.南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂未通电螺线管，如图3－3－20所示．下列说法正确的是

(　　)

图3－3－20

A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小

B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大

C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大

D．不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变

答案：AC

5.如图3－3－21所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有

(　　)

图3－3－21

A．Φ1>Φ2　　　　  B．Φ1＝Φ2

C．Φ1<Φ2      D．无法判断

解析：选B.磁通量的实质是穿过某一面积的磁感线的条数，由图中可知Φ1＝Φ2，故B正确．

6．如图3－3－22所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)】

图3－3－22

A．逐渐增大　　　　  B．逐渐减小

C．始终为零     D．不为零，但保持不变

解析：选C.穿过圆的直径ab内侧的磁通量和穿过外侧的磁通量方向相反，由对称性可知两部分的磁通量大小相等，故整个圆中合磁通量为0.当ef竖直向上平移时，两部分的磁通量依然大小相等，一正一负，合磁通量始终为零．

7．如图3－3－23所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b等远处有一点P，若P点合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是

(　　)

图3－3－23

A．a中向纸里，b中向纸外

B．a中向纸外，b中向纸里

C．a、b中均向纸外

D．a、b中均向纸里

解析：选A.因为通电直导线周围磁场的磁感线是一族以导线上各点为圆心的同心圆，所以直导线a中电流在P处激发的磁场方向垂直于a、P连线，直导线b中电流在P处激发的磁场方向垂直于b、P连线，又因为P点合磁感应强度B的方向水平向左，所以由矢量合成法则可知，a中电流在P处激发的磁场方向垂直aP斜向下，b中电流在P处激发的磁场方向垂直bP斜向上，再根据安培定则很容易判断a、b中的电流方向，a中向纸里，b中向纸外，故选A.

8. (2010年江苏南京高二检测)在磁感应强度大小为B0，方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里，如图3－3－24所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中

(　　)

图3－3－24

A．c、d两点的磁感应强度大小相等

B．a、b两点的磁感应强度大小相等

C．c点的磁感应强度的值最小

D．b点的磁感应强度的值最大

解析：选C.直导线中的电流在圆周上的a、b、c、d各点产生的磁场的方向沿顺时针切线，磁感应强度大小相同，由矢量叠加可知C正确．

9．地球上某地地磁感应强度B的水平分量Bx＝0.18×10－4 T，竖直分量By＝0.54×10－4 T．求：

(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角α；

(2)在水平面2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ.

解析：(1)由矢量合成法则可知

B＝ ＝  T

＝0.57×10－4 T

tan α＝＝3，则α＝arctan3.

(2)Φ＝By·S＝0.54×10－4×2.0 Wb

＝1.08×10－4 Wb.

答案：(1)0.57×10－4 T　arctan3　(2)1.08×10－4 Wb

10．如图3－3－25所示，匀强磁场的磁感应强度B＝2.0 T，并指向x轴正方向，若ab＝40 cm，bc＝30 cm，ae＝50 cm，试求通过面积S1(abcd)、S2(befc)和S3(aefd)的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3分别是多少？

图3－3－25

解析：因为磁感应强度的方向沿x轴正方向，与abcd面垂直，所以Φ1＝BS1＝2.0×0.4×0.3 Wb＝0.24 Wb.

befc面与磁感应强度方向平行，所以Φ2＝0.

aefd面在垂直磁感应强度方向的投影面积为S1，

所以Φ3＝Φ1＝BS1＝0.24 Wb.

答案：0.24 Wb　0　0.24 Wb

11．如图3－3－26所示，匀强磁场磁感应强度为B，矩形线圈长为2L，宽为L，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要线圈以ab边为轴转动60°，求线圈磁通量的变化．

图3－3－26

解析：原来的磁通量

Φ1＝BS＝BL2

转过60°时，由数学知识可知dc边恰好离开磁场，此时Φ2＝0

∴ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝BL2.

答案：BL2

12.边长为10 cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角θ＝30°，如图3－3－27所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B＝2＋3t(T)，则在第1 s内穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ.

图3－3－27

解析：t＝0时，B0＝2 T

t＝1 s时，B1＝(2＋3×1)T＝5 T

由Φ＝BS⊥得：

ΔΦ＝ΔBSsin30°＝(B1－B0)L2sin30°

＝(5－2)×0.12×＝1.5×10－2 (Wb)．

答案：1.5×10－2 Wb