山东省无棣县物理人教版选修31：第三章第三节几种常见的磁场 课时作业

2018-2019学年人教版选修3-1 几种常见的磁场课时作业选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求；第5～6题有多项符合题目要求)1．(2018·平顶山校级期末)有关磁场的物理概念，下列说法中正确的是()A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量B．磁感应强度的方向与该点所放小磁针的受力方向相同C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关D．对条形磁铁来说，磁感线的方向是由条形磁铁的N极指向S极【答案】A【解析】磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，故A正确．磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，与该点所放小磁针N极受力方向相同，与该点所放小磁针的S极受力方向相反，故B错误．磁感应强度的方向是由磁场本身决定的，与放入磁场中的受磁场力作用的电流方向无关，故C错误．条形磁铁的外部，磁感线是从磁铁的N极指向S极，内部由S极指向N极，故D错误．2．(2018·苏州期末)如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，穿过圆环的磁通量的变化情况是()A．变小B．变大C．不变D．先变小后变大【答案】A【解析】磁通量的大小可以根据穿过线圈的磁感线条数的多少进行分析判断，由图可知，由A到B的过程中，穿过线圈的磁感线条数变少，故说明磁通量变小，故A正确，B、C、D错误．3．(2018·滁州校级期末)如图所示，环形导线周围有三个小磁针a、b、c，闭合开关S 后，三个小磁针N极的偏转方向是()A ．全向里B ．全向外C ．a 向里，b 、c 向外D ．a 、c 向外，b 向里【答案】D【解析】闭合开关S 后，环形导线中通有顺时针方向的电流，根据安培定则判断环形导线内部磁场向里，外部磁场向外，则小磁针b 的N 极向里偏转，a 、c 两个小磁针N 极向外偏转．故选D ．4．(2017·苏州名校检测)如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B ．边长为a 的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线圈平面的磁通量为( )A ．12Ba 2B ．BaC ．Ba 2D ．2Ba【答案】A【解析】据题意知，线框在匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，则通过线框的磁通量是 Φ＝12BS ＝Ba 22.故A 正确，B 、C 、D 错误．5．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，B a ＜B b B ．a 、b 两处磁感应强度大小不等，B a ＞B bC ．同一小段通电导线放在a 处时受的磁场力一定比b 处时大D ．同一小段通电导线放在a 处时受的磁场力可能比b 处时小 【答案】BD【解析】磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由此可知B a ＞B b ，A 错误，B 正确；安培力的大小除了与B 、I 、L 的大小有关，还与导体棒的角度有关，C 错误，D 正确．6．用安培提出的分子电流假说可以解释的现象是( ) A ．永久磁铁的磁场 B ．直线电流的磁场 C ．环形电流的磁场 D ．软铁棒被磁化的现象 【答案】AD【解析】安培分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出来的，所以选项A 、D 是正确的．能力提升7．(多选) 如图甲所示，一个条形磁铁P 固定在水平桌面上，以P 的右端点为原点，中轴线为x 轴建立一维坐标系．一个灵敏的小磁针Q 放置在x 轴上不同位置，设Q 与x 轴之间的夹角为θ.实验测得sin θ与x 之间的关系如图乙所示．已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为B 0.下列说法正确的是( )A ．P 的右端为N 极B ．P 的中轴线与地磁场方向平行C ．P 在x 0处产生的磁感应强度大小为B 0D ．x 0处合磁场的磁感应强度大小为2B 0 【答案】AC【解析】当x 趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，所以根据题图可知，x 趋向无穷大时，sin θ趋向1，则θ趋向90°，即小磁针的方向与x 的方向垂直，所以x 的方向为向东．当x 非常小时，小磁针的N 极沿x 方向，即向东．由图可知，开始时N 背离O 点，所以O 点处的磁极是N 极，故A 正确；由以上的分析可知，P 的中轴线沿东西方向，与地磁场方向垂直，故B 错误；由乙图可知，x 0处sin θ＝22，则θ＝45°，P 在x 0处产生的磁感应强度大小B P ：tan 45°＝B 0B P，所以B P ＝B 0，故C 正确；x 0处合磁场的磁感应强度大小为B ＝B 0sin 45°＝2B 0，故D 错误．8．边长为10 cm 的正方形线圈，固定在磁场中，磁场方向与线圈平面夹角θ＝30°，如图所示，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为多大？【解析】t ＝0时，B 0＝2 T ， t ＝1 s 时，B 1＝(2＋3×1) T ＝5 T ， 由Φ＝BS ⊥得ΔΦ＝ΔBS sin 30°＝(B 1－B 0)L 2sin 30°＝(5－2)×0.12×12 Wb ＝1.5×10－2 Wb.答案：1.5×10－2 Wb。

