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1、-
磁場(chǎng)疊加 磁通量 習(xí)題
1.如下圖,一水平放置的通電螺線管接通電源,電源的左端為正極,螺線管部中心為O點(diǎn),P為螺線管外一點(diǎn),且位于O點(diǎn)正上方,Q為螺線管外靠右端的一點(diǎn),則( )
A. O點(diǎn)磁場(chǎng)方向水平向左
B. P點(diǎn)磁場(chǎng)方向水平向右
C. P點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度比Q點(diǎn)大
D. Q點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度比O點(diǎn)小
2.如下圖電路連接中,當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),以下說確的是
A. 螺線管上端N極,滑片P向右移,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小
B. 螺線管上端S極,滑片P向右移,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大
C. 螺線管上端N極,滑片P向左移,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小
D. 螺線管上端S極,滑片P向左移,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大
2、
3.如下圖,互相平行的三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線A、B、C,剛好穿過等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),三根導(dǎo)線的電流大小相等,方向垂直紙面向外,則C受到的磁場(chǎng)力的方向是〔 〕
A. 平行C, 指向*軸正方向
B. 平行C,指向y軸正方向
C. 垂直C,指向y軸負(fù)方向
D. 垂直C,指向*軸負(fù)方向
4.圖中a、b、c為三根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線,其橫截面位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,導(dǎo)線有大小一樣的電流,方向如下圖。可以判斷出a、b兩長(zhǎng)直導(dǎo)線在c導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向是
A. 向上 B. 向下
C. 向左 D. 向右
5.紙面有一個(gè)等邊三角形PMN,在MN兩頂點(diǎn)處可能有兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷,每
3、個(gè)電荷在頂點(diǎn)P產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E,也可能有兩根通電直導(dǎo)線通有垂直于紙面向里的電流,每根導(dǎo)線中的電流在頂點(diǎn)P產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.關(guān)于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度或磁感應(yīng)強(qiáng)度,以下說確的是〔 〕
A. 電場(chǎng)強(qiáng)度為E,方向豎直向下
B. 電場(chǎng)強(qiáng)度為,方向豎直向上
C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度為,方向水平向右
D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向上
6.如圖,兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn),且與紙面垂直,導(dǎo)線有大小相等、方向相反的電流。A、O、B在M、N的連線上,O為MN的中點(diǎn),C、D位于MN的中垂線上,且A、B、C、D到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng),以下說確的是
A. O點(diǎn)處
4、的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
B. AB兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反
C. CD兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向一樣
D. AC兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同
7.如下圖,M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),O為半圓弧的圓心,∠MOP=90°,在M、P處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線有垂直紙面向里、大小相等的恒定電流,這時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。假設(shè)將P處長(zhǎng)直導(dǎo)線移開,則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為
A. B.
C. D. B0
8.三根平行的長(zhǎng)直通電導(dǎo)線,分別通過一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直,如下圖.現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)O處所產(chǎn)
5、生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,則以下說法中正確的有( )
A. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B
B. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B
C. O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為
D.O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為90°
9.有兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直水平紙面放置,交紙面于a、b兩點(diǎn),通有大小相等的恒定電流,方向如圖,a、b的連線水平。c是ab的中點(diǎn),d點(diǎn)與c點(diǎn)關(guān)于b點(diǎn)對(duì)稱。c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,則關(guān)于a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向,以下說法中正確的選項(xiàng)是〔 〕
A. +B2,方向豎直向上 B. -B2,方向豎直向下
C. B1+B2,
6、方向豎直向下 D. B1-B2,方向豎直向上
10.向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈Ⅰ平面與磁場(chǎng)方向垂直,線圈Ⅱ、Ⅲ平面與線圈Ⅰ平面的夾角分別為30°和45°,如下圖。穿過線圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的磁通量分別為ΦⅠ、ΦⅡ、ΦⅢ。以下判斷正確的選項(xiàng)是
A. ΦⅠ=ΦⅡ B. ΦⅡ=ΦⅢ
C. ΦⅠ>ΦⅡ D. ΦⅢ>ΦⅡ
11.如下圖是等腰直角三棱錐,其中側(cè)斜面abcd為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形,abef和ade均為豎直面,dcfe為水平面。將次等腰直角三棱錐安圖示方式放置于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下面說法中正確的選項(xiàng)是
A. 通過abcd面的磁通量大小為BL2
B. 通過dcf
7、e面的磁通量大小為BL2
C. 通過ade的磁通量為零
D. 通過abfe面的磁通量大小為BL2
12.如下圖,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)的磁通量與穿過B環(huán)的磁通量相比擬,有〔 〕
A. B. C. D. 不能確定
13.如下圖,面積大小為S的矩形線圈abcd,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈可以繞O1O2轉(zhuǎn)動(dòng).以下說法中正確的選項(xiàng)是〔 〕
A. 當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時(shí),穿過線圈的磁通量大小Φ=BS
B. 當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí),穿過線圈的磁通量大小Φ=0
C. 當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中,穿過線
8、圈的磁通量的變化量大小△Φ=0
D. 當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過360°的過程中,穿過線圈的磁通量的變化量大小△Φ=2BS
14.如下圖,一水平放置的N匝矩形線框面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向斜向上,與水平面成30°角,現(xiàn)假設(shè)使矩形框以左邊的一條邊為軸轉(zhuǎn)到豎直的虛線位置,則此過程中磁通量的改變量的大小為( )
