浦东新王牌 周末小班 高三物理-磁场

新王牌 高三物理 关

磁场

基础知识训练

1．下列关于磁感线的说法，正确的是( ) A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极 B．磁感线可以形象地表示磁场的方向和强弱 C．电流磁场的磁感线都是同心圆

D．放入螺线管内的小磁针的N极指向与该处磁感线方向相反

2．在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量Be=5.0×10-5T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置（如图所示）。由此测出该通电直导线在其正下

北 方10cm处产生磁场的磁感应强度大小为 （ ）

-5-4

（A）5.0×10T （B）1.0×10T

-5西 东 （C）8.66×10T （D）7.07×10-5T

南 3．如下图所示，a是长直密绕通电螺线管，应用DIS的磁传感器b沿a的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过通电螺线管螺管a。能正确反映通电螺线管内部磁感应强度B随x变化规律的是 （ ）

O A x O B x O C x O D x B B b

O B B a

x

4．一矩形通电线框abcd可绕其中心轴OO’自由转动，它处在与OO’垂直的匀强磁场中，在图示位置由静止释放时

Ａ．线框静止，四边受到指向线框外部的磁场力 Ｂ．线框静止，四边受到指向线框内部的磁场力 Ｃ．线框转动，ab转向纸外，cd转向纸内 Ｄ．线框转动，ab转向纸内，cd转向纸外

a I b O d B c O’ 1

新王牌 高三物理 关

5．分别置于a、b两处的长直导线垂直纸面放置，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c、d在一条直线上，且ac＝cb＝bd。已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则a处导线在d点产生的磁感应强度的大小及方向为（ ）

B1A．－B2，方向竖直向下

2B1B．＋B2，方向竖直向上

2

× C．B1－B2，方向竖直向上 a c D．B1＋B2，方向竖直向下

6．在稀硫酸溶液中有一矩形绝缘浮子，它的上部是一轻金属环，轻金属环的两端分别和溶液中的铜片和锌片相连，一开始金属环所处的方位如图所示，则松开浮子后（ ） A．浮子一直保持静止不动 B．浮子将不停地转动 C．浮子将转过90°后再保持静止 D．浮子将转过180°后再保持静止

7．如图所示，闭合矩形导线框ABCDA放在水平桌面上，桌面 处于竖直向下的匀强磁场中，穿过导线框的磁通量为φ．现导线框以AB边为轴逆时针匀速转动180o，在此过程中穿过导线框的磁通量的变化量为△φ，则［ ］

A．△φ=0 B．△φ=φ C．△φ=2φ D．△φ= -2φ

· b d 北 东

8．首先发现电流磁效应的科学家是（ ）

A．安培 B．奥斯特 C．库仑 D．麦克斯韦

9.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是 （ ） A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关

B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致 C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零 D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大 10．以下说法正确的是( )．

A．一小段通电导线在某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定是零

B．在磁场中一小段通电直导线所受磁场力方向、该点的磁感强度方向以及导线中的电流方向，三者一定互相垂直

C．在磁场中一小段通电直导线的电流方向不跟磁场方向垂直时，通过导线受的磁场力方向一定垂直于电流方向，而且一定垂直于磁场方向

D．通电导线受磁场力的条件是电流方向与磁场力方向垂直

2

新王牌 高三物理 关

11．在图中，P、Q是圆筒形螺线管中两根平行于轴线放置的软铁棒，当开关S闭合时，软铁棒将（ ）

A．静止在原来的位置不动 B．相互吸引 C．相互排斥

D．相互吸引在一起，同时发生转动

12．如图所示，在条形磁铁外面套一圆环，当圆环从磁铁的N极向下平移到S极的过程中，穿过圆环的磁通量如何变化（ ）

A．逐渐增加 B．逐渐减少

C．先逐渐增加，后逐渐减少 D．先逐渐减少，后逐渐增大

13．某同学在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条细线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住条形磁铁的位置是：（ ）

A．磁铁的重心处 B．磁铁的某一磁极处 C．磁铁中心的北侧 D．磁铁重心的南侧

图8-1-9

14．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中

通有电流，方向如图11－1－14中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )

15．一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1800，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

16．如图8-1-16所示，M、N分别为包围一条形磁铁的球面，且M又被N包围，通过M和N的磁通量分别为Φm、ΦN，下列说法正确的是：（ ）

A．ΦM＞ΦN B．ΦM＜ΦM C．ΦM=ΦN D．无法判断．

图8-1-14-16

3

新王牌 高三物理 关

17．如图8-1-27所示，一个松弛的线圈是用劲度系数很小的导线绕制而成．现给该线圈通以如图所示方向的电流．则该线圈会( )

