2015年湖北高考物理專項訓練：幾種常見的磁場

湖北2015年高考物理專項訓練：幾種常見的磁場

　　2015年湖北高考生正在努力備考中，湖北高考網(wǎng)整理了2015年湖北高考物理專項訓練資料，希望對大家的復習有幫助！

　　一、選擇題(8×5′，共40分)

　　1.關(guān)于磁感線，下列說法正確的是(　　)

　　A.它一定是閉合曲線

　　B.它可以用來表示磁場的強弱

　　C.它起始于N極而終止于S極

　　D.在磁體內(nèi)部磁感線方向由S極指向N極

　　解析：磁感線是閉合曲線，在磁體的外部是從N極到S極，而在磁體內(nèi)部是從S極到N極.

　　答案：ABD

　　圖8

　　2.如圖8所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時，磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn).這束帶電粒子束可能是(　　)

　　A.向右飛行的正離子束

　　B.向左飛行的正離子束

　　C.向右飛行的負離子束

　　D.向左飛行的負離子束

　　解析：小磁針S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，即N極向紙外偏轉(zhuǎn).根據(jù)磁場方向的規(guī)定，帶電粒子在飛過小磁針上方時產(chǎn)生的磁場方向在粒子束的下方是垂直紙面向外的，所以，根據(jù)電流方向的規(guī)定及安培定則，電荷產(chǎn)生的電流方向應該是自右向左，這樣的電流有兩種可能：一是自右向左飛行的正離子束;二是自左向右飛行的負離子束.故正確答案是B、C.

　　答案：BC

　　圖9

　　3.(2011·全國卷)如圖9，兩根相互平行的長直導線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1>I2;a，b，c，d為導線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點，且a，b，c與兩導線共面;b點在兩導線之間，b，d的連線與導線所在平面垂直.磁感應強度可能為零的點是(　　)

　　A.a點　　　　　　　　B.b點

　　C.c點 D.d點

　　解析：根據(jù)右手螺旋定則，I1和I2雖然在a點形成的磁感應強度的方向相反，但由于I1>I2，且a點距I1較近，a點的磁感應強度的方向向上，所以不可能為零，A錯;同理c點的磁感應強度可能為零，C正確;I1，I2在b點形成的磁感應強度的方向相同，不可能為零，B錯;因b、d的連線與導線所在平面垂直，d點也在兩導線之間，I1、I2在d點形成的磁感應強度的方向不可能相反，磁感應強度不可能為零，D錯.

　　答案：C

　　4.關(guān)于磁通量，下列說法中正確的是(　　)

　　A.磁通量不僅有大小而且有方向，所以是矢量

　　B.磁通量越大，磁感應強度越大

　　C.穿過某一面積的磁通量為零，則該處磁感應強度不一定為零

　　D.磁通量就是磁感應強度

　　解析：磁通量Φ=B·S是標量，有方向是人為規(guī)定的.當磁感線與線圈平行時，盡管磁通量為零，但B不為零.

　　答案：C

　　5.當接通電源后，小磁針A按圖10中所示的方向運動，則(　　)

　　圖10

　　A.小磁針B的N極向紙外轉(zhuǎn)

　　B.小磁針B的N極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)

　　C.小磁針B不轉(zhuǎn)動

　　D.無法判斷

　　解析：根據(jù)小磁針A的運動方向，運用右手螺旋定則可判斷出小磁針B上方的導線中電流的方向為從右向左，再根據(jù)它產(chǎn)生的磁場方向可判斷小磁針B的轉(zhuǎn)動情況.

　　答案：A

　　6.如圖11所示，一個正電子沿著逆時針方向做勻速圓周運動，則此正電子的運動(　　)

　　圖11

　　A.不產(chǎn)生磁場

　　B.產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直紙面向里

　　C.產(chǎn)生磁場，圓心處的磁場方向垂直線面向外

　　D.只有圓周內(nèi)側(cè)產(chǎn)生磁場

　　解析：正電子做圓周運動可以等效為一個環(huán)形電流，然后由右手螺旋定則可以判定圓心處的磁場方向.

