2019高中物理 第五章 磁場與回旋加速器 5.2 怎樣描述電場練習(xí)（含解析）滬科選修3-1.docx

怎樣描述電場一、選擇題（一）1.關(guān)于磁感線,下列說法中正確的是()A.兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場B.磁感線總是從N極到S極C.磁感線上每一點的切線方向都跟該點的磁場方向一致D.兩個磁場疊加的區(qū)域,磁感線就可能相交解析:磁感線是為了形象地描繪磁場而假設(shè)的一組有方向的曲線,曲線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向,曲線疏密表示磁場強弱,選項C正確,選項A錯誤。在磁體外部磁感線從N極到S極,內(nèi)部從S極到N極。磁感線不相交,選項B、D錯誤。答案:C2.下列關(guān)于磁場和磁感線的描述中,正確的是()A.磁場是科學(xué)家憑空想象出來的,實際并不存在B.只要有電荷,其周圍一定存在磁場C.由于實驗中可以呈現(xiàn)“磁感線”,因此磁場中一定有磁感線D.磁感線可以形象地描述磁場,有了磁感線就可以了解磁場的方向和強弱解析:磁場是客觀存在的,不以人的意志為轉(zhuǎn)移,它是一種物質(zhì),故選項A錯誤;雖然磁極和電流周圍存在磁場,而電荷不一定形成電流,故選項B錯誤;雖然實際中可以呈現(xiàn)“磁感線”,但磁感線是人為引入的,用于形象地描述磁場,實際不存在,故選項C錯誤,選項D正確。答案:D3.(多選)關(guān)于磁通量,下列說法中正確的是()A.穿過某一面的磁感線的條數(shù)越多,則穿過該面的磁通量越大B.穿過兩個面的磁感線條數(shù)相等,則穿過兩個面的磁通量相等C.磁場中某處的磁感應(yīng)強度等于穿過該處單位面積的磁通量D.磁場中某處的磁感應(yīng)強度等于垂直穿過該處單位面積的磁通量答案:ABD4.如圖所示,一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線,從磁鐵N極的左側(cè)A點運動到磁鐵S極的右側(cè)B點,A、B兩點關(guān)于磁鐵的中心對稱,則在此過程中,穿過環(huán)形線圈的磁通量將()A.先增大,后減小B.先減小,后增大C.先增大,后減小,再增大,再減小D.先減小,后增大,再減小,再增大解析:在磁鐵內(nèi)部磁感應(yīng)強度最大,磁感線條數(shù)最多,在A端和B端,磁鐵的部分磁感線通過線圈,而在磁鐵中間,磁鐵的全部磁感線通過線圈,只在外部有少量的抵消,因此穿過線圈的磁通量先增大后減小。答案:A5.(2014福建龍巖檢測)關(guān)于靜電場和磁場的說法,正確的是()A.電場中某點的電場強度與試探電荷的電荷量成反比B.電場中電場強度越大的點,電勢不一定越高C.磁場磁感應(yīng)強度的方向就是通電直導(dǎo)線的受力方向D.電流產(chǎn)生磁場的磁感線是閉合的,條形磁鐵磁場的磁感線不是閉合的解析:電場中某點的電場強度由電場本身性質(zhì)決定,與試探電荷的電荷量無關(guān),故選項A錯誤;電場強度大小與電勢高低無關(guān),電場中電場強度越大的點,電勢不一定越高,故選項B正確;磁場磁感應(yīng)強度的方向與通電直導(dǎo)線的受力方向垂直,故選項C錯誤;電流產(chǎn)生磁場的磁感線與條形磁鐵磁場的磁感線都是閉合的,故選項D錯誤。答案:B6.(2014河北館陶期中檢測)關(guān)于磁通量的概念,以下說法中正確的是()A.磁感應(yīng)強度越大,穿過閉合回路的磁通量也越大B.磁感應(yīng)強度越大,線圈面積越大,則磁通量也越大C.穿過線圈的磁通量為零,但磁感應(yīng)強度不一定為零D.磁通量發(fā)生變化,一定是磁場發(fā)生變化引起的解析:根據(jù)磁通量的定義,=BScos,因此選項A、B錯誤;線圈所在平面平行于磁場方向時,其磁通量與磁感應(yīng)強度無關(guān),始終為零,所以穿過線圈的磁通量為零時,磁感應(yīng)強度不一定為零,選項C正確;磁通量發(fā)生變化,可能是線圈有效面積變化引起的,也可能是磁場變化引起的,選項D錯誤。答案:C7.關(guān)于磁通量的描述,下列說法正確的是()A.置于磁場中的一個平面,當(dāng)平面垂直磁場方向時,穿過平面的磁通量最大B.如果穿過某平面的磁通量最大時,則該處的磁感應(yīng)強度一定最大C.如果穿過某平面的磁通量為零,則該處的磁感應(yīng)強度一定為零D.將一平面置于勻強磁場中的任何位置,穿過該平面的磁通量總是相等的解析:磁通量=BScos,其中為線圈平面和該平面沿垂直磁場方向的投影面之間的夾角。因此,磁通量為零,磁感應(yīng)強度不一定為零;磁通量最大,磁感應(yīng)強度也不一定最大。答案:A二、非選擇題（一）8.如圖所示,面積是0.5 m2的矩形導(dǎo)線圈處于磁感應(yīng)強度為20 T的勻強磁場中,線圈平面與磁場垂直,如圖中位置,則穿過該線圈的磁通量是多少?若線圈平面與磁場方向夾角為60,如圖中位置,則穿過該線圈的磁通量又是多少?解析:已知S=0.5m2,B=20T,(1)因為線圈平面與磁場垂直,所以=BS=200.5Wb=10Wb。(2)因為線圈平面與磁場方向夾角為60,所以=BSsin=200.5sin60Wb=8.66Wb。答案:10 Wb8.66 Wb9.