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2022年高中物理 第5章 磁場 第3節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量 第4節(jié) 磁與現(xiàn)代科技 隨堂演練鞏固提升 魯科版選修3-1

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1、2022年高中物理 第5章 磁場 第3節(jié) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量 第4節(jié) 磁與現(xiàn)代科技 隨堂演練鞏固提升 魯科版選修3-1 1.(多選)與磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同的是(  ) A.該點(diǎn)的磁場方向 B.通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向 C.放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向 D.放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)S極所指的方向 解析:選ABC.磁場的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,A對(duì).在磁感線上,任意一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同,B對(duì).物理學(xué)中規(guī)定,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向相同,故C對(duì),D錯(cuò). 2.將面積為0.5 m2的單匝線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0×10

2、2 T的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面垂直于磁場方向,如圖所示,那么穿過這個(gè)線圈的磁通量為(  ) A.1.0×102 Wb    B.1.0 Wb C.5×103 Wb D.5×102 Wb 解析:選A.因?yàn)榫€圈匝數(shù)為單匝,且線圈平面垂直于磁場方向,由磁通量公式得:Φ=BS=2.0×102×0.5 Wb=1.0×102 Wb,故A對(duì),B、C、D錯(cuò). 3.如圖所示,一矩形線框,從abcd位置移動(dòng)到a′b′c′d′位置的過程中,關(guān)于穿過線框的磁通量的變化情況,下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng))(  ) A.一直增加 B.一直減少 C.先增加后減少 D.先增加,再減少直到零,然

3、后再增加,最后減少 解析:選D.bc邊移到導(dǎo)線位置之前磁通量垂直紙面向外增加,之后磁通量減少到0,這時(shí)導(dǎo)線位于線框中間位置,再向右移時(shí)磁通量垂直紙面向里又增加,直到ad邊與導(dǎo)線重合,再往右移磁通量最后又減少. 4.地球上某處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T,豎直分量By=0.54×10-4 T.求: (1)地磁場B的大??; (2)在水平面內(nèi)2.0 m2的面積內(nèi)地磁場的磁通量Φ. 解析:(1)根據(jù)平行四邊形定則,得 B==×10-4 T≈0.57×10-4 T. (2)磁通量Φ=By·S=0.54×10-4×2.0 Wb=1.08×10-4 Wb. 答案

4、:(1)0.57×10-4 T (2)1.08×10-4 Wb [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1.下列關(guān)于磁記錄的說法不正確的是(  ) A.計(jì)算機(jī)的硬盤是利用磁記錄原理來工作的 B.DVD光盤是利用磁記錄原理來刻錄信息的 C.錄音機(jī)錄音利用了電流的磁效應(yīng) D.錄音帶會(huì)被磁鐵吸起來 解析:選B.B中DVD光盤刻錄是利用激光在存儲(chǔ)介質(zhì)上燒出不同的痕跡來記錄信息的,故B項(xiàng)不是磁記錄. 2.如圖所示為一通電螺線管,a、b、c是通電螺線管內(nèi)、外的三點(diǎn),則三點(diǎn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度最大處為(  ) A.a(chǎn)處       B.b處 C.c處 D.無法判斷 解析:選A.螺線管內(nèi)部的磁感線

5、條數(shù)與螺線管外部的磁感線條數(shù)相同,由于螺線管內(nèi)部橫截面積小,所以內(nèi)部磁感線最密,磁感線密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大,故選A. 3.如圖所示圓形線圈的匝數(shù)為100匝,圓面積為0.5 m2,在該圓形線圈平面內(nèi)有一個(gè)面積為0.1 m2的正方形區(qū)域,該區(qū)域內(nèi)有垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T,求穿過該圓形線圈的磁通量(  ) A.1 Wb B.0.2 Wb C.100 Wb D.20 Wb 解析:選B.有效面積為S=0.1 m2,故磁通量Φ=BS=2×0.1 Wb=0.2 Wb,選項(xiàng)B正確. 4.如圖所示,ab是水平面上一個(gè)圓的直徑,在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef.

6、已知ef平行于ab,當(dāng)ef豎直向上平移時(shí),電流磁場穿過圓面積的磁通量將(  ) A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.始終為零 D.不為零,但保持不變 解析:選C.根據(jù)磁通量的正、負(fù)可知穿過圓面積的磁通量為零,故C項(xiàng)正確. 5.如圖所示,在xOy坐標(biāo)系的原點(diǎn)處放置一根與坐標(biāo)平面垂直的通電直導(dǎo)線,電流方向指向紙內(nèi),此坐標(biāo)范圍內(nèi)還存在一個(gè)平行于xOy平面的勻強(qiáng)磁場.已知在以直導(dǎo)線為圓心的圓周上的a、b、c、d四點(diǎn)中,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,則此勻強(qiáng)磁場的方向?yàn)?  ) A.沿x軸正方向 B.沿x軸負(fù)方向 C.沿y軸負(fù)方向 D.沿y軸正方向 解析:選C.現(xiàn)在a、b、c、d四點(diǎn)的

7、場強(qiáng)為通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場和勻強(qiáng)磁場疊加產(chǎn)生的.因?yàn)閍點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,說明兩磁場在a處的疊加值最大.由安培定則判斷導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向,所以勻強(qiáng)磁場也沿y軸負(fù)方向. 6.如圖所示,在條形磁鐵外套有A、B兩個(gè)大小不同的圓環(huán),穿過A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較(  ) A.ΦA(chǔ)>ΦB      B.ΦA(chǔ)<ΦB C.ΦA(chǔ)=ΦB D.不能確定 解析:選A.分別畫出穿過A、B環(huán)的磁感線的分布如圖所示,磁鐵內(nèi)的磁感線條數(shù)與其外部磁感線條數(shù)相等.通過A、B環(huán)的磁感線條數(shù)應(yīng)該這樣粗略計(jì)算,用磁鐵內(nèi)的磁感線總條數(shù)減去磁鐵外每個(gè)環(huán)中的磁感線條數(shù)(因?yàn)榇盆F內(nèi)、外磁感線的方向

