1、磁场磁感线(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.关于磁感线和电场线,下列说法中正确的是()A.磁感线是闭合曲线,而电场线不是闭合曲线B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C.磁感线起始于N极,终止于S极;电场线起始于正电荷,终止于负电荷D.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向【解析】选A。磁感线是闭合的曲线,在磁铁外部磁感线从N极到S极,内部从S极到N极,电场线起始于正电荷或无穷远,终止于无穷远或负电荷。磁感线和电场线都是疏密程度表示强弱,切线表示方向。故B、C、D错。2.关于磁感线的性质和概念,下面的说法正确的是()A.磁感线上各点的切线方向就是各点
2、的磁感应强度的方向B.磁场中任意两条磁感线可以相交C.铁屑在磁场中的分布曲线就是磁感线D.磁感线总是从磁体的N极指向S极【解析】选A。磁感应强度的方向就是磁场的方向,磁感线的切线方向就是磁场方向,因此选项A正确;两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向,即有两个磁感应强度方向,这是不可能的,磁场中某点的磁感应强度是唯一确定的,磁感应强度的方向也只有一个,因此两条磁感线不能相交,选项B错误;磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而画出的一簇曲线,不是真实存在的,而铁屑的分布曲线只能证明用磁感线描述磁场的方法是正确的,而铁屑不是磁感线,选项C错误;在通电螺线管内部和条形磁体内部的磁感线应是从
3、S极指向N极,选项D错误。3.如图所示为电流产生磁场的分布图,其中正确的是()【解析】选D。电流方向向上,由安培定则可得磁场方向为逆时针(从上向下看),故A错误;电流方向向下,由安培定则可得磁场方向为顺时针(从上向下看),故B错误;题图C、D中电流为环形电流,由安培定则可知,内部磁场方向应向右,故C错误,故D正确。4.如图所示,小磁针放置在螺线管轴线的左侧,当螺线管通以恒定电流时,不计其他磁场的影响,小磁针静止时N极的指向是()A.向右B.向左C.向上D.向下【解析】选B。根据安培定则可以判断通电螺线管左侧为N极,右侧为S极,因此左侧小磁针静止时N极指向左侧,故选B。5.如图所示,圆环上带有大
4、量的负电荷,当圆环沿顺时针方向转动时,a、b、c三枚小磁针都要发生转动,以下说法正确的是()A.a、b、c的N极都向纸里转B.b的N极向纸外转,而a、c的N极向纸里转C.b、c的N极都向纸里转,而a的N极向纸外转D.b的N极向纸里转,而a、c的N极向纸外转【解析】选B。带负电荷的圆环顺时针转动,形成逆时针方向等效电流,根据安培定则,判断出环内、外的磁场方向,可知小磁针的转动方向。6.关于磁感线的描述,下列说法中正确的是()A.磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向,它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B.磁感线可以用细铁屑来显示,因而是真实存在的C.两条磁感线的空隙处
5、一定不存在磁场D.在两个磁场叠加的区域,磁感线可能相交【解析】选A。磁感线上每一点的切线方向表示磁场方向,即小磁针静止时北极所指的方向,所以A正确;磁感线是为了形象地描述磁场而假想的一簇有方向的闭合曲线,实际上并不存在,细铁屑可以显示出其形状,但那并不是磁感线,B错;磁感线的疏密反映磁场的强弱,磁感线是假想的人为画出的曲线,两条磁感线的空隙处也存在磁场,C错;在磁铁外部磁感线从N极到S极,内部从S极到N极,磁感线不相交,所以D不正确。二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指
6、向右,试判定电源的正、负极。【解析】小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以螺线管内部磁感线由ab。根据安培定则可判断出电流由电源的c端流出,d端流入,故c端为正极,d端为负极。答案:c端为正极,d端为负极8.(14分)在图中,当电流通过线圈时,磁针的S极指向读者,试确定线圈中电流的方向。【解析】磁针南极指向读者说明线圏产生的磁感线方向垂直纸面向里,根据安培定则可知线圈中电流方向是顺时针的。答案:电流为顺时针方向。(15分钟40分)9.(7分)(多选)我国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示
7、意图如图所示。结合上述材料,下列说法正确的是()A.地球的地理两极与地磁两极不重合B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.在赤道上小磁针的N极在静止时指向地理北极附近【解析】选A、B、D。地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,地球的地磁两极与地理两极并不完全重合,有地磁偏角;磁感线是闭合曲线,地球内部也存在磁场,A、B正确。在南半球,地磁场有向上的分量,在北半球,地磁场有向下的分量,C错误。小磁针静止时N极指向与磁场方向相同,D正确。10.(7分)如图所示,电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点,在环形分路的中心O处的磁感应
8、强度为()A.垂直环形分路所在平面,且指向“纸内”B.垂直环形分路所在平面,且指向“纸外”C.在环形分路所在平面内指向BD.零【解析】选D。将圆环分成上下两半研究,根据安培定则,上半圆电流在O点产生的磁场方向向里,下半圆电流在O点产生的磁场方向向外,由于电流大小相等,产生的两个磁感应强度大小相等,则O点的合磁感应强度为零。11.(7分)(多选)如图所示,A和B为两根互相平行的长直导线,通以同方向等大电流,虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线,则下列说法正确的是()A.两导线间的空间不存在磁场B.虚线C处磁感应强度为零C.AC间磁感应强度垂直纸面向里D.CB间磁感应强度垂直纸面向外【解析】选B、C、D。设电流A、B在空间产生的磁场分别为BA、BB,根据安培定则,电流A在AB间产生的磁场垂直纸面向里,而电流B在AB间产生的磁场垂直纸面向外,又因IA=IB,故在AC区,BABB,合磁场方向垂直于纸面向里,在BC区,BABB,合磁场方向垂直于纸面向外,中线C处BA=BB,合磁场为零,综上所述,正确的选项为B、C、D。12.(19分)为使条形电磁铁的极性如图所示,请画出线圈的绕线示意图,并连好电路图,标出电流方向。【解析】已知电磁铁的极性和电源的正负极,则由安培定则可得出线圈的绕向。螺线管左侧为N极,电源正极在右端,则由安培定则可得电流应由右端外侧流入。答案:如图所示