第3节几种常见的磁场1．假如在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向全都，这样的曲线就叫做磁感线．磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，其疏密反映磁场的强弱，线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同．2．安培定则：(1)右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向全都，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向．(2)让右手弯曲的四指与环形电流的方向全都，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向．3．安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，分子的两侧相当于两个磁极．安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的．4．磁通量：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面且面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示，则Φ＝BS，单位：韦伯．5．匀强磁场是指磁感应强度处处相同的磁场，它的磁感线的特点是间隔相等、相互平行．【概念规律练】学问点一磁感线1．关于磁感线的描述，下列说法中正确的是()A．磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向全都B．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的C．两条磁感线的空隙处肯定不存在磁场D．两个磁场叠加的区域，磁感线就可能相交答案A解析磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向，即小磁针静止时北极所指的方向，所以A正确；磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线，实际上并不存在，细铁屑可以显示出其外形，但那并不是磁感线，B错；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁感线是假想的人为画出的曲线，两条磁感线的空隙处也存在磁场，C错；在磁铁外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，磁感线不相交，所以D不正确．点评对磁感线概念的理解和磁感线特点的把握是关键，充分理解磁感线的以下性质：磁感线是闭合的曲线；磁感线不相交；疏密程度反映了磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．2．关于磁感线的性质和概念，下面的说法正确的是()A．磁感线上各点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向B．磁场中任意两条磁感线均不相交C．铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线D．磁感线总是从磁体的N极指向S极答案AB解析磁感应强度的方向就是磁场的方向，磁感线的切线方向就是磁场方向，因此选项A是正确的；两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即有两个磁感应强度方向，这是不行能的，磁场中某点的磁感应强度是唯一确定的，磁感应强度的方向也只有一个，因此两条磁感线不能相交，选项B是正确的；磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇曲线，不是真实存在的，而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法是正确的，而铁屑不是磁感线，选项C是错误的；在通电螺线管内部和条形磁体内部的磁感线应是从S极指向N极，选项D是错误的．学问点二安培定则3.如图1所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判定电源的正、负极．图1答案c端为正极，d端为负极解析小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以螺线管内部磁感线由a→b.依据安培定则可推断出电流由电源的c端流出,d端流入,故c端为正极,d端为负极.〖HT〗4．在图2中，当电流通过线圈时，磁针的S极指向读者，试确定线圈中电流的方向．图2答案电流为顺时针方向，如图所示．解析磁针南极指向读者说明线圏产生的磁感线方向垂直线面对里，依据安培定则可知线圈中电流方向是顺时针的．点评用安培定则分析环形电流的磁场时，要留意弯曲的四指指向电流方向，大拇指所指方向就是环形导线轴线上磁感线的方向．学问点三安培分子电流假说5．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象()A．永久磁铁的磁场B．直线电流的磁场C．环形电流的磁场D．软铁棒被磁化的现象答案AD解析分子电流假说是安培为解释磁体的磁现象而提出的，所以选项A、D是正确的；而通电导线四周的磁场是由其内部自由电荷定向移动而产生的宏观电流产生的．分子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的，但产生的缘由是不同的．6．下列关于磁场的说法中正确的是()A．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的B．永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的C．宏观电荷的定向运动能产生磁场D．全部的磁场都是由电荷的运动产生的答案ABCD解析安培分子电流假说认为一切磁场都是由于电荷的运动产生的．【方法技巧练】一、利用右手安培定则分析小磁针转动方向的方法。

