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1、第 3 节 几种常见的磁场 对应学生用书 P65 1.磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线， 其疏密反映磁场的乘积 10 叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母 表示，则 BS，国际单 11 12 位：韦伯。 13 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 14 15 相等、互相平行。 对应学生用书 P65 考点一 对磁感线的认识及磁感线的分布 1.关于磁感线，以下说法中正确的是( ) A磁感线上各点的切线方向就是该点的磁感应强度方向 B磁感线是磁场中真实存在的曲线 C磁感线总是从磁体的 N 极发出终止于磁体的 S 极 D沿着磁感线方向，磁场越来越弱 答案 A
2、解析 磁感线可以形象表示磁场的方向，磁感线上各点的切线方向就是该点 的磁感应强度方向，A 正确 ； 磁感线是人为假想的曲线，不是真实存在的，B 错误 ； 磁感线是闭合曲线，在磁铁的外部，磁感线是从磁体的 N 极到磁体的 S 极，在磁 铁的内部，磁感线是从磁体的 S 极到磁体的 N 极，C 错误；沿着磁感线方向，磁 场不一定越来越弱，而要看磁感线的疏密，磁感线越密，磁场越强，D 错误。 2. 如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有 A、B 两点，则( ) AA 点的磁感应强度一定大 BB 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
3、 由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱。D 正确。 考点二 安培定则(右手螺旋定则)的应用 3.如图所示，(a)(b)是直线电流的磁场，(c)(d)是环形电流的磁场，(e)(f)是通电 螺线管的磁场。试在图中补画出电流的方向或磁感线方向。 答案 如图所示。 解析 图(a)，已知磁场沿顺时针方向(从上向下看)，根据安培定则，则电流垂 直纸面向里； 图(b)，电流右侧的磁场的方向垂直纸面向里，左侧的磁场的方向垂直纸面向 外，根据安培定则，则电流的方向向上； 图(c)，已知环形电流内部磁场方向垂直纸面向外，根据安培定则，则电流沿 逆时针方向； 图(d)，环形电流从右侧垂直纸面流出，从左侧垂直纸面流入，
4、由安培定则可 知磁场的方向向下； 图(e)，根据螺线管中电流方向外侧向上，利用安培定则可以确定螺线管的磁 场的方向向左； 图(f)，根据螺线管中上边的电流方向垂直纸面向外，下边的电流方向垂直纸 面向里，利用安培定则可以确定螺线管的磁场的方向向右。如答案图所示。 4如甲、乙、丙、丁四幅图所示，当闭合开关后，判断通电导线周围的磁场 中小磁针 a、b 静止时 N 极的指向正确的是( ) A外、里；里、外；右、左；上、下 B里、外；外、里；右、左；上、下 C外、里；里、外；左、右；上、下 D外、里；里、外；右、左；下、上 答案 A 解析 根据安培定则可知， 甲图中环形电流的方向为逆时针方向(从外向里看
5、)， 内部的磁场的方向垂直纸面向外，所以 a 的 N 极指向外，b 的 N 极指向里；乙图 中环形电流的方向为顺时针方向(从外向里看)， 所以内部的磁场的方向垂直纸面向 里，a 的 N 极指向里，b 的 N 极指向外；丙图中通电螺线管的外侧的电流向右， 所以螺线管内部的磁场方向向上，U 形电磁铁的右端是 N 极，左端是 S 极，所以 a 的 N 极指向右，b 的 N 极指向左；丁图中通电螺线管的外侧的电流向左，所以螺 线管内部的磁场方向向下，电磁铁的下端是 N 极，上端是 S 极，所以 b 的 N 极指 向下，a 的 N 极指向上。故 A 正确。 5如图所示 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的
6、长直导线，其横截面位于正方 形的四个顶点上， 导线中通有大小相等的电流， c 方向向外， 其余向里， 如图所示。 O 点磁感应强度的方向( ) A沿 Oa 向上 B沿 Od 向左 C沿 Oc 向下 D沿 Ob 向右 答案 B 解析 根据题意，由右手螺旋定则知 b 与 d 导线中电流在 O 点产生的磁场正 好相互抵消， 而 a 与 c 导线中电流产生的磁场在 O 点正好方向都沿 Od 向左， 故 O 点磁感应强度的方向水平向左，故选 B。 考点三 安培分子电流假说 6.科学研究表明，地球自西向东的自转速度正在变慢。假如地球的磁场是由地 球表面带电引起的，则( ) A地球表面带正电，由于地球自转变
7、慢，地磁场将变弱 B地球表面带正电，由于地球自转变慢，地磁场将变强 C地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变弱 D地球表面带负电，由于地球自转变慢，地磁场将变强 答案 C 解析 地球的磁场类似于通电螺线管的磁场。我们已经知道，地磁 N 极在地 理的南极附近，地磁 S 极在地理的北极附近根据右手螺旋定则可知，要有自东向 西的电流才符合，则地球表面带负电。由于地球自转变慢，相当于电流减弱，地 磁场将变弱。 7(多选)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