　　答案：C

　　圖12

　　7.鐵環(huán)上繞有絕緣的通電導線，電流方向如圖12所示，則鐵環(huán)中心O處的磁場方向為(　　)

　　A.向下

　　B.向上

　　C.垂直紙面向里

　　D.垂直紙面向外

　　解析：由安培定則可判斷出左、右兩線圈的上端都是N極，下端都是S極，故O點處磁場方向向下.

　　答案：A

　　圖13

　　8.在同一平面有四根彼此絕緣的通電直導線，如圖13所示，四根導線中電流I4=I3>I2>I1，要使O點磁場增強，則應切斷哪一根導線中的電流(　　)

　　A.I1　　　　　B.I2

　　C.I3 D.I4

　　解析：根據(jù)安培定則，I1、I2、I3、I4在O點的磁場方向分別為垂直于紙面向里、向里、向里、向外，且I3=I4，切斷I4則使方向相反的磁感應強度減小，可使O點的磁場增強.本題考查了直線電流磁場的分布及磁場的疊加的定性判斷.要求同學們熟悉常見磁場的空間分布及磁場方向的判定.

　　答案：D

　　二、非選擇題(9、10題各10分，11、12題各20分，共60分)

　　圖14

　　9.如圖14所示，是兩個同心閉合線圈的俯視圖，若內(nèi)線圈中通以圖示方向的電流I，則當I增大時，穿過外線圈中的磁通量將________.(填“增大”、“減小”或“不變”)

　　解析：內(nèi)線圈產(chǎn)生的磁場相當于條形磁鐵產(chǎn)生的磁場，內(nèi)線圈內(nèi)部的磁感線為“×”，而外部為“·”，開始時外線圈的磁通量Φ為內(nèi)部磁感線“×”的條數(shù)減去外部磁感線向外穿過線圈的條數(shù).當電流增大時，內(nèi)部磁感線增加，增加的磁感線全部垂直紙面向里穿過線圈，但外部增加的磁感線就不一定穿過線圈，雖然向里和向外穿過線圈的磁感線都增加，但穿過線圈的外部磁感線條數(shù)極少，抵消之后磁通量是增加的.

　　答案：增大

　　10.某處勻強磁場方向豎直向下，大小為0.1 T.某線圈ABCD，邊長為20 cm.放在水平面上，當把線圈CD側(cè)抬起至與水平方向成60°角時，穿過線圈平面的磁通量改變了________.

　　解析： 初態(tài)磁通量：Φ1=B·S=0.1×0.22 Wb=0.004 Wb，末態(tài)磁通量：Φ2=BS·cos60°=0.1×0.22×Wb=0.002 Wb，所以ΔΦ=Φ1-Φ2=0.002 Wb.

　　答案：0.002 Wb

　　圖15

　　11.如圖15所示，在U形鐵芯上套有兩個螺線管，問螺線管如何與電源相連，才能使小磁針靜止時的指向如圖所示.試在圖上用實線畫出連接圖，并且要求串聯(lián).

　　解：如圖16所示.

　　圖16

　　12.有一個100匝的線圈，其橫截面是邊長為L=0.20 m的正方形，放在磁感應強度為B=0.50 T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直.若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少?

　　解：線圈橫截面是正方形時的面積：S1=L2=(0.20)2 m2=4.0×10-2 m2.此時穿過線圈的磁通量Φ1=BS1=0.50×4.0×10-2 Wb=2.0×10-2 Wb.截面形狀為圓形時，其半徑r=4L/2π=2L/π.截面積大小S2=π(2L/π)2=16/(100π) m2.

　　穿過線圈的磁通量：Φ2=BS2=0.50×16/(100π) Wb≈2.55×10-2 Wb.

　　所以，磁通量的變化：

　　ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)×10-2 Wb=5.5×10-3 Wb.

　　解析：磁通量Φ=BS的計算有幾點要注意：(1)S是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積.如圖17所示，若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強磁場B垂直，面積分別為S1和S2，且S1>S2，但磁場區(qū)域恰好只有ABCD那么大，穿過S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ=BS中的S應是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積.

　　圖17

　　(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響.同理，磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響.