2018年高中物理 第5章 磁場(chǎng) 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.doc

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第4節(jié) 磁與現(xiàn)代科技 [隨堂檢測(cè)] 1．(多選)與磁場(chǎng)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(chǎng)方向 B．通過(guò)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(chǎng)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2.0102 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，如圖所示，那么穿過(guò)這個(gè)線圈的磁通量為(　　) A．1.0102 Wb　　　 B．1.0 Wb C．5103 Wb D．5102 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(chǎng)方向，由磁通量公式得：Φ＝BS＝2.01020.5 Wb＝1.0102 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(guò)程中，關(guān)于穿過(guò)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的水平分量Bx＝0.1810－4 T，豎直分量By＝0.5410－4 T．求： (1)地磁場(chǎng)B的大?。? (2)在水平面內(nèi)2.0 m2的面積內(nèi)地磁場(chǎng)的磁通量Φ. 解析：(1)根據(jù)平行四邊形定則，得 B＝＝10－4 T≈0.5710－4 T. (2)磁通量Φ＝ByS＝0.5410－42.0 Wb＝1.0810－4 Wb. 答案：(1)0.5710－4 T　(2)1.0810－4 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(shuō)法不正確的是(　　) A．計(jì)算機(jī)的硬盤是利用磁記錄原理來(lái)工作的 B．DVD光盤是利用磁記錄原理來(lái)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(lái) 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(lái)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(wú)法判斷 解析：選A.螺線管內(nèi)部的磁感線條數(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(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2 T，求穿過(guò)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＝20.1 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(guò)ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線ef.已知ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時(shí)，電流磁場(chǎng)穿過(guò)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(guò)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(chǎng)．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(chǎng)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)的場(chǎng)強(qiáng)為通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)疊加產(chǎn)生的．因?yàn)閍點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，說(shuō)明兩磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向，所以勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過(guò)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(guò)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(guò)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)、外磁感線的方向相反)．很明顯，磁鐵外部的磁感線通過(guò)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(shuō)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)本身決定，與是否放入小磁針無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、C正確；B、D錯(cuò)誤． 8．關(guān)于磁通量，下列說(shuō)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(chǎng)中，a線圈面積比b線圈面積大，則穿過(guò)a線圈的磁通量一定比穿過(guò)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(chǎng)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) 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(guò)，其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，在S接通的瞬間，穿過(guò)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(guò)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(chǎng)不變(或?yàn)榱?則穿過(guò)A的磁通量不變． 10．有兩根長(zhǎng)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(chǎng)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)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)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(chǎng)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(guò)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(chǎng)方向都向下，右邊N點(diǎn)兩個(gè)磁場(chǎng)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(guò)0.5 cm2的橫截面積的磁通量為5.510－5 Wb.求： (1)軟鐵棒中的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小； (2)穿過(guò)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(guò)此軟鐵棒橫截面積的磁通量為 Φ′＝BS＝1.1810－4 Wb＝8.810－4 Wb. 答案：(1)1.1 T　(2)8.810－4 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(guò)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(chǎng)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(guò)面積S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量Φ1、Φ2、Φ3各是多少？ 解析：磁場(chǎng)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(chǎng)垂直的方向上，則S1、S2、S3三個(gè)面的有效面積為： S1′＝abbc＝0.40.3 m2＝0.12 m2， S2′＝0，S3′＝S1′＝0.12 m2 故通過(guò)各面的磁通量分別為： Φ1＝S1′B＝0.12 m20.2 T＝0.024 Wb Φ2＝S2′B＝0 Φ3＝Φ1＝0.024 Wb. 答案：0.024 Wb　0　0.024 Wb