A. B.
C. D.
15.在一空間有方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如下圖,垂直紙面向外的磁場(chǎng)分布在一半徑為a的圓形區(qū)域,垂直紙面向的磁場(chǎng)分布在除圓形區(qū)域外的整個(gè)區(qū)域,該平面有一半徑為b(b> a)的圓形線圈,線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直
9、,線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓.從*時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度開場(chǎng)減小到B/2,則此過程中該線圈磁通量的變化量的大小為( )
A.
B.
C.
D.
. z.
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磁場(chǎng)疊加 磁通量 習(xí)題參考答案
1.D【解析】A、根據(jù)螺線管中電流的方向和線圈的繞向,利用安培定則用右手握住導(dǎo)線,讓四指指向電流方向,則大拇指指向右端,即螺旋管的右端為N極,左端為S極.故A錯(cuò)誤;B、磁體外磁場(chǎng)的方向從N極指向S極,所以P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向左.故B錯(cuò)誤;C、D、通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,靠近兩極處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大,所以Q點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度比
10、P點(diǎn)大.故C錯(cuò)誤,D正確.應(yīng)選D.
2.D【解析】閉合開關(guān)后,電流從通電螺線管的上流向下,利用右手定則可知通電螺線管的上端為S極,下端為N極,測(cè)力計(jì)下磁體下端為N極,則異名磁極相互吸引,當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí),電流增大,則磁性增強(qiáng),測(cè)力計(jì)示數(shù)變大.應(yīng)選D.
3.C【解析】由安培定則可知,通電直導(dǎo)線A、B在C處產(chǎn)生的磁場(chǎng)合場(chǎng)方向水平向左,即沿*軸負(fù)方向;由左手定則可知,通電直導(dǎo)線C所受安培力垂直于C指向y軸負(fù)方向。選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤,C正確。應(yīng)選C。
4.B【解析】由右手螺旋定則可知,a導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1方向?yàn)椋捍怪盿c斜向下,b導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B2方向?yàn)椋捍怪眀c斜向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相
11、等,由幾何關(guān)系可知,B1與B2成600夾角,
由平行四邊形定則可知,B1與B2的合磁場(chǎng)向下,故B正確。
5.C【詳解】A、B項(xiàng):在MN兩頂點(diǎn)處有兩個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷時(shí),每個(gè)電荷在頂點(diǎn)P產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E,方向分別沿PM方向與PN的方向,由矢量合成的特點(diǎn)可知,他們的合場(chǎng)強(qiáng)的方向一定沿二者的角平分線上,即合場(chǎng)強(qiáng)的方向豎直向下,根據(jù)平行四邊形定則可知,合場(chǎng)強(qiáng)的大小是,故A、B錯(cuò)誤;C、D項(xiàng):根據(jù)安培定則可知,導(dǎo)線M在P處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于MP方向向右,導(dǎo)線N在P處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于NP方向向右,根據(jù)平行四邊形定則得到,P處的總磁感應(yīng)強(qiáng)度為:.方向平行于MN向右,故C正確,D錯(cuò)誤。故應(yīng)選:C。
12、
6.C【解析】A.根據(jù)安培定則可知,M、N導(dǎo)線中的電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均垂直MN連線,由O→D,故O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零,故A錯(cuò)誤;B.由于M、N兩導(dǎo)線中電流大小相等,根據(jù)對(duì)稱性知BA=BB,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直于M、N連線,方向一樣,故B錯(cuò)誤;C.C、D關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,M、N兩導(dǎo)線中的電流在C、D兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和相等且方向均為C→D,故C正確;D.A、B、C、D四點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均一樣,故D錯(cuò)誤。應(yīng)選:C
7.B【解析】根據(jù)安培定則可知,兩導(dǎo)線在O點(diǎn)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度如下圖:
合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.則根據(jù)幾何關(guān)系可知,兩導(dǎo)線單獨(dú)形成的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,故B正確,ACD
13、錯(cuò)誤。應(yīng)選:B.