[课时作业][A组基础巩固]一、单项选择题1．电磁铁用软铁棒做铁芯，这是因为软铁棒()A．能保持磁性B．可能被其他磁体吸引C．去磁迅速D．能导电解析：电磁铁多用于电磁继电器或大型磁力吊车，原理是通过电流控制磁场的产生与消失，所以希望断电后磁场立刻消失，因而选用软磁体，C正确．答案：C2.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＜ΦbC．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：A3.有一束电子流沿y轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z轴上P点处所产生的磁场方向沿()A．x轴正方向B．x轴负方向C．z轴正方向D．z轴负方向解析：电子流沿y轴正方向运动，电流方向沿y轴负方向，用安培定则可以判定P点的磁场方向沿x轴负方向．答案：B4.(2017·陕西西安中学期末)三根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，导线中通有大小和方向都相同的电流，如图所示．已知每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与该导线的距离成反比，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的合磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．2.1B D．3.8B解析：设a、b、c三根通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度大小分别为B a、B b和B c，正方形的边长为l，则有B b＝B＝kI2l＝2kI2l，B a＝B c＝kIl，又B a与B c的矢量和为B ac＝2kIl＝2B，且方向与B b方向相同，故d处的合磁感应强度大小为B合＝B b＋B ac＝3B，选项B正确．答案：B5.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 的磁场方向向下，故A正确．答案：A二、多项选择题6.如图所示，一个电子沿逆时针方向做圆周运动，则由于电子的运动将() A．不产生磁场B．在圆周的内侧、外侧均产生磁场C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直于纸面向里D．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直于纸面向外解析：电子沿逆时针方向做圆周运动，形成的电流方向为顺时针方向，根据安培定则可判断电子的运动将在圆周的内侧、外侧均产生磁场，且圆心处的磁场方向垂直于纸面向里，选项B、C正确．答案：BC7.如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则()A．A、B两点的磁感应强度方向相同B．B点的磁感应强度一定大C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D．条件不足，无法判断A、B两点的磁感应强度大小解析：由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱，故D正确，由题图可知A、B两点的磁感应强度方向相同，故A正确．答案：AD8.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，从上往下看，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，故D对．答案：BD三、非选择题9.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S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb.截面形状为圆形时，其半径r ＝4L 2π＝2L π，截面积大小S 2＝π(2L π)2＝16100π m 2.穿过线圈的磁通量Φ2＝BS 2＝0.50×16100π Wb ＝2.55×10－2 Wb.所以磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3 Wb.答案：5.5×10－3 Wb[B 组 能力提升]一、选择题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：C2．(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I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向里，I 2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I 1在第二、三象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2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I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2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I 1在第一象限磁场方向是垂直纸面向外，I 2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二、非选择题3.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＝0，末磁通量Φ2＝BS sin 60°＝0.2×0.82×32Wb ＝0.064 3 Wb ≈0.11 Wb ， 所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb.答案：0.11 Wb4．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．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示．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导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度大小．(保留一位有效数字)解析：通电螺线管在坐标原点处产生的磁场沿x 轴正方向，由安培定则即可确定电流的绕向．设螺线管在小磁针处产生的磁场为B x ，则有tan 60°＝B x B y， 即B x ＝B y tan 60°＝3×10－5× 3 T ≈5×10－5 T.答案：图见解析 5×10－5 T。