A．轴向长度变短．径向发生膨胀 B．轴向长度变长，径向发生膨胀 C．轴向长度变长．径向发生收缩 D．轴向长度变短，径向发生收缩 图8-1-27

18．如图8-1-15所示为一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图．其工作原理类似打点计时器，当电流从电磁铁的接线柱a流人，吸引小磁铁向下运动时，以下判断正确的是（ ） 小磁铁 弹性金属片 固定端 A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极 B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极 a

橡皮碗 C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极

～ D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极 b 气 电磁空气导管 图8-1-15

19．下列说法正确的是（ ）

A．磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极 B．磁感线可以表示磁场的方向和强弱 C．磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场

D．放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极

20. 如图所示，匝数为N、半径为r1的圆形线圈内有匀强磁场，匀强磁场在半径为r2的圆形区域内，匀强磁场的磁感应强度B垂直于线圈平面。通过该线圈的磁通量为

A．B?r12 B．B?rC．NB?r22 21 22

r1 × × ×r 2×× ×

O D．NB?r

4

新王牌 高三物理 关

一．磁场

（一）磁感应强度：

练习1：同一小段通电导线放入磁场中，

（A） 在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度必为零

（B） 放甲处所受磁场力比放乙处所受磁场力大，则甲处磁感应强度比乙处磁感应强度

大

（C） 放某处所受磁场力方向与该处磁感应强度相同 （D） 磁感应强度与放入场中的电流成反比

（E） 磁感应强度决定于场源电流和与场源电流的距离。

z

2．在匀强磁场中，一通电导线顺＋y轴放时不受磁场力，顺＋z O y 轴方向放时受磁场力沿＋x方向，则B的方向如何？

x

3．上题中，一通电导线顺＋y轴放时受磁场力沿－z轴方向，沿－z轴方向放时受磁场力在xOy平面内与＋x轴成30?角，而与－y轴成60?角，则B的方向如何？

（二）电流的磁场

1．如图所示，在同一平面内有三根长直导线a、b、c，构成一个 c a 正三角形，通以大小相等、方向如图的电流，测得正三角形中点O处的 磁感应强度为B1，关于导线a与O点对称的M点的磁感应强度为B2， M I I 则撤去导线a后，M点的磁感应强度大小为___________，方向 O _____________。

b I

2．如图所示，有两条长直通电导线，沿x轴和y轴放置，方向分别沿x轴和y轴的正方

I

向。电流强度I1＝I，I2＝2I，已知长直通电导线周围某点的磁感应强度可以用公式B＝k ，式

r

中k为比例常数，I为电流强度，r为该点与导线的距离。试求：

5

y 新王牌 高三物理 关 I2 O I1 x （1）在xOz平面内，以O为圆心、以r为半径的圆周上哪 z 里磁感应强度最小，并求其最小值。 （2）在xOy平面内，以O为圆心、以r为半径的圆周上哪里磁感应强度最小，并求其最小值。

（三）磁场对磁极的作用 练习： 1 A N S B 2 1．确定下列各磁体A、B、C所 I N S 受磁场力的方向。 C

2．磁铁放于水平地面上，在其S极正上方有一与它垂直放置 I 的导线，当导线中通以电流后与原来相比，磁铁受到地面的支持力 N S 和摩擦力情况有什么变化？

（四）磁通量：

练习1：关于磁通量，下列说法中正确的是（A）同一线圈放在B大处时?也大，（B）某线圈内?＝0时，B必为零，（C）B即单位面积上的磁通量，（D）磁通量即垂直穿过线圈的磁感线条数，（E） 磁通量是标量。

I II III I II III

2．如图两通电线圈交叉放置，使三块面积相等，比较三块面积中的磁通量大小，

3．一线圈如图套在通电长螺线管外，其中的磁通量如何？

6

新王牌 高三物理 关

4．一线圈沿图示方向套入碲形磁铁的过程中线圈中的磁通量如何变化？

N S

二．安培力 判断方法： （1） 微元法 （2） 特殊位置法 （3） 等效法 （4） 平行电流法 （5） 第三定律

例1：分析下列通电线圈A的受力情况。

1 2 3 4 5 A A A? ? ? A ? ? ? A ? ? ? 6 A 7 A 8 A 9 A N S N S

练习：如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I I2 2，在其直径AB上靠近B点放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导 A O I1 B 线，并通以电流I1，方向如图。线圈上A点附近一小段导线受到的安培力的大小为___________；而圆形线圈将___________动。

