有关地磁场类问题集锦

地磁场类问题集锦

1.十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是绕地球的环形电流引起的，则该假设中的电流的方向是( )

A.由西向东垂直磁子午线 B.由东向西垂直磁子午线；

C.由南向北沿磁子午线方向 D.由赤道向两极沿磁子午线方向

注：磁子午线是地球磁场N极与S极在地球表面的连线

2.20世纪50时年代，科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场。连续的磁暴作用可维持地磁场。则外地核中的电流方向为（地磁场N极与S极在地球表面的连线称为磁子午线）（ ）

A.垂直磁子午线由西向东 B垂直磁子午线由东向西

C.沿磁子午线由南向北 D沿磁子午线由北向南

３.根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（ ）

A.带负电 Ｂ带正电 C.不带电 Ｄ无法确定

4.一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由下落的过程中，导线上各点的电势（ ）

A.东端最高 B.西端最高 C.中点最高 D.各点一样高

5.在赤道附近有一竖直向下的匀强电场，在此区域内有一根沿东西方向放置的直导体棒，由水平位置自静止落下，不计空气阻力，则导体棒两端落地的先后关系是（ ）

Ａ.东端先落地 Ｂ.西端先落地 Ｃ.两端同时落地 Ｄ.无法确定

6.在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5Ｔ.如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40ｍ，载有20Ａ的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是 （ ）

Ａ.4×10－8Ｎ Ｂ.2.5×10－5Ｎ

Ｃ.9×10－4Ｎ Ｄ.4×10－2Ｎ

7.关于磁通量的说法中，正确的是（ ）

A.穿过一个面的磁通量等于磁感强度和该面面积的乘积

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.穿过一个面的磁通量就是穿过该面的磁感线条数

D.地磁场穿过地球表面的磁通量为零。

8.为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速。假设海洋某处地磁场竖直分量为B=0.5×10－4T，水流是南北流向，如图1所示，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向。若两电极相距L=20m，与两电极相连的灵敏电压表读数为U=0.2mV，则海水的流速大小为（ ）

A.10m/s B.0.2m/s C.5m/s D.2m/s

图1

9.指南针静止时，其N极指向如图2中虚线所示。若在其上方放置水平方向的导线，并通以直流电，则指南针转向图中实线位置。据此可知（ ）

A.导线南北放置，通有向北的电流

B.导线南北放置，通有向南的电流

C.导线东西放置，通有向西的电流

D.导线东西放置，通有向东的电流

10.欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30º，问当他发现小磁针偏转了60º，通过该直导线的电流为（直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）：（ ）

A.2I B.3I C.3I D.无法确定

11.一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１８０º，由此可以断定，这里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

12.在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便且效果明显，通电直导线应（ ）

A.平行于南北方向，位于小磁针上方 B.平行于东西方向，位于小磁针上方

C.平行于东南方向，位于小磁针下方 D.平行于西南方向，位于小磁针下方

13.如.图3为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航。机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势力U2。 （ ）

A.若飞机从西往东飞，U1比U2高

B.若飞机从东往西飞，U2比U1高

C.若飞机从南往北飞，U1比U2高

D.若飞机从北往南飞，U2比U1高

14.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图4所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则 （ ）

A.ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势

B.ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势

C.ε＝πfl2B，且a点电势高于b点电势

D.ε＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势 西 南 Ｓ 北

Ｎ

东

图2

图3

B

图4

15.假设将指南针移到地球球心处，则指南针的指向： （ ）

A.由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定

B.根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”可判定指南针N极指向地球北极附近

C.根据“小磁针N极受力方向沿该处磁场方向”可判定N极指向地球南极附近

D.地球对指南针通过地磁场作用，但指南针对地球不产生磁场作用

16.磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙中的星球，小到电子、质子等微观粒子几乎都会呈现出磁性。地球就是一个巨大的磁体，其表面附近的磁感应强度约为T55105~103，甚至一些生物体内也会含着微量强磁性物质如43OFe。研究表明：鸽子正是利用体内所含有微量强磁性物质在地磁场中所受的作用来帮助辨别方向的。如果在鸽子的身上缚一块永磁体材料，且其附近的磁感应强度比地磁场更强，则（ ）

