磁场问题的类型与方法

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1、第 1 页 共 22 页磁场问题的类型与方法磁场问题的类型与方法 【磁场、磁感线】 1如图所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针，静止时 N 极指向 右，那么 c 端是电源的 _极；d 端为电源 _极（填“正”或“负”）【描述磁场的物理量】 2关于磁感应强度 B，下列说法中正确的是 （ ） A磁场中某点 B 的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关 B磁场中某点 B 的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一 致 C在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点 B 值大小为零 D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大 题型 1用安培定则确定磁场方向或小磁针的转动方向 例 1如图所示，

2、直导线 AB、螺线管 C、电磁铁 D 三者相距较远，它们的磁场互不影响, 当开关 S 闭合稳定后,则图中小磁针的北极 N（黑色的一端）指示出磁场方向正 确的是 （ ） Aa Bb Cc Dd 题型 2磁感应强度的矢量性 例 2如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线 1 和 2，通有大小 相等、方向相反的电流，a、b 两点与两导线共面,a 点在两导线的中间与两导线 的距离均为 r，b 点在导线 2 右侧，与导线 2 的距离也为 r。现测得 a 点磁感应强度的大小 为 B，则去掉导线 1 后，b 点的磁感应强度大小为 ，方向 。 题型 3类比迁移思想 例 3 磁铁有 N、S 两极,跟正负电荷

3、有很大的相似性，人们假定在一根磁棒的两极上有 一种叫做“磁荷”的东西，N 极上的叫做正磁荷，S 极上的叫做负磁荷，同号磁荷相斥，异 号磁荷相吸。当磁极本身的几何线度远比它们之间的距离小得多时，将其上的磁荷叫做点 磁荷。磁的库仑定律是：两个点磁荷之间的相互作用力 F 沿着它们之间的连线，与它们之 间的距离 r 的平方成反比，与它们磁荷的数量（或称磁极强度）qm1、qm2 成正比，用公式表示为 F = 。 上式中的比例系数 k = 10-7 Wb/(Am)，则磁极 强度 qm 的国际单位（用基本单位表示）是 ； 同一根磁铁上的两个点磁荷的磁极强度可视为 相等，磁荷的位置可等效地放在图（a）中的 c

4、、d 两点，其原因是 ； 用两根相同的质量为 M 的圆柱形永久磁铁可以测出磁极强度 qm，如图（b） ，将一根磁 棒固定在光滑的斜面上，另一根与之平行放置的磁棒可以自由上下移动.调节斜面的角度为时，活动磁铁刚好静止不动。由此可知磁极强度 qm 为多 大? 【自我训练】 1取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管,当在该螺线管中通以 电流强度为 I 的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为 B，若 将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度 也为 I 的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为 （ ） A0 B0.5B CB D2B 2如图所示，磁带

5、录音机可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带 a 和绕有线圈的磁头 b下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（ ）第 2 页 共 22 页A放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应 B录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应 C放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作 用 D放音和录音的主要原理都是电磁感应 3实验室里可以用图甲所示的小罗盘估测条形 磁铁磁场的磁感应强度。方法如图乙所示，调整 罗盘，使小磁针静止时 N 极指向罗盘上的零刻度 （即正北方向） ，将条形磁铁放在罗盘附近，使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上， 此时罗盘

6、上的小磁针将转过一定角度若已知地磁场的水平分量 Bx,为计算罗盘所在处条 形磁铁磁场的磁感应强度 B，则只需知道 ，磁感应强度的表达式为 B= . 4如图所示，在 a、b、c 三处垂直纸面放置三根长直通电导线，a、b、c 是等边三形的三 个顶点,电流大小相等，a 处电流在三角形中心 O 点的磁感应强度大小为 B，求 O 处磁感应 强度。【安培力】 1如图所示,通电细杆 ab 质量为 m，置于倾角为 的导轨上，导轨和杆间不光滑。通有电 流时，杆静止在导轨上.下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向,其中摩擦力可能为 零的是（ ）【电 流表】 2如图所示，abcd 是一 竖直的矩形导线框，线框面

7、积为 S，放在磁感强度为 B 的均匀水平磁场中，ab 边在水平面 内且与磁场方向成 60角，若导线框中的电流为 I，则 导线框所受的安培力对某竖直的固定轴的力矩等于 （ ）ABIS BBIS C D由于导线框的边长及固定轴的位置未给出,无法确定 题型 1通电导体在安培力作用下运动方向的判断 例 1如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可 以自由转动，当导线通入图示方向电流 I 时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ） A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升 C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升 题型 2安培力作用下的导体平衡问题

