专项题组冲关(一):磁场基本性质
1、关于磁场和磁感线的描述,下列哪些是正确的( )
A.磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部,其N极指向螺线管的北极 C.磁感线的方向就是磁场方向 D.两条磁感线空隙处不存在磁场
2、关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A、一小段通电导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零 B、通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零
C、放置在磁场中长1m的通电导线,通过1A的电流,受到的磁场力为1N,则该处的磁感应强度就是1T
D、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同
3、如图所示,带负电的金属环绕轴OO?以角速度ω匀速旋转,请判断,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
A.N极竖直向上 B.N极竖直向下 C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右
4、一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针正上方,如图所示.若带电粒子飞过小磁针上方的瞬间,小磁针N极向纸面内偏转,这带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
5、在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向( )
A.与ab边平行,竖直向上 B.与ab边平行,竖直向下 C.与ab边垂直,指向左边 D.与ab边垂直,指向右边
6、 四根相互平行的通电长直导线a、b、c电流均为I,如图所示放在正方形的四个顶点上,每根通电直导线单独存在时,四边形中心O点的磁感应强度都是B,则四根通电导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为( )
A.22B,方向向左 B.22B,方向向下 C.22B,方向向右 D.22B,方向向上
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1.有关磁感应强度B的方向,下列说法正确的是( ) A、B的方向就是小磁针N极所指的方向
B、B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致 C、B的方向就是通电导线的受力方向 D、B的方向就是该处磁场的方向
2.关于磁感线的概念和性质,以下说法中正确的是 ( ) A.磁感线可以形象地描述磁场中各点的磁场方向和大小 B.两条磁感线的空隙处不存在磁场 C.磁感线是假想的曲线,实际并不存在
D.与静电场中的电场线不同,磁感线是闭合的 3.关于匀强磁场,下列说法中正确的是( ) A.匀强磁场里的磁感线是等间距的平行直线
B.任意改变通电导线在匀强磁场中的方向,它所受到的磁场力的大小不变 C.在匀强磁场中,磁感应强度的大小处处相等 D.以上说法都不对
4.在通电螺线管内部有一点A,通过A点的磁感线方向一定是( ) A.从螺线管的N极指向S极 B.放在该点的小磁针北极受力的方向 C.从螺线管的S极指向N极 D.放在该点的小磁针的南极受力的方向
5.磁场某区域的磁感线如图所示,a、b处的磁感应强度大小分别为Ba、Bb,则( ) A.Ba
C.Ba和Bb的方向相同
D.无法比较Ba和Bb的大小
6.如图所示是通电直导线周围磁感线分布示意图,磁感线的方向由箭头表示,各图中央是表示垂直于纸面的通电直导线的截面和其中的电流方向,其中正确的是( )
7.如图所示,在条形磁铁外面套一圆环,当圆环从磁铁的N极向下平移到S极的过程中,穿过圆环的磁通量如何变化( ) A、逐渐增加 B、逐渐减少
C、先逐渐增加,后逐渐减少 D、先逐渐减少,后逐渐增大
8.下列说法正确的是 ( )
A.穿过某一面积的磁通量为零,该面积所在处的磁感强度也为零 B.穿过任一面积的磁通量越大,该处磁感强度也越大
C.磁感应强度等于穿过垂直于磁感强度方向上的单位面积的磁通量
D.匀强磁场中任一平面的磁通量的值等于磁通密度乘以该平面在垂直于磁场方向的投影面积 9.如图所示条形磁铁竖直放置,N极向下,有大小两只圆形线圈a、b套在磁铁中部
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同一水平位置,则( )
A.穿过线圈的总磁通量是向上的 B.穿过两只线圈的磁通量均为零 C.穿过大线圈a的磁通量大 D.穿过小线圈b的磁通量大
10.一个可以自由运动的线圈L2和一个固定的线圈L1互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左往右看,则线圈L2将( ) A、不动 B、顺时针转动 C、逆时针转动 D、向纸面内平动
11.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,给导线通以垂直纸面向内的电流,在通电的一瞬间则( ) A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受到向右的摩擦力 D.磁铁受到向左的摩擦力 12.如图所示,面积为S的矩形线圈,垂直于磁感应强度B放置。则图示位置处,穿过线圈的磁通量为 。若线圈以OO′为轴转过60°,则穿过线圈的磁通量的变化量为 。若将线圈以OO′为轴转过90°,则穿过线圈的磁通量的变化量为 。若将线圈以OO′为轴转过180°,则穿过线圈的磁通量的变化量为 。
13.匀强磁场磁感强度B=0.2T,方向指向图所示x轴正方向,图中 ab=40㎝,be=30㎝,ad=50㎝,abcd、befc、aefd都是矩形,求穿过以上三个矩形的磁通量。
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第二部分: 安培力
基础回顾与典例解读
一、安培力
1.安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力. 说明:磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力.
2.安培力的计算公式:F=BILsinθ(θ是I与B的夹角);通电导线与磁场方向垂直时,即θ=900,此时安培力有最大值;通电导线与磁场方向平行时,即θ=00,此时安培力有最小值,F=0N;00<B<900时,安培力F介于0和最大值之间. 3.安培力公式的适用条件:
①公式F=BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元),但对某些特殊情况仍适用. I1 I2 如图所示,电流I1//I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B,则I1对I2的安培力F=BI2L,方向向左,同理I2对I1,安培力向右,即同向电流相吸,异向电流相斥.
②根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律. 二、左手定则
1.用左手定则判定安培力方向的方法:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,并使四指指向电流方向,这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
2.安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F跟BI所在的面垂直.但B与I的方向不一定垂直. 3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系 ①已知I,B的方向,可惟一确定F的方向;
②已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可惟一确定I的方向; ③已知F,1的方向时,磁感应强度B的方向不能惟一确定.
4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间,所以求解本部分问题时,应具有较好的空间想象力,要善于把立体图画变成易于分析的平面图,即画成俯视图,剖视图,侧视图等.
例题解读
【例1】如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线通以如图所示方向电流时( ) A.磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用 B.磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用 C.磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用 D.磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用
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【例2】.如图在条形磁铁N极处悬挂一个线圈,当线圈中通有逆时针方向的电流时,线圈将向哪个方向偏转?
【例3】电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转?
i 规律方法
1。安培力的性质和规律;
①公式F=BIL中L为导线的有效长度,即导线两端点所连直线的长度,相应的电流方向沿L由始端流向末端.如图所示,甲中:l/?2l,乙中:L/=d(直径)=2R(半圆环且半径为R)
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