2019高中物理 第五章 磁場與回旋加速器 5.3 探究電流周圍的磁場練習(xí)（含解析）滬科選修3-1.docx

探究電流周圍的磁場一、選擇題（一）1.一根軟鐵棒被磁化的本質(zhì)是()A.軟鐵棒中產(chǎn)生了分子電流B.軟鐵棒中分子電流取向雜亂無章C.軟鐵棒中分子電流消失D.軟鐵棒中分子電流取向變得大致相同解析:軟鐵棒中分子電流是一直存在的,并不因?yàn)橥饨绲挠绊懚a(chǎn)生或消失,故選項(xiàng)A、C錯誤。根據(jù)磁化過程實(shí)質(zhì)知選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)B錯誤。答案:D2.如圖是通電直導(dǎo)線周圍磁感線分布情況示意圖,各圖的中央表示垂直于紙面的通電直導(dǎo)線及其中電流的方向,其他的均為磁感線,其方向由箭頭指向表示,這四個圖中,正確的是()解析:四個圖中磁感線的方向都符合右手螺旋定則,但磁感線分布密度不同。通電直導(dǎo)線周圍磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度跟導(dǎo)線中的電流I成正比,跟到通電直導(dǎo)線的垂直距離r成反比:B=kIr?？梢?磁感線的分布,從通電直導(dǎo)線開始,由近而遠(yuǎn),逐漸由密變疏。據(jù)此推理,可知只有C圖是正確的。答案:C3.如圖所示為磁場作用力演示儀中的赫姆霍茲線圈,在線圈中心處掛上一個小磁針,且與線圈在同一平面內(nèi),則當(dāng)赫姆霍茲線圈中通以如圖所示方向的電流時()A.小磁針N極向里轉(zhuǎn)B.小磁針N極向外轉(zhuǎn)C.小磁針在紙面內(nèi)向左擺動D.小磁針在紙面內(nèi)向右擺動解析:由安培定則可判斷出線圈內(nèi)磁場的方向是垂直紙面向里的,小磁針N極的受力方向垂直紙面向里,因此小磁針N極向里轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確。答案:A4.如圖所示,三條長直導(dǎo)線都通以垂直于紙面向外的電流,且I1=I2=I3,則距三導(dǎo)線等距的A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)?)A.向上B.向右C.向左D.向下解析:I2與I3的磁場在A處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和是0,故在A處只有I1的磁感應(yīng)強(qiáng)度。答案:B5.M1與M2為兩根未被磁化的鐵棒,現(xiàn)將它們分別放置于如圖所示的位置,則被通電螺線管產(chǎn)生的磁場磁化后()A.M1的左端為N極,M2的右端為N極B.M1和M2的右端均為N極C.M1的右端為N極,M2的左端為N極D.M1和M2的左端均為N極解析:通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場很類似,要注意在磁體內(nèi)部的磁感線的分布應(yīng)該是從S極指向N極的。答案:A6.(2014浙江杭州檢測)如圖所示,通電直導(dǎo)線右邊有一個矩形線框,線框平面與直導(dǎo)線共面,若使線框逐漸遠(yuǎn)離(平動)通電導(dǎo)線,則穿過線框的磁通量將()A.逐漸增大B.逐漸減小C.保持不變D.不能確定解析:離導(dǎo)線越遠(yuǎn),電流產(chǎn)生的磁場越弱,穿過線圈的磁感線條數(shù)越少,磁通量逐漸減小,故只有選項(xiàng)B正確。答案:B7.如圖所示,在空間某點(diǎn)A存在大小、方向恒定的兩個磁場B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.7 TB.1 TC.5 TD.大于3 T小于4 T解析:B=B12+B22=32+42T=5T。答案:C8.如圖所示,螺線管、U形鐵芯、環(huán)形導(dǎo)線三者相距較遠(yuǎn),當(dāng)開關(guān)閉合后,關(guān)于小磁針N極(黑色的一端)的判斷錯誤的是()A.小磁針a的N極指向正確B.小磁針b的N極指向正確C.小磁針c的N極指向正確D.小磁針d的N極指向正確解析:小磁針靜止時N極的指向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?即磁感線的切線方向。根據(jù)安培定則,U形鐵芯被磁化后右端為N極,左端為S極,小磁針c指向正確;通電螺線管的磁場分布和條形磁鐵相似,內(nèi)部磁場向左,外部磁場向右,所以小磁針b指向正確,小磁針a指向錯誤;環(huán)形電流形成的磁場左側(cè)應(yīng)為S極,故d的指向正確。答案:A二、非選擇題（一）9.如圖所示,ABDC是一環(huán)形導(dǎo)線,在C、D處用導(dǎo)線與直導(dǎo)線ab接通,圖中標(biāo)出了環(huán)形電流的磁感線方向,則可知A、B兩端中接電源正極的是端,放在ab下方的小磁針極將轉(zhuǎn)向紙外。解析:環(huán)形導(dǎo)線內(nèi)的磁場為AC、BD上電流形成的合磁場,由安培定則,電流方向如圖所示,則接電源正極的是B端,放在ab下方的小磁針N極轉(zhuǎn)向紙外。答案:BN三、選擇題（二）1.如圖是鐵棒甲與鐵棒乙內(nèi)部各分子電流取向的示意圖,甲棒內(nèi)部各分子電流取向是雜亂無章的,乙棒內(nèi)部各分子電流取向大致相同,則下列說法中正確的是()A.兩棒均顯磁性B.兩棒均不顯磁性C.甲棒不顯磁性,乙棒顯磁性D.甲棒顯磁性,乙棒不顯磁性解析:甲棒中分子電流雜亂無章,分子電流的磁場相互抵消,對外不顯磁性;乙棒中分子電流取向大體一致,分子電流的磁場相互疊加,對外顯示出較強(qiáng)的磁性。