第3节几种常见的磁场1.磁感线是假想的线，磁感线可以定性地描述磁场的强弱和方向。

2．电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定。

3．安培提出了分子电流假说，能够解释磁化、退磁等一些磁现象。

4．磁通量的大小为：Φ＝BS，磁感应强度也可叫做磁通密度。

一、磁感线1．定义：用来形象描述磁场强弱和方向的假想曲线。

2．特点(1)磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

磁场强的地方，磁感线较密；磁场弱的地方，磁感线较疏。

(2)磁感线某点的切线方向表示该点磁感应强度的方向。

二、几种常见的磁场电流的磁场方向可以用安培定则(右手螺旋定则)判断。

1．直线电流的磁场右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。

2．环形电流的磁场让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。

3．通电螺线管的磁场右手握住螺线管，让弯曲的四指跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的北极的方向。

三、安培分子电流假说1．分子电流假说：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流，即分子电流。

分子电流使每个物质微粒都成为小磁体，它的两侧相当于两个磁极。

2．分子电流假说意义：能够解释磁化以及退磁现象，解释磁现象的电本质。

3．磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。

四、匀强磁场和磁通量1．匀强磁场(1)定义：强弱、方向处处相同的磁场。

(2)磁感线特点：疏密均匀的平行直线。

2．磁通量(1)定义：匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。

即Φ＝BS。

(2)拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的投影面积S′与磁感应强度的乘积表示磁通量。

(3)单位：国际单位制是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1_T·m2。

(4)引申：B＝ΦS，表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度又叫磁通密度。

3.3 几种常见的磁场1．一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，这是因为在外磁场的作用下()A．软铁棒中产生了分子电流B．软铁棒中分子电流消失了C．软铁棒中分子电流的取向变得杂乱无章D．软铁棒中分子电流的取向变得大致相同2．(多选)关于安培假说解释的一些现象，下列说法中正确的是()A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁B．不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动C．对外显示磁性的物质的分子电流取向大致相同D．磁体内分子电流总是存在的，因此，任何磁体都不会失去磁性3．如图所示，带正电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向右D．N极沿轴线向左4．(多选)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，在放电的过程中两云的尖端之间形成了一个放电通道，假如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5．(多选)下列关于磁通量的说法，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是表示穿过此面积的磁感线的总条数C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大D．穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零6．(多选)南极考察队队员在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示．下列说法正确的是()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7．关于磁感应强度的单位，下列表达式中不正确的是()A．1 T＝1 Wb/m2B．1 T＝1 Wb/mC．1 T＝1 N·s/(C·m) D．1 T＝1 N/(A·m)8．如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a 在螺线管内部，则()A．放在a处的小磁针的N极向左B．放在b处的小磁针的N极向左C．放在c处的小磁针的S极向右D．放在a处的小磁针的N极向右9．(多选)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的情况是()A ．如图所示位置时等于BSB ．使框架绕OO ′转过60°角时，磁通量为12BS C ．使框架绕OO ′转过90°角时，磁通量为零 D ．若从初始位置转过180°角，磁通量变化量为010．如图所示，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同．它们的截面处于一个等边三角形ABC 的A 和B 处．两通电导线在C 处的磁场的磁感应强度的值都是B ，则C 处磁场的总磁感应强度的大小和方向是( )A ．大小为B ，方向竖直向上（即垂直于AB ） B ．大小为B ，大小为水平向右（即平行于AB 向右）C ．大小为3B ，大小为水平向右（即平行于AB 向右）D ．大小为3B ，大小为竖直向上（即垂直于AB ）11．如图所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，线圈有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？12．如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判定电源的正、负极．13．在下图中，当电流通过线圈时，磁针的S极指向读者，试确定线圈中电流的方向．——★参考答案★——1. D 2. BC 3. C 4. BD 5. BD 6. AC 7. B 8. D 9. ABC 10. C111.都是BS212.c端为正极13.沿顺时针方向。