8、例 2如图所示，电源电动势 3 V，内阻不计,导体棒质量 60 g，长 1 m，电阻 1.5，匀 强磁场竖直向上，B = 0.4 T。当开关闭合后，棒从固定光滑绝缘环的底端上滑至某一位置 静止。试求在此位置上棒对每一只环的压力为多大?若已知绝缘环半径 0.5 m，此位置与环 底高度差是多少?题型 3情景建模第 3 页 共 22 页例 3如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一长方体绝缘容器内部高为 L，厚为 d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子 a、b，上、下两侧装有 电极 C（正极）和 D（负极） ，并经开关 S 与电源连接。容器中注满 能导电的液体，液体的密度为 将容器

9、置于一匀强磁场中，磁场方 向垂直纸面向里.当开关断开时，竖直管子 a、b 中的液面高度相同； 开关 S 闭合后，a、b 管中液面将出现高度差。若闭合开关 S 后， a、b 管中液面将出现高度差为 h，电路中电流表的读数为 I，求磁感 应强度 B 的大小。 【自我训练】 1如图所示，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于一固定直导线上方，线圈可以自由运动。 当给两者通以图示电流时，线圈将 （ ） A靠近直导线，两者仍在同一竖直平面内 B远离直导线，两者仍在同一竖直平面内 C靠近直导线，同时旋转 90 D远离直导线，同时旋转 90 2如图所示，两根平行放置的长直导线 a 和 b 载有大 小相同、方向相反的

10、电流，a 受到的磁场力大小为 F1。当加入一与导线所在平面垂直的匀 强磁场后，a 受到的磁场力大小变为 F2，则此时 b 受到的磁场力大小变为（ ） AF2 BF1 F2 CF1 + F2 D2F1 F2 3在倾角 =30的斜面上，固定一金属框，宽 L = 0.25 m，接入电动势 E = 12 V，内阻不 计的电池，垂直框面放有一根质量 m = 0.2 kg 的金属棒 ab，它与框架的动摩擦因数 = ，整个装置放在磁感应强度 B = 0.8 T，垂直框面向上的匀强磁场中，如图所示。当调 节滑动变阻器 R 的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上?框架与棒的电阻不计， g 取 10 m/s

11、2。4如图所示为磁电式电流表的内部示意图。已知辐射状磁场的磁感应强度 B=0.9 T，矩形 线圈边长 L1=2 cm，L2=2.5 cm，匝数 N=2 000，电流表的满偏角为 =90，与线圈相连的两个螺旋弹簧总的扭转特征是：每扭转 1产生的 力矩为 110-6 N m，求该电流表的满偏电流。 单元检测 1在地磁场作用下处于静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中 通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为 I 时，小磁针左偏 30（如图所示） ，则当小磁针左偏 60时，通过导线的电流为（已知直导线 在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比） （ ）A2I B3I C

12、D无法确定 2如图所示，将一个光滑斜面置于匀强磁场中，通电直导体棒水平置于斜面上，电流方向 垂直纸面向里。以下四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止的是（ ）3如图所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面 向外，a、b、c、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 （ ） Ab、d 两点的磁感应强度大小相等 Ba、b 两点的磁感应强度大小相等 Ca 点的磁感应强度最小 Dc 点的磁感应强度最大第 4 页 共 22 页4如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为 L，质量为 m 的直导体 棒，在导体棒中的电流 I 垂直纸面向里时，欲使导体棒

13、静止在斜面上，下列外加匀强磁场 的磁感应强度 B 的大小和方向正确的是（ ） AB = mg，方向垂直斜面向上 BB = mg，方向垂直斜面向 下CB = mg，方向垂直斜面向下 DB = mg，方向垂直斜面向 上 5如图所示，接通电键的瞬间，用丝线悬挂于一点可自由转动的通电直导线 AB 的变化情 况是 （ ） AA 端向上移动，B 端向下移动，悬线张力不变 BA 端向下移动，B 端向上移动，悬线张力不变 CA 端向纸外移动，B 端向纸内移动，悬线张力变小 DA 端向纸内移动，B 端向纸外移动，悬线张力变大 6磁性减退的磁铁，需要充磁,充磁的方式有多种。如图所示，甲是将 条形磁铁穿在通电螺线管

14、中，乙是条形磁铁夹在电磁铁中间，a、b 和 c、d 接直流电源。 正确的接线方式是 （ ） Aa 接电源的正极，b 接负极；c 接电源的正极，d 接负极 Ba 接电源的正极，b 接负极；c 接电源的负极，d 接正极 Ca 接电源的负极，b 接正极；c 接电源的正极，d 接负极 Da 接电源的负极，b 接正极；c 接电源的负极，d 接正极 7如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口， M、N 接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、B=1 T 的匀强磁场中，CO 间距离为 10 cm，当 磁场力为 0.2 N 时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方向为 （ ） A电流方向 CO