7

新王牌 高三物理 关

例2：重为0.1 N、长为10 cm的金属棒用长为20 cm的绝缘细 线悬挂起来，棒呈水平状态，通以图示方向的5 A电流，加一水平 B I 且垂直于棒的匀强磁场，磁感应强度为0.2 T，求：（1）此棒所受安 培力，（2）每根细线所受张力。

例3：如图所示，间距为20 cm、倾角为53?的两根光 R2 B 滑金属导轨间，有磁感应强度为1 T、方向竖直向上的匀强 磁场，导轨上放有质量为0.03 kg的金属棒，在与导轨连接 R1 的电路中，变阻器R1的总电阻为5 ?，电阻R2为12 ?，导 轨和金属棒电阻不计，电源电动势为40 V，内阻为1 ?，金属棒恰静止在导轨上，此时金属棒中的电流大小为 ? _________A，变阻器滑臂左边的电阻为_______?。

练习1：如图，质量为m、长为L、电阻为r的金属棒搁在水平放置的两平行光滑金属导轨上，导轨电阻不计，右端连 B 一电阻R和一电动势为?、内阻也为r的电源，空间有一与水 ? 平面成?角斜向上，且垂直于金属棒的匀强磁场，其磁感应强

R 度多大时棒对导轨恰无压力，在这种情况下刚释放棒时棒的加

速度。

2．如图，质量为40 g、长为40 cm的金属棒搁在与水平面成

30?角放置的两平行光滑金属导轨上，棒内通以图示方向的5 A电流， 空间有一匀强磁场，棒恰静止，求下述三种情况下，磁感应强度的大 小，（1）B垂直于导轨平面，（2）B水平向左，（3）B竖直向上。 I

? 8

新王牌 高三物理 关

3．如图，半径为R，质量为m的匀质细圆环均匀带电，总电量为Q（Q＞0），放在光滑的水平桌面上，环内外有垂直向上

B 的均匀磁场，磁感应强度为B。若将圆环以角速度?绕着圆环的

Q ? 竖直轴匀速转动，求环内的张力。

R

例4：如图，一边长为5 m、总重为0.2 N的正方形通电线框

可绕过其一边的OO’轴自由转动，电流方向为adcba，线框处于竖

O a 直向下的磁感应强度为1 T的匀强磁场中，静止时线框与竖直平面 的夹角为37?，则此时线框中的电流多大？ d O’ b B ?

c

练习1：如图，在光滑水平面上，有两根弯成直角的相同金属棒， × × C × 它们的一端均可绕固定转动轴C自由转动，另一端b互相接触，组成 一个正方形线框，每边长均为L，匀强磁场方向竖直向下，当线框中 × × × × 通以图示方向的电流I时，两金属棒在b点的相互作用力为f，则此时 磁感应强度的大小为________＿＿＿＿＿＿。（不计电流产生的磁场）。 × ×b × ×

2．如图所示的电流天平可用来测定磁感应强度，天

平的右臂下挂有一矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部

悬在待测定的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，当 线圈中通以顺时针流动的电流I时，在天平两端各加上质 m1 m2 量为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流方向相反，大小 I 不变时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡， 磁场 试求磁感应强度的大小和方向。

9

新王牌 高三物理 关

3．匀质金属棒长为L．质量为m，上端悬挂于垂直于纸面的水平轴O点上，下端固定一质量也为m的金属小球，棒可在竖直平面内绕O点自由转动，棒与弧形导电导轨MN始终良好接触，弧的圆心在O点，半径为3L／4，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于OMN平面向里，闭合电键后棒偏转到新的位置平衡，此时电流表示数为I，则此时棒与竖直方向的夹角为＿＿＿＿＿＿＿。

4．如图所示，质量为m、边长为l的等边三角形ABC导

O A ? ? ? ?B ? ? ? ? M N

线框，在A处用轻质细线竖直悬挂于质量也为m、长度为L的A 水平均匀硬杆一端，硬杆另一端通过轻质弹簧连接地面，离杆I左端L/3处有一光滑固定转轴O。垂直于ABC平面有一个水平

B C 方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当在导线框中通以逆

时针方向大小为I的电流时，AB边受到的安培力大小为________，此时弹簧对硬杆的拉力大小为________。

O ? 10

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/k5ov.html