1、怎样描述磁场A组1.关于磁感线,下列说法中正确的是()A.两条磁感线的空隙处一定不存在磁场B.磁感线总是从N极到S极C.磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致D.两个磁场叠加的区域,磁感线就可能相交解析:磁感线是为了形象地描绘磁场而假设的一组有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向,曲线疏密表示磁场强弱,选项C正确,选项A错误。在磁体外部磁感线从N极到S极,内部从S极到N极。磁感线不相交,选项B、D错误。答案:C2.下列关于磁场和磁感线的描述中,正确的是()A.磁场是科学家凭空想象出来的,实际并不存在B.只要有电荷,其周围一定存在磁场C.由于实验中可以呈现“磁感线”,因
2、此磁场中一定有磁感线D.磁感线可以形象地描述磁场,有了磁感线就可以了解磁场的方向和强弱解析:磁场是客观存在的,不以人的意志为转移,它是一种物质,故选项A错误;虽然磁极和电流周围存在磁场,而电荷不一定形成电流,故选项B错误;虽然实际中可以呈现“磁感线”,但磁感线是人为引入的,用于形象地描述磁场,实际不存在,故选项C错误,选项D正确。答案:D3.(多选)关于磁通量,下列说法中正确的是()A.穿过某一面的磁感线的条数越多,则穿过该面的磁通量越大B.穿过两个面的磁感线条数相等,则穿过两个面的磁通量相等C.磁场中某处的磁感应强度等于穿过该处单位面积的磁通量D.磁场中某处的磁感应强度等于垂直穿过该处单位面
3、积的磁通量答案:ABD4.如图所示,一环形线圈沿条形磁铁的轴线,从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点,A、B两点关于磁铁的中心对称,则在此过程中,穿过环形线圈的磁通量将()A.先增大,后减小B.先减小,后增大C.先增大,后减小,再增大,再减小D.先减小,后增大,再减小,再增大解析:在磁铁内部磁感应强度最大,磁感线条数最多,在A端和B端,磁铁的部分磁感线通过线圈,而在磁铁中间,磁铁的全部磁感线通过线圈,只在外部有少量的抵消,因此穿过线圈的磁通量先增大后减小。答案:A5.关于静电场和磁场的说法,正确的是()A.电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比B.电场中电场强度越大的点,电势不一
4、定越高C.磁场磁感应强度的方向就是通电直导线的受力方向D.电流产生磁场的磁感线是闭合的,条形磁铁磁场的磁感线不是闭合的解析:电场中某点的电场强度由电场本身性质决定,与试探电荷的电荷量无关,故选项A错误;电场强度大小与电势高低无关,电场中电场强度越大的点,电势不一定越高,故选项B正确;磁场磁感应强度的方向与通电直导线的受力方向垂直,故选项C错误;电流产生磁场的磁感线与条形磁铁磁场的磁感线都是闭合的,故选项D错误。答案:B6.关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大C.穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不
5、一定为零D.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的解析:根据磁通量的定义,=BScos,因此选项A、B错误;线圈所在平面平行于磁场方向时,其磁通量与磁感应强度无关,始终为零,所以穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零,选项C正确;磁通量发生变化,可能是线圈有效面积变化引起的,也可能是磁场变化引起的,选项D错误。答案:C7.关于磁通量的描述,下列说法正确的是()A.置于磁场中的一个平面,当平面垂直磁场方向时,穿过平面的磁通量最大B.如果穿过某平面的磁通量最大时,则该处的磁感应强度一定最大C.如果穿过某平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零D.将一平面置于匀强磁场中的任何位置,穿过该
6、平面的磁通量总是相等的解析:磁通量=BScos,其中为线圈平面和该平面沿垂直磁场方向的投影面之间的夹角。因此,磁通量为零,磁感应强度不一定为零;磁通量最大,磁感应强度也不一定最大。答案:A8.如图所示,面积是0.5 m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20 T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,如图中位置,则穿过该线圈的磁通量是多少?若线圈平面与磁场方向夹角为60,如图中位置,则穿过该线圈的磁通量又是多少?解析:已知S=0.5m2,B=20T,(1)因为线圈平面与磁场垂直,所以=BS=200.5Wb=10Wb。(2)因为线圈平面与磁场方向夹角为60,所以=BSsin=200.5sin60Wb=8.6
7、6Wb。答案:10 Wb8.66 Wb9.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2.0 T,方向沿z轴正方向,且ab=40 cm,bc=30 cm,ae=50 cm,则通过面积S1(abcd)、S2(befc)、S3(aefd)的磁通量分别是、。解析:因面abcd与磁场平行,故1=0;面befc与磁场垂直,又ab=40cm,ae=50cm,根据勾股定理可得be=30cm,则2=BS2=2.00.30.3Wb=0.18Wb;因面aefd在垂直z轴方向的投影为S2,所以3=2=0.18Wb。答案:00.18 Wb0.18 WbB组1.(多选)关于磁感线的性质和概念,下列说法中正确的是()A.磁感线上各
8、点的切线方向就是各点的磁感应强度的方向B.磁场中任意两条磁感线均不相交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: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,即两个磁感应强度方向,这是不可能的,磁场中某点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正确。磁感线是为形象描述磁场的磁感应强度分布而假想的一组曲线,不是真实存在的,但铁屑的分布曲线只能证明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,在条形磁体内部的磁感