如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2.0 T,方向沿z軸正方向,且ab=40 cm,bc=30 cm,ae=50 cm,則通過面積S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量分別是、。解析:因面abcd與磁場平行,故1=0;面befc與磁場垂直,又ab=40cm,ae=50cm,根據(jù)勾股定理可得be=30cm,則2=BS2=2.00.30.3Wb=0.18Wb;因面aefd在垂直z軸方向的投影為S2,所以3=2=0.18Wb。答案:00.18 Wb0.18 Wb三、選擇題（二）1.(多選)關(guān)于磁感線的性質(zhì)和概念,下列說法中正確的是()A.磁感線上各點的切線方向就是各點的磁感應(yīng)強度的方向B.磁場中任意兩條磁感線均不相交C.鐵屑在磁場中的分布曲線就是磁感線D.磁感線總是從磁體的N極指向S極解析:磁感應(yīng)強度的方向就是磁場的方向,磁感線的切線方向就是磁場方向,因此選項A正確。兩條磁感線相交就說明在兩線相交處有兩個切線方向,即兩個磁感應(yīng)強度方向,這是不可能的,磁場中某點磁感應(yīng)強度是唯一確定的,磁感應(yīng)強度的方向也只有一個,因此兩條磁感線不能相交,選項B正確。磁感線是為形象描述磁場的磁感應(yīng)強度分布而假想的一組曲線,不是真實存在的,但鐵屑的分布曲線只能證明磁感線描述磁場的方法是正確的,而鐵屑不是磁感線,選項C錯誤。在通電螺線管內(nèi)部,在條形磁體內(nèi)部的磁感線應(yīng)是從S極指向N極,選項D錯誤。答案:AB2.如圖所示,虛線框內(nèi)有勻強磁場,1和2為垂直磁場方向放置的兩個圓環(huán),分別用1和2表示穿過兩環(huán)的磁通量,則有()A.1>2B.1=2C.1<2D.無法判斷解析:磁通量的實質(zhì)是穿過某一面積的磁感線的條數(shù),由圖可知1=2,故選項B正確。答案:B3.如圖所示,ab是水平面上一個圓的直徑,在過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,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:穿過圓的直徑ab內(nèi)側(cè)的磁通量和穿過外側(cè)的磁通量方向相反,由對稱性可知兩部分的磁通量大小相等,故整個圓中合磁通量為0。當(dāng)ef豎直向上平移時,兩部分的磁通量依然大小相等,一正一負,合磁通量始終為零。答案:C4.條形磁鐵豎直放置,閉合圓環(huán)水平放置,條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心,如圖所示,若圓環(huán)為彈性環(huán),其形狀由擴大到,那么圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化的情況是()A.磁通量增大B.磁通量減小C.磁通量不變D.條件不足,無法確定解析:磁感線是閉合曲線,磁鐵內(nèi)部是由S極到N極,而外部是由N極回到S極,而磁通量是穿過某個面的磁感線的凈條數(shù),選項B正確。答案:B四、非選擇題（二）5.某地磁感應(yīng)強度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B的大小及它與水平方向的夾角;(2)在水平面2.0 m2的面積內(nèi)地磁場的磁通量。解析:(1)由矢量合成法則可知B=Bx2+By2=(0.1810-4)2+(0.5410-4)2T=0.5710-4Ttan=ByBx=3,則=arctan3。(2)=ByS=0.5410-42.0Wb=1.0810-4Wb。答案:(1)0.5710-4 Tarctan 3(2)1.0810-4 Wb6.如圖所示,有一個垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B=0.8 T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為1 cm。現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈,圓心均在O處,A線圈半徑為1 cm,1匝;B線圈半徑為2 cm,1匝;C線圈半徑為0.5 cm,1匝。問:(1)在B減為0.4 T的過程中,A和B中磁通量各改變多少?(2)當(dāng)磁場方向轉(zhuǎn)過30角的過程中,C中的磁通量改變多少?解析:(1)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R對線圈A1=B1R2,2=B2R2磁通量的改變量=|2-1|=(0.8-0.4)3.14(10-2)2Wb=1.25610-4Wb對線圈B=|4-2|=(0.8-0.4)3.14(10-2)2Wb=1.25610-4Wb。(2)對線圈C設(shè)C線圈的半徑為r,6=B1r2sin1,5=B1r2sin2磁通量的改變量=|6-5|=B1r2(sin90-sin60)=8.410-6Wb。答案:(1)1.25610-4 Wb1.25610-4 Wb(2)8.410-6 Wb