题组一磁感线及安培定则的应用1．(多选)关于电场和磁场，下列说法正确的是()A．我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱B．电场线和磁感线是可以形象描述场强强弱和方向的客观存在的曲线C．磁感线和电场线一样都是闭合的曲线D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质[答案]AD[解析]电场和磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际并不存在．电场线和磁感线的最大区别在于：磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的．2．如图1所示为某磁场的一条磁感线，其上有A、B两点，则()图1A．A点的磁感应强度一定大B．B点的磁感应强度一定大C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大D．条件不足，无法判断[答案] D[解析]由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱．3．如图2所示为电流产生磁场的分布图，分布图正确的是()图2A．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. 4．如图3所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是()图3A．a、b、c均向左B．a、b、c均向右C．a向左，b向右，c向右D．a向右，b向左，c向右[答案] C[解析]小磁针静止时N极的指向与该点磁感线方向相同，如果a、b、c三处磁感线方向确定，那么三枚小磁针静止时N极的指向也就确定了．所以，只要画出通电螺线管的磁感线如图所示，即可知a磁针的N极向左，b磁针的N极向右，c磁针的N极向右．5．(多选)如图4为某磁场中的磁感线，则()图4A．a、b两处磁感应强度大小不等，B a＞B bB．a、b两处磁感应强度大小不等，B a＜B bC．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大D．同一小段通电导线放在a处时受力可能比b处时小[答案]AD6．(多选)如图5所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是()图5A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的电子束D．向左飞行的电子束[答案]BC[解析]小磁针的S极向纸内偏转，说明此处磁场向外，根据安培定则可知电流方向从b向a，选项B、C正确．题组二磁感应强度的叠加7．(多选)如图6所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T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()图6A．直导线中的电流方向垂直纸面向外B．b点的实际磁感应强度为2T，方向斜向上，与B的夹角为45°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[答案]AB[解析]由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1T，由安培定则知A项正确，另由平行四边形定则知B项也正确．8．如图7所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共线；b点在两导线之间，b、d的连线与两导线所在直线垂直．磁感应强度可能为零的点是()图7A．a点B．b点C．c点D．d点[答案] C[解析]要使合磁感应强度为零，必有I1和I2形成的两个磁场中的某一点磁感应强度等大反向，只有c点有可能，选C.9．三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图8所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是()图8A．大小为B，方向垂直斜边向下B．大小为B，方向垂直斜边向上C．大小为5B，斜向右下方D．大小为5B，斜向左下方[答案] C[解析]由题意可知，三平行的通电直导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图．则：B合＝B2＋(2B)2＝5B，故A、B、D错误，C正确．题组三安培分子电流假说10．安培观察到通电螺旋管的磁场和条形磁铁的磁场很相似，提出了分子电流假说．他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流(分子电流实际上是由原子内部电子的绕核运动形成的)，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极．(如图9所示)下列将分子电流(箭头表示电子运动方向)等效为小磁体的图示中正确的是()图9[答案] B[解析]做圆周运动的电荷带负电，则环形电流方向相反，根据安培定则可知其左侧为N极，选项B对．11．(多选)如图10所示，两块软铁ab和cd放在螺线管轴线上，当螺线管通上如图所示方向的电流后，下列说法正确的是()图10A．两软铁将相互吸引B．两软铁将相互排斥C．a端将磁化为N极D．d端将磁化为N极[答案]AD[解析]当螺线管通电后，螺线管产生的磁场使两块软铁磁化，两软铁的左端同为N极，右端同为S极，两软铁相互吸引，选项A、D对，B、C错．题组四磁通量的理解和计算12．(多选)下列关于磁通量的说法正确的是()A．穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，穿过某平面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积C．穿过某一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线净条数D．地磁场穿过地球表面的磁通量为0[答案]CD[解析]只有当磁场与该面垂直时穿过该面的磁通量才等于磁感应强度与该面面积的乘积，选项A、B均错；磁通量的物理意义为穿过该面的磁感线的净条数，选项C对；地球表面是一个封闭曲面，穿进它的磁感线又全部从另一面穿出，则磁通量为0，选项D对．13．如图11所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图11A ．πBR 2B ．πBr 2C ．n πBR 2D ．n πBr 2 [答案] B14．如图12所示，框架abcd 的面积为S ，框架平面的初始位置与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则图12(1)穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若使框架绕OO ′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？ (3)若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为多少？(4)若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化量大小是多少？ [答案] (1)BS (2)12BS (3)0 (4)2BS高中物理选修3-111 [解析] (1)初始位置Φ1＝BS ；(2)框架转过60°角时Φ2＝BS ⊥＝BS cos60°＝12BS ； (3)框架转过90°角时Φ3＝BS ⊥＝BS cos90°＝0；(4)若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS ，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS )－BS |＝2BS .。

