2017-2018学年高中物理沪科版选修3-1学业分层测评：第

学业分层测评(十八) 磁与人类文明怎样描述磁场
(建议用时：45分钟)
1．指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于( ) A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
【解析】用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向，因此选项D正确，A、B、C错误．【答案】 D
2.如图5­1­9所示，假设将一个小磁针放在地球的北极点上，那么小磁针的N极将( )
图5­1­9
A．指北
B．指南
C．竖直向上
D．竖直向下
【解析】由于地球的地理北极点可以近似地认为与地磁的南极重合，根据磁体的同性相斥、异性相吸，所以地磁的南极(地理北极)点吸引小磁针的N极，排斥小磁针的S极，所以小磁针的N极将竖直向下，故A、B、C错，D正确．
【答案】 D
3．把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时，两者互不吸引，则( )
A．甲有磁性，乙无磁性
B．甲无磁性，乙有磁性
C．甲、乙都有磁性
D．甲、乙都无磁性
【解析】当铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，两者互相吸引，说明甲是磁体，具有磁
性；把铁棒乙的一端靠近铁棒甲的中部，两者不能相互吸引，说明乙不是磁体，没有磁性．【答案】 A
4．(多选)下列元件中哪些用到了软磁性材料( )
A．半导体收音机的天线磁棒
B．扬声器中的磁铁
C．变压器的闭合铁芯
D．录音机的磁头
【解析】软磁性材料磁性较弱，也容易磁化，主要用于收音机的天线磁棒、变压器的铁芯和录音机的磁头等．而扬声器中的磁铁是强磁性材料．
【答案】ACD
5．(多选)下列说法中正确的是( )
A．电场线越密的地方，电场强度越大；同样，磁感线越密的地方，磁感应强度越大B．在电场中，任意两条电场线不会相交；同样，在磁场中，任意两条磁感线也不会相交
C．电场线不是闭合的，磁感线也不是闭合的
D．电场线某点的切线方向表示该点的电场强度方向；同样，磁感线某点的切线方向表示该点的磁感应强度方向
【解析】由电场线和磁场线的特点可知，选项A、B、D正确．
【答案】ABD
6．如图5­1­10所示，OO′为条形磁铁的轴线，a、b、c为轴线上的点，则这三点的磁感应强度的大小关系为( )
图5­1­10
A．B a＝B b＝B c B．B a>B b>B c
C．B a>B b<B c D．B a<B b<B c
【解析】磁感线越密的地方磁场越强，根据条形磁铁周围磁感线分布特点知，B正确．【答案】 B
7．地球是一个大磁体：①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；
②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是( )
【导学号：29682086】A．①②④B．②③④
C．①⑤D．②③
【解析】 本题考查地球磁场的特点与分布，地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，主要有三个特点：
(1)地磁场的N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近，磁感线分布如图所示．
(2)地磁场B 的水平分量(B x )总是从地理南极指向地理北极，而竖直分量(B y )则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．
(3)在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北．故正确选项为D.
【答案】 D
8．一边长为10 cm 的正方形线圈放在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向成30°角时，若通过线圈的磁通量为2.5×10－3
Wb ，则该磁场的磁感应强度B 为多少？
【解析】 线圈垂直于磁场方向的面积为S ＝L 2sin 30°＝0.1×0.1×12m 2＝5×10－3 m 2，
则B ＝ΦS ＝2.5×10－3
5×10
－3 T ＝0.5 T.
【答案】 0.5 T
9．磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”，在图5­1­11所示磁场中，S 1、S 2、S 3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S 1、S 2、S 3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )
【导学号：29682087】
图5­1­11
A ．Φ1最大
B ．Φ2最大
C ．Φ3最大
D ．Φ1、Φ2、Φ3相等
【解析】 根据磁通量的计算式Φ＝BS 来分析．
磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，由题图可知，S 1、S 2、S 3对应的磁感应强度的大小关系有B 1>B 2>B 3，又已知三个线圈的面积相等，相互平行，通过线圈的磁通量为Φ＝BS ，因而有Φ1>Φ2>Φ3，也可以通过数穿过线圈的磁感线的条数，S 1中有五条，S 2中有三条，S 3
中有一条．
【答案】 A
10．如图5­1­12所示，匀强磁场的磁感应强度为B ，B 的方向与水平方向的夹角为30°，图中实线位置有一面积为S 的矩形线圈处于磁场中，并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置(图中虚线位置)．计算在此过程中磁通量的改变量为( )
图5­1­12
A.
3－1
2BS B ．BS C.
3＋1
2
BS D ．2BS
【解析】 磁通量为标量，但有方向，求磁通量及变化时，应注意：①磁场的方向改变，②磁场穿过线圈的方向改变．取线圈在水平位置时穿过线圈的磁通量为正，则Φ1＝
BS sin30°＝12
BS ，
线圈处于竖直位置时，磁感线从线圈另一面穿过，磁通量为Φ2＝－BS cos 30°＝－
3
2
BS ，
则线圈中的磁通量的改变量|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝3＋1
2
BS . 【答案】 C
11．有一根粗细均匀的软铁棒，其横截面积为8 cm 2
，将绝缘导线密绕在软铁棒上，当导线中通有电流时，穿过软铁棒中部0.5 cm 2
的横截面积的磁通量为5.5×10－5
Wb.求：
(1)软铁棒中间部分的磁感应强度； (2)穿过软铁棒的磁通量． 【解析】 (1)由Φ＝BS 得 B ＝ΦS ＝5.5×10－5
0.5×10－4 T ＝1.1 T.
(2)穿过软铁棒的磁通量：
Φ′＝BS ′＝1.1×8×10－4
Wb ＝8.8×10－4
Wb. 【答案】 (1)1.1 T (2)8.8×10－4
Wb
12．在60周年国庆盛典上我国“飞豹”新型超音速歼击机在天安门上空沿水平方向以
1.7倍的声速自东向西飞过，该机两翼面积分别为15 m2，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10－4 T，则该机两翼的磁通量为多少？若该机做花样表演“翻转180°飞行”，则此过程中两机翼磁通量的变化量为多少？
【解析】根据磁通量公式Φ＝BS cos α知，
Φ＝B·S＝0.42×10－4×2×15 Wb＝1.26×10－3Wb，
磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，
ΔΦ＝2Φ＝2.52×10－3 Wb.
【答案】 1.26×10－3 Wb 2.52×10－3 Wb。