選項(xiàng)C正確。答案:C2.一根電纜埋藏在一堵南北走向的墻里,在墻的西側(cè)處,放一小磁針,其指向剛好比原來旋轉(zhuǎn)180,由此可以斷定,這根電纜中電流的方向?yàn)?)A.可能是向北B.可能是豎直向下C.可能是向南D.可能是豎直向上解析:若電纜電流沿南北方向,由安培定則可知小磁針?biāo)谖恢么鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向亦即小磁針北極指向?yàn)樨Q直方向,不符合題意;當(dāng)電纜電流沿豎直向上時,小磁針?biāo)谔幋鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向沿水平方向且由北向南,與地磁場的方向正好相反,故選D。答案:D3.如圖所示,兩根垂直紙面平行放置的直導(dǎo)線a和b,通有等值電流。在紙面上距a、b等遠(yuǎn)處有一點(diǎn)P,若P點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左,則導(dǎo)線a、b中的電流方向是()A.a中指向紙里,b中指向紙外B.a中指向紙外,b中指向紙里C.a、b中均指向紙外D.a、b中均指向紙里解析:因?yàn)橥娭睂?dǎo)線周圍磁場的磁感線是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓,所以直導(dǎo)線a中電流在P處激發(fā)的磁場方向垂直于a、P連線,直導(dǎo)線b中電流在P處激發(fā)的磁場方向垂直于b、P連線,又因?yàn)镻點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向水平向左,所以由矢量合成法則可知,a中電流在P處激發(fā)的磁場方向垂直aP斜向下,b中電流在P處激發(fā)的磁場方向垂直bP斜向上,再根據(jù)安培定則就很容易判斷出a、b中的電流方向,a中向紙里,b中向紙外,選項(xiàng)A正確。答案:A4.在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,水平放置一根長通電直導(dǎo)線,電流的方向垂直于紙面向里,如圖所示,A、B、C、D是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中()A.C、D兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等B.A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等C.C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小D.B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大解析:直導(dǎo)線中的電流在圓周上的A、B、C、D各點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向沿順時針切線,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同,由矢量疊加可知選項(xiàng)C正確。答案:C5.(2014山東壽光檢測)為了解釋地球的磁性,19世紀(jì)安培假設(shè):地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個圖中,正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()解析:由安培定則可知環(huán)形電流應(yīng)自東向西,選項(xiàng)B正確。答案:B6.(多選)(2014河南內(nèi)黃檢測)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)線連線的中點(diǎn),M、N為兩根導(dǎo)線附近的兩點(diǎn),它們在兩導(dǎo)線的中垂線上,且與O點(diǎn)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I,則關(guān)于線段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.在線段MN上只有一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零解析:根據(jù)安培定則判斷得知,兩根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場方向均沿逆時針方向,由于對稱,兩根通電導(dǎo)線在MN兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,根據(jù)平行四邊形進(jìn)行合成得到,M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,M點(diǎn)磁場向下,N點(diǎn)磁場向上,方向相反,選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)B正確;只有當(dāng)兩根通電導(dǎo)線在同一點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反時,合磁感應(yīng)強(qiáng)度才為零,則知只有O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,選項(xiàng)C錯誤,選項(xiàng)D正確。答案:BD