9、线应是从S极指向N极,选项D错误。答案:AB2.如图所示,虚线框内有匀强磁场,1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环,分别用1和2表示穿过两环的磁通量,则有()A.12B.1=2C.12D.无法判断解析:磁通量的实质是穿过某一面积的磁感线的条数,由图可知1=2,故选项B正确。答案:B3.如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但保持不变解析:穿过圆的直径ab内侧的磁通量和穿过外侧的磁通量方向相反,由对称性可知两部分的磁通量大小相等,故整个圆
10、中合磁通量为0。当ef竖直向上平移时,两部分的磁通量依然大小相等,一正一负,合磁通量始终为零。答案:C4.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图所示,若圆环为弹性环,其形状由扩大到,那么圆环内磁通量的变化的情况是()A.磁通量增大B.磁通量减小C.磁通量不变D.条件不足,无法确定解析:磁感线是闭合曲线,磁铁内部是由S极到N极,而外部是由N极回到S极,而磁通量是穿过某个面的磁感线的净条数,选项B正确。答案:B5.某地磁感应强度B的水平分量Bx=0.1810-4 T,竖直分量By=0.5410-4 T。求:(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角;(2)在水平面2.0
11、 m2的面积内地磁场的磁通量。解析:(1)由矢量合成法则可知B=Bx2+By2=(0.1810-4)2+(0.5410-4)2T=0.5710-4Ttan=ByBx=3,则=arctan3。(2)=ByS=0.5410-42.0Wb=1.0810-4Wb。答案:(1)0.5710-4 Tarctan 3(2)1.0810-4 Wb6.如图所示,有一个垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为1 cm。现于纸面内先后放上圆线圈,圆心均在O处,A线圈半径为1 cm,1匝;B线圈半径为2 cm,1匝;C线圈半径为0.5 cm,1匝。问:(1)在B减为
12、0.4 T的过程中,A和B中磁通量各改变多少?(2)当磁场方向转过30角的过程中,C中的磁通量改变多少?解析:(1)设圆形磁场区域的半径为R对线圈A1=B1R2,2=B2R2磁通量的改变量=|2-1|=(0.8-0.4)3.14(10-2)2Wb=1.25610-4Wb对线圈B=|4-2|=(0.8-0.4)3.14(10-2)2Wb=1.25610-4Wb。(2)对线圈C设C线圈的半径为r,6=B1r2sin1,5=B1r2sin2磁通量的改变量=|6-5|=B1r2(sin90-sin60)=8.410-6Wb。答案:(1)1.25610-4 Wb1.25610-4 Wb(2)8.410-
13、6 Wb教学建议关于磁感线定性和定量描述磁场的方向和强弱。建议教师在这里可以对物理学中用带箭头的线条来描述物理现象做一个小结。一是说明物理学中用带箭头的线条来描述物理现象的地方很多,如力线(力的图示方法)、光线、流线、电场线、磁感线等,二是强调它们都是用来形象描述物理现象的方法,客观上都不存在,它们就好像我们解平面几何题时要设的辅助线一样,辅助线在解题中具有桥梁作用,同样物理学中假设的各种带箭头的线条也具有揭示物理现象本质的桥梁作用。磁场存在于整个空间,磁感线也分布在整个空间,教材仅给出了平面图,教学中利用多媒体技术给出不同形式磁感线的分布图(包括立体图、平面图、剖面图、俯视图),发挥学生的空
14、间想象力,使他们对磁场分布有一个更完整的认识。利用实物投影,通过视频放大实验现象观察,可以克服演示实验的可见度小,提高实验效果。磁通量是中学生遇到的唯一“通量”,对中学生而言理解其物理意义是非常困难的,但是磁通量又是一个非常重要的基本概念,是学习电磁感应的基础。教学中应该指出,磁感应强度描述了磁场中某一点的强弱和方向,磁场越强,磁感线越密,磁感应强度越大。但很多时候我们需要了解磁场中某个面上的总体情况,即如果说磁感应强度可以用磁感线的疏密来反映,那么磁通量则表示穿过某一个面的磁感线的多少。必要时,我们可以用“光通过墙洞”作类比说明,“光通量”由光的强弱及洞的有效面积决定。对磁通量表达式的教学,
15、可以根据对磁通量的物理意义的理解由特殊到一般逐步提高:先研究匀强磁场中与B垂直的平面,得到表达式=BS;再研究匀强磁场中平面与B不垂直的情况,明确这种情况下式中S为垂直磁场方向上的投影面积;对于基础比较好的学生,最后还可以提一下对于非匀强磁场,理论上可以先把它分成许多可以看成匀强磁场的小区域再求每一个小区域磁通量的代数和,这可以帮助学生进一步理解磁通量的物理意义和表达式=BS的适用条件。可明确磁通量是标量,有正、负之分,可举例说明其正、负号的含义。参考资料太阳风暴对人类的影响太阳风暴指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流,严重影响地球的空间环境,破
16、坏臭氧层,干扰无线通信,对人体健康也有一定的危害。太阳风暴是太阳因能量增加而向空间释放出的大量带电粒子流形成的高速粒子流。由于太阳风暴中的气团主要内容物是带电等离子体,并以每小时150万到300万千米的速度闯入太空,因此,它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。太阳风暴爆发时,将影响通讯、威及卫星、破坏臭氧层。它会干扰地球的磁场,使地球磁场的强度发生明显的变动;它还会影响地球的高层大气,破坏地球电离层的结构,使其丧失反射无线电波的能力,造成我们的无线电通信中断;它还会影响大气臭氧层的化学变化,并逐层往下传递,直到地球表面,使地球的气候发生反常的变化,甚至还会进一步影响到地壳,引起火山爆发和地震。可总结如下:1.会使电磁场发生变化,引起地磁暴、电离层暴,并影响通讯,特别是短波通讯。2.对地面的电力网、管道和其他大型结构发送大量带电粒子,影响输电、输油、输气管线系统的安全。3.对运行的卫星也会产生影响。4.会引起人体免疫力的下降,很容易引起病变,也会使人情绪易波动,甚至车祸增多。5.会使气温增高。