3 几种常见的磁场一、选择题(1～7题为单选题，8～10题为多选题)1．关于磁感线与电场线的描述，正确的是()A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极B．电场线一定是不闭合的，磁感线一定是闭合的C．磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹D．电场线和磁感线实际上均存在，只是肉眼看不到2.如图1为某磁场中的磁感线．则()图1A．a、b两处磁感应强度大小不等，B a＞B bB．a、b两处磁感应强度大小不等，B a＜B bC．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大D．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时小3．关于磁通量，下列叙述正确的是()A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M 处的磁感应强度一定比N处大D．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大4．如图2，把一根导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线通有水平向右的电流时()图2A．磁针所在区域磁场方向垂直纸面向里B．磁针所在区域磁场方向垂直纸面向外C．磁针不会发生偏转D．磁针发生偏转，S极向里，N极向外5．磁铁的磁性变弱，需要充磁．充磁的方式有两种，图3甲是将条形磁铁穿在通电螺线管中，图乙是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源，下列接线正确的是(充磁时应使外力磁场与磁铁的磁场方向相同)()图3A．a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极B．a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极C．a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极D．a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极6．如图4，一通电螺线管通有图示电流，1、2、4小磁针放在螺线管周围，3小磁针放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是()图4A．1B．2C．3D．47．在xOy坐标系的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线，电流方向指向纸内(如图5所示)，此坐标范围内还存在一个平行于xOy平面的匀强磁场．已知在以直导线为圆心的圆周上的a、b、c、d四点中，a点的磁感应强度最大，则此匀强磁场的方向()图5A．沿x轴正方向B．沿x轴负方向C．沿y轴正方向D．沿y轴负方向8．如图6所示，回形针系在细线下端被磁铁吸引，下列说法正确的是()图6A．回形针下端为N极B．回形针上端为N极C．现用点燃的火柴对回形针加热，过一会儿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．用点燃的火柴对回形针加热，回形针不被磁铁吸引，原因是回形针加热后，分子电流消失了9.三根在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图7所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是()图7A．B1＝B2＜B3B．B1＝B2＝B3C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里10.如图8所示是等腰直角三棱柱，其平面ABCD为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是()图8A．