8、现象而提出来的， A、 D 正确 ； 通电导线周围的磁场是由其内部自由电荷定向移动产生的宏观电流而产生的。分 子电流和宏观电流虽然都是运动电荷引起的， 但产生的原因是不同的， B、 D 错误。 考点四 磁通量的分析和计算 8. 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， 则穿过框架面积的磁通量为_。若使框架绕 OO转过 60角，则穿过框架 面积的磁通量为_； 若从初始位置转过 90角，则穿过框架面积的磁通量为 _；若从初始位置转过 180角，则穿过框架面积的磁通量的变化量是 _。 答案 BS BS 0 2BS 1 2 解析 初始位置 1BS；框架转过 60角时
9、2BSBScos60 BS；框架 1 2 转过 90角时 3BSBScos900；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 4BS， 所以 |4 1|(BS)BS|2BS。 对应学生用书 P66 1有一矩形线圈，面积为 S，匝数为 n，将它置于匀强磁场中，且使线圈平 面与磁感线方向垂直，设穿过该线圈的磁通量为 ，则该匀强磁场的磁感应强度 大小为( ) A. B. C. D无法判断 nS n S S 答案 C 解析 线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过 线圈的磁感线条数相同，即磁通量大小相同，磁感线与线圈平
10、面垂直，则 BS， 磁感应强度 B ，A、B、D 错误，C 正确。 S 2(多选)下图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中 a 点的磁感应强度比 b 点 的磁感应强度大的是( ) 答案 AC 解析 磁感线的疏密可表示磁感应强度的大小，所以 A、C 正确。 3. 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. Ba2 BBa CBa2 D2Ba 1 2 答案 A 解析 根据题意知，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 BS，A 正确，B、C、D 错误。 1 2 Ba2
11、2 4. (多选)如图所示，A 和 B 为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流， 虚线 C 为在 A 和 B 所确定的平面内与 A、 B 等距的直线， 则下列说法正确的是( ) A两导线间的空间不存在磁场 B虚线 C 处磁感应强度为零 CAC 间磁感应强度垂直纸面向里 DCB 间磁感应强度垂直纸面向外 答案 BCD 解析 设电流 A、B 在空间产生的磁场分别为 BA、BB，根据安培定则，电流 A 在 AB 间产生的磁场垂直纸面向里，而电流 B 在 AB 间产生的磁场垂直纸面向外， 又因 IAIB， 故在 AC 区， BABB， 合磁场方向垂直于纸面向里， 在 BC 区， BABB， 合磁
12、场方向垂直于纸面向外， 中线 C 处 BABB， 合磁场为零， 综上所述， B、 C、 D 正确。 5已知山东地面处的地磁场水平分量约为 3105 T，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是_。(保留一位有 效数字) 答案 导线绕向见解析 5105 T 解析 接通电源后，小磁针 N 极的指向是地磁场和螺线管的磁场的合磁场的 方向，由此可
13、判定螺线管的磁场在小磁针处方向水平向右，由安培定则判定螺线 管导线绕向如图甲所示。 由题意知地磁场水平分量 By3105 T，设通电螺线管产生的磁场为 Bx。由 图乙知tan60，得 Bx3105 T5105 T。 Bx By 3 6. 如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B0.8 T，磁场 有明显的圆形边界，圆心为 O，半径为 1.0 cm。在纸面内先后放上圆线圈，圆心 均在 O 处，A 线圈半径为 1.0 cm，10 匝；B 线圈半径为 2.0 cm,1 匝；若磁场方向 不变，在 B 减为 0.4 T 的过程中，A 和 B 线圈中磁通量各改变了多少？ 答案 1.256104 Wb 1.256104 Wb 解析 A 线圈半径为 1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而 B 线圈半 径为 2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过 A、B 线圈的磁感线的条数相等， 因此在求通过 B 线圈的磁通量时，面积 S 只能取圆形磁场区域的面积，磁通量与 匝数无关。 设圆形磁场区域的半径为 R， 对线圈 A，BR2，磁通量的改变量： A|21|(B1B2)R2(0.80.4)3.14(102)2 Wb1.256104 Wb， 对线圈 B， B|21|(B1B2)R2(0.80.4)3.14(102)2 Wb 1.256104 Wb。