A.鸽子仍能辨别方向 B.鸽子更容易辨别方向

C.鸽子会迷失方向 D.不能确定鸽子是否会迷失方向

17.具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时（ ）

A.如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流；

B.如果卫星的运行轨道经过泰国曼谷和日本东京的上空，则它的表面不会产生感应电流；

C.如果卫星在地球同步轨道上运行，它的表面不会产生感应电流；

D.如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减小，轨道半径减小，运行速率减小。

18.从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子，这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图5所示，那么（ ）

A.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同

B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱

C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强

D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转

19.一架飞机以300ｍ／ｓ的速度在某处沿水平方向飞行，该处地磁场的竖直分量时为2×10－5Ｔ，飞机机翼总长度为20ｍ，机翼两端间的感应电动势为_________Ｖ.

20.某地地磁场磁感应强度Ｂ的水平分量TBx41018.0，竖直分量TBy41054.0。求：（１）地磁场Ｂ的大小及它与水平方向的夹角；（２）在水平面内20.2m的面积内地磁场的磁通量φ。

21.南半球某地的磁场为4×10-5T，磁场方向与水面成30°，一条东西方向水平放置的均匀导体棒长0.5m，将它以2m/s的初速度向北水平抛出，则在抛出后s53末，棒中的感应电动势为

。 图5

图6

22.图6为上海某校操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11º的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻R约为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持在频率为2Hz左右。如果同学摇动绳子的最大圆半径h约为1m，电流计读数的最大值I约为3mA，

（1）试估算地磁场的磁感应强度的数量级为——；数学表达式B=——。（由R、I、L、f、h等已知量表示）

（２）将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直和两点上，那么电流计读数约为_________。

23.由于国际空间站的运行轨道上各处的地磁场强弱及方向均有所不同，所以在运行过程中，穿过其外壳的地磁场的磁通量将不断变化，这样将会导致_____现象发生，从而消耗国际空间站的能量。为了减少这消耗，国际空间站的外壳材料的电阻率应尽可能____（填 “大”或“小”）一些。

24.用钢铁做成的船身，一般都易被磁化。某船磁化方向跟船身垂直，人在船上面向船头时，船右侧是N极。若该船正向南行驶时，则罗盘的指针N极指向大致是_________。

25.已知地磁场的水平分量为Ｂe，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图7所示的通电线圈中央一点磁感应强度。实验方法：①先将未通电线圈平面沿南北方向放置，中央放一枚小磁针，下面有量角器，此时磁针Ｎ极指向北方；②给线圈通电，此时小磁针Ｎ极指向北偏东θ角后静止。由此可以知道线圈中电流方向（自东向西看）是______（填“顺”或“反”）时针方向的，线圈中央的磁感应强度Ｂ=_________.

26.据报道，1992年7 月，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验，实验取得了部分成功，航天飞机在地球赤道上空离地面约300㎞处由东向西飞行，相对地面速度大约sm/105.63，从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20㎞、电阻为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动。假定这一范围内的地磁场是均匀的，磁感应强度为T5104，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同，根据理论设计，通过电离层的作用，悬绳可产生3A的电流。试求：

（1）金属悬绳中产生的感应电动势；（2）悬绳两端的电压；

（3）航天飞机绕地球运行一圈悬绳输出的电能（已知地球半径为6400㎞）

27.一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上，ab=L1,bc=L2,如图8所示。现突然将线圈翻转1800，使ab与dc互换位置，用冲击电流计测得导线中流过的电量为Q1。然后维持ad边不动，将线圈绕ad边转动，使之突然竖直，这次测得导线中流过的电量为Q2，试求该处地磁场的磁感强度的大小。