穿过ABCD平面的磁通量大小为B0L2B．穿过BCFE平面的磁通量大小为22B0L2C．穿过ADFE平面的磁通量大小为零D．穿过ABCD平面的磁通量大于穿过BCFE平面的磁通量二、非选择题11．地球上某地地磁感应强度B的水平分量B x＝1.8×10－5T，竖直分量B y＝5.4×10－5T．求：(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角α的正切值；(2)在水平面2.0m2的面积内地磁场的磁通量Φ.12.如图9所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm.现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O 处，a线圈半径为10cm，b线圈半径为15cm，问：图9(1)在B减为0.4T的过程中，a和b中磁通量分别改变多少？(2)磁感应强度B大小不变，方向绕直径转过30°过程中，a线圈中磁通量改变多少？(3)磁感应强度B大小、方向均不变，线圈a绕直径转过180°过程中，a线圈中磁通量改变多少？[答案]精析1．B 2.A 3.D 4.A 5.B 6.B7．D[用右手螺旋定则判断通电直导线在a、b、c、d四个点上所产生的磁场方向，a点有电流产生的竖直向下的磁场，若还有竖直向下的匀强磁场，则电流产生的磁感应强度和匀强磁场的磁感应强度方向相同，叠加合磁场最大．]8．AC[回形针被磁化后的磁场方向与条形磁铁磁场方向一致，故回形针的下端为N极，A对，B错；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，故C对，D错．] 9．AC[a、b、c三处的磁感应强度是三根导线所产生的磁感应强度的叠加．根据安培定则可判断出左、右两根导线在a处的磁场方向相反，因为距离相等，所以磁感应强度大小相等，所以左、右两根导线在a处产生的磁感应强度的矢量和为零，a处的磁感应强度等于下面导线在该处产生的磁感应强度，所以a处的磁感应强度方向垂直于纸面向外．同理可知b处的磁感应强度等于右面的导线在该处产生的磁感应强度，所以b处的磁感应强度方向也垂直于纸面向外，三根导线在c处产生的磁场方向均是垂直于纸面向里，所以合磁感应强度方向垂直纸面向里，所以B1＝B2＜B3，A、C选项正确，B、D选项错误．]10．BC[根据Φ＝BS⊥，因此通过ABCD平面的磁通量Φ＝B0L2cos45°＝22B0L2，A错误；平面BCFE⊥B0，而BC＝L，CF＝L cos45°＝22L，所以平面BCFE的面积S＝BC·CF＝22L2，因而Φ′＝B0S＝22B0L2，B正确，D错误；平面ADFE在与B0的垂直方向上的投影面积为零，所以穿过的磁通量为零，C正确．]11．(1)5.7×10－5T 3(2)1.08×10－4Wb[解析](1)由矢量合成法则可知B＝B2x＋B2y＝(1.8×10－5)2＋(5.4×10－5)2T≈5.7×10－5Ttan α＝B yB x＝3.(2)Φ＝B y S ＝5.4×10－5×2.0Wb ＝1.08×10－4Wb. 12．见[解析][解析] (1)a 线圈面积正好与圆形磁场区域重合， Φ1＝B πr 2，Φ2＝B 1πr 2ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B 1－B )πr 2|＝1.256×10－2Wbb 线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与a 线圈相同，故磁通量的变化量与a 线圈相同．(2)磁场转过30°，a 线圈面积在垂直磁场方向的投影面积为πr 2cos30°，则Φ3＝B πr 2cos30° ΔΦ′＝|Φ3－Φ1|＝B πr 2(1－cos30°)≈3.4×10－3Wb.(3)以线圈a 正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转180°过后，磁感线从该面穿出，故ΔΦ″＝BS －(－BS )＝2BS ＝5.0×10－2Wb.。