8.C【解析】由題意可知,三平行的通電導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向如下圖:根據(jù)矢量關(guān)系可得:,故AB錯(cuò)誤;設(shè)方向沿斜邊的夾角為α,根據(jù)力的合成與分解的法則,結(jié)合三角函數(shù)關(guān)系,則有:,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角為arctan2,故C正確;由A選項(xiàng)中分析,可知O處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與斜邊夾角不等于90°,故D錯(cuò)誤。所以C正確,ABD錯(cuò)誤。
9.B【解析】設(shè)a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向方向豎直向下.根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流成正比,a處導(dǎo)線在c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B,方向豎直向下.由題,兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線恒定電流大小相等,則得到b處導(dǎo)
14、線在c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B,根據(jù)安培定則得到,方向豎直向下.b處導(dǎo)線在d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3B,根據(jù)安培定則得到,方向豎直向上.則根據(jù)磁場(chǎng)疊加得B1=3B+3B=6B,B2=3B-B=2B,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得到,B=-B2.所以a處導(dǎo)線在d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=-B2.方向是豎直向下.應(yīng)選B.
10.C【解析】線圈在I位置時(shí),線圈與磁場(chǎng)垂直,穿過線圈的磁通量最大為:Φl=BS;線圈在Ⅱ、Ⅲ位置時(shí),穿過線圈的磁通量分別為:ΦⅡ=BScos30°=BS,ΦⅢ=BScos45°=BS。則有:Φl>ΦⅡ>ΦⅢ,應(yīng)選C。
11.C【解析】A、通過abcd平面的磁通量大小為,A錯(cuò)誤;
15、B、dcfe平面是abcd平面在垂直磁場(chǎng)方向上的投影,所以磁通量大小為,B錯(cuò)誤;
C、ade平面和abfe面都有磁場(chǎng)平行,沒有磁感線穿過這兩個(gè)平面,所以磁通量為零,C正確,D錯(cuò)誤。
12.C【解析】根據(jù)磁感線的分布情況可知,磁鐵部穿過環(huán)面的磁感線方向向上,外部磁感線方向向下.由于磁感線是閉合曲線,磁鐵部的磁感線條數(shù)等于磁鐵外部磁感線的總條數(shù),而磁鐵外部磁感線分布在無限大的空間,所以穿過環(huán)面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵部向上的磁感線抵消一局部,A的面積小,抵消較小,則磁通量較大,所以.應(yīng)選C.
13.B【解析】矩形線圈abcd垂直于磁場(chǎng)放置,則穿過矩形線圈的磁通量是Φ=BS.當(dāng)線圈從圖示位
16、置轉(zhuǎn)過60°時(shí),穿過線圈的磁通量大小Φ1=BScos600=0.5BS,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過90°時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,穿過線圈的磁通量Φ2=0.故B正確;當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°,則穿過矩形線圈的磁通量是Φ3=-BS,穿過線圈的磁通量的變化量大小△Φ=2BS.故C錯(cuò)誤;當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過360°的過程中,穿過線圈的磁通量的變化量大小△Φ=0.故D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。
14.C【解析】
初位置的磁通量,假設(shè)規(guī)定此時(shí)穿過線圈為正面,則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到虛線局部時(shí)穿過線圈為反面,此時(shí)磁通量為磁通量的改變量為:磁通量變化的大小為: ,應(yīng)選C
15.D【解析】由題意知,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于線圈平面,通過該線圈的磁通量為垂直穿入的磁通量與垂直穿出的磁通量之差.由Φ=BS可知,穿入的磁通量為Bπ(b2-a2),穿出的磁通量為Bπa2,因此穿過該線圈的磁通量為Bπ(b2-2a2).由于磁感應(yīng)強(qiáng)度減小到,所以該線圈磁通量的變化量的大小為Bπ(b2-2a2),選項(xiàng)D正確,ABC錯(cuò)誤;應(yīng)選D.
. z.