8、相反).很明顯,磁鐵外部的磁感線通過B環(huán)的條數(shù)比A環(huán)的多,故B環(huán)中剩下的磁感線比A環(huán)剩下的磁感線條數(shù)少,故ΦA(chǔ)>ΦB,故A對(duì),B、C、D都錯(cuò). 二、多項(xiàng)選擇題 7.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中,正確的是(  ) A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針N極的受力方向 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度是標(biāo)量 C.磁場中某點(diǎn)磁感線的切線方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向與放入磁場的小磁針的偏轉(zhuǎn)程度有關(guān) 解析:選AC.磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,其方向規(guī)定為小磁針N極受力方向,也可用磁感線上某點(diǎn)的切線方向表示.其大小和方向均由磁場本身決定,與是否放入小磁針無關(guān),故選項(xiàng)A、C正確;B、D錯(cuò)誤. 8.關(guān)于

9、磁通量,下列說法正確的是(  ) A.磁通量只有大小沒有方向,所以是標(biāo)量 B.在勻強(qiáng)磁場中,a線圈面積比b線圈面積大,則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的大 C.磁通量大,磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大 D.把某線圈放在磁場中的M、N兩處,若放在M處的磁通量比在N處的大,M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定比N處的大 解析:選ACD.磁通量是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.磁通量大小Φ=BS⊥=BScos θ與B、S、θ均有關(guān)系.故A、C、D正確. 9.如圖所示裝置,在下列各種情況中,能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中磁通量變化的是(  ) A.開關(guān)S接通的瞬間 B.開關(guān)S接通后,電路中有穩(wěn)定電流時(shí)

10、 C.開關(guān)S斷開的瞬間 D.開關(guān)S斷開后 解析:選AC.當(dāng)S接通時(shí),螺線管中有電流通過,其周圍產(chǎn)生磁場,在S接通的瞬間,穿過A的磁通量增加, A正確;當(dāng)S斷開時(shí),螺線管就失去磁性,穿過A的磁通量減少,故C正確;B、D兩選項(xiàng)中S接通后或斷開后螺線管中的磁場不變(或?yàn)榱?則穿過A的磁通量不變. 10.有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖.在圖示的平面內(nèi),O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線ab的中點(diǎn),M、N為ab的中垂線上的兩點(diǎn),它們與ab的距離相等.若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流,已知直線電流產(chǎn)生的磁場在某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小跟該點(diǎn)到通電導(dǎo)線的距離r成反比.則關(guān)于線

11、段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法中正確的是(  ) A.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同 B.M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反 C.在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不可能為零 D.若在N點(diǎn)放一小磁針,靜止時(shí)其北極垂直于MN向上 解析:選BD.根據(jù)右手螺旋法則,導(dǎo)線周圍的磁場的磁感線,是圍繞導(dǎo)線形成的同心圓,由于兩個(gè)導(dǎo)線通過的電流是大小相等,方向相同的,M、N為中垂線的兩點(diǎn),左邊即M點(diǎn)兩個(gè)磁場方向都向下,右邊N點(diǎn)兩個(gè)磁場方向都向上,所以兩點(diǎn)大小相等方向相反,所以兩根導(dǎo)線分別在M點(diǎn)和N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,故A錯(cuò)誤,B正確.兩導(dǎo)線在線段MN上中點(diǎn)O產(chǎn)生的磁

12、感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,互相抵消,磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,故C錯(cuò)誤.由于在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上,所以在N點(diǎn)放一小磁針,靜止時(shí)其北極向上,故D正確. 三、非選擇題 11.有一根粗細(xì)均勻的軟鐵棒,其截面積為8 cm2,將絕緣導(dǎo)線繞在軟鐵棒上,當(dāng)導(dǎo)線中通有電流時(shí),軟鐵棒中部穿過0.5 cm2的橫截面積的磁通量為5.5×10-5 Wb.求: (1)軟鐵棒中的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小; (2)穿過此軟鐵棒橫截面積的磁通量是多少? 解析:(1)軟鐵棒中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B== T=1.1 T. (2)穿過此軟鐵棒橫截面積的磁通量為 Φ′=BS=1.1×8×10-4 Wb=8.8×10-4 Wb

13、. 答案:(1)1.1 T (2)8.8×10-4 Wb 12.如圖所示,在x軸和y軸構(gòu)成的平面直角坐標(biāo)系中,過原點(diǎn)再做一個(gè)z軸,就構(gòu)成了空間直角坐標(biāo)系.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T,方向沿x軸的正方向,且ab=dc=0.4 m,bc=ef=ad=0.3 m,be=cf=0.3 m.通過面積S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少? 解析:磁場方向沿x軸正方向,求磁通量時(shí),應(yīng)將各面投影到與磁場垂直的方向上,則S1、S2、S3三個(gè)面的有效面積為: S1′=ab·bc=0.4×0.3 m2=0.12 m2, S2′=0,S3′=S1′=0.12 m2 故通過各面的磁通量分別為: Φ1=S1′·B=0.12 m2×0.2 T=0.024 Wb Φ2=S2′·B=0 Φ3=Φ1=0.024 Wb. 答案:0.024 Wb 0 0.024 Wb

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