3几种常见的磁场学问点一磁感线1．图L3­3­1中，用带箭头的细实线表示通电直导线四周磁感线的分布状况，其中正确的是()图L3­3­12．图L3­3­2为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布状况，以O点(图中白点)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是图L3­3­3中的()图L3­3­2图L3­3­3学问点二安培定则的应用3．如图L3­3­4所示，左侧水平台面上固定着条形磁铁，右侧固定着螺线管．闭合开关S 后，下列推断正确的是()图L3­3­4A．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向左B．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向右C．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向左D．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向右4．当开关S闭合后，位于通电导线产生的磁场中的小磁针偏转的状况如图L3­3­5所示，其中正确的是()图L3­3­5学问点三磁场的叠加5．如图L3­3­6所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流的方向垂直纸面对里，以直导线为中心的同一圆周上有a、b、c、d四个点，连线ac和bd是相互垂直的两条直径，且b、d在同一竖直线上，则()图L3­3­6A．c点的磁感应强度的值最小B．b点的磁感应强度的值最大C．b、d两点的磁感应强度相同D．a、b两点的磁感应强度相同6．(多选)如图L3­3­7所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流：a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为l2、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列推断正确的是()。

一、磁感线和三种电流的磁场┄┄┄┄┄┄┄┄①1．磁感线(1)定义：在磁场中画出的一些曲线，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。

(2)特点：磁感线的疏密表示磁场的强弱。

磁感线越密的地方表示磁场越强。

(3)磁感线实验模拟用细铁屑可模拟磁感线的形状，如图所示是条形磁铁磁感线模拟图。

可发现在两极附近，磁场较强，磁感线较密。

2．三种电流的磁场(用安培定则判断)(1)通电直导线的磁场：右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向(如图甲)。

(2)通电环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向(如图乙)。

(3)通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，拇指指向通电螺线管的N 极(如图丙)。

[说明]磁感线的特点(1)为形象地描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在。

(2)磁感线的疏密表示磁场的强弱，密集的地方磁场强，稀疏的地方磁场弱。

(3)磁感线的方向：磁体外部从N极指向S极，磁体内部从S极指向N极。

(4)磁感线闭合而不相交，不相切，也不中断。

(5)磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

①[判一判]1．磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极(×)2．磁感线是磁场中客观存在的线(×)3．磁感线的疏密可以反映磁场的相对强弱(√)4．磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力方向相同(×)二、安培分子电流假说┄┄┄┄┄┄┄┄②1．内容：安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流——分子电流。

分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极(如图所示)。

2．对磁现象的解释(1)磁化现象：一根铁棒未被磁化的时候，内部分子电流的取向杂乱无章，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性；当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁作用，形成磁极，铁棒就被磁化了。

2018-2019学年人教版选修3-1 几种常见的磁场课时作业1．(2018·佛山名校期末)小磁针处在如图所示的磁场中，小磁针的运动情况是() A．顺时针转动，最后静止，N极指向右方B．顺时针转动，最后静止，N极指向左方C．逆时针转动，最后静止，N极指向右方D．逆时针转动，最后静止，N极指向左方【答案】A【解析】由图可知，磁感线的方向是由左向右的，根据磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致，故小磁针顺时针转动，静止时北极的指向是向右的．所以A正确，B、C、D错误．2. 用⊙表示通电直导线，电流方向垂直纸面向外，用带箭头的线段或曲线表示磁感线．下列图中，能正确反映通电直导线在其周围产生磁场的磁感线是()A B C D【答案】C【解析】通电直导线产生的磁场方向根据安培定则判断，可知，A、B磁场应该是以导线为圆心的同心圆，故A、B错误．根据安培定则，大拇指指向电流方向，则四指指向为磁感线方向，故C正确，D错误．3．(多选)(2017·丰满名校月考)下列说法正确的是()A．奥斯特提出“分子电流”假说，认为永磁体磁场和通电导线磁场均由运动电荷产生B．安培提出“分子电流”假说，认为永磁体的磁场和通电导线的磁场均由运动电荷产生C．根据“分子电流”假说，磁铁受到强烈振动时磁性会减弱D．根据“分子电流”假说，磁铁在高温条件下磁性会增强【答案】BC【解析】分子电流假说是由安培提出来的．根据安培的分子电流假说可知，磁铁及通电导线的磁性是由于内部运动电荷产生的磁场叠加而成的．磁铁在高温和强烈振动下分子电流会变得杂乱，从而使磁性减弱．故B 、C 正确，A 、D 错误．4．(多选)(2017·芗城校级期末)如图所示是等腰直角三棱柱，其中一面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BL 2B ．通过dcfe 平面的磁通量大小为22BL 2 C ．通过abfe 平面的磁通量大小为零D ．通过bcf 平面的磁通量为零【答案】BCD【解析】通过abcd 平面的磁通量大小为BS sin 45°＝22BL 2，故A 错误；dcfe 平面是abcd 平面在垂直磁场方向上的投影，所以磁通量大小为22BL 2，故B 正确；abfe 平面、bcf 平面均与磁场平面平行，所以磁通量为零，故C 、D 正确．。