有關(guān)地磁場(chǎng)類問(wèn)題集錦

PAGEPAGE3地磁場(chǎng)類問(wèn)題集錦1.十九世紀(jì)二十年代，以塞貝克(數(shù)學(xué)家)為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到：溫度差會(huì)引起電流。安培考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地球磁場(chǎng)是繞地球的環(huán)形電流引起的，則該假設(shè)中的電流的方向是()A.由西向東垂直磁子午線 B.由東向西垂直磁子午線；C.由南向北沿磁子午線方向 D.由赤道向兩極沿磁子午線方向注：磁子午線是地球磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的連線2.20世紀(jì)50時(shí)年代，科學(xué)家提出了地磁場(chǎng)的“電磁感應(yīng)學(xué)說(shuō)”，認(rèn)為當(dāng)太陽(yáng)強(qiáng)烈活動(dòng)影響地球而引起磁暴時(shí)，磁暴在外地核中感應(yīng)產(chǎn)生衰減時(shí)間較長(zhǎng)的電流，此電流產(chǎn)生了地磁場(chǎng)。連續(xù)的磁暴作用可維持地磁場(chǎng)。則外地核中的電流方向?yàn)椋ǖ卮艌?chǎng)N極與S極在地球表面的連線稱為磁子午線）（）A.垂直磁子午線由西向東B垂直磁子午線由東向西C.沿磁子午線由南向北D沿磁子午線由北向南３.根據(jù)安培假設(shè)的思想，認(rèn)為磁場(chǎng)是由于運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對(duì)地磁場(chǎng)也適用，而目前在地球上并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷，那么由此可斷定地球應(yīng)該（）A.帶負(fù)電Ｂ帶正電C.不帶電Ｄ無(wú)法確定4.一根沿東西方向的水平導(dǎo)線，在赤道上空自由下落的過(guò)程中，導(dǎo)線上各點(diǎn)的電勢(shì)（）A.東端最高B.西端最高C.中點(diǎn)最高D.各點(diǎn)一樣高5.在赤道附近有一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在此區(qū)域內(nèi)有一根沿東西方向放置的直導(dǎo)體棒，由水平位置自靜止落下，不計(jì)空氣阻力，則導(dǎo)體棒兩端落地的先后關(guān)系是（）Ａ.東端先落地Ｂ.西端先落地Ｃ.兩端同時(shí)落地Ｄ.無(wú)法確定6.在赤道上，地磁場(chǎng)可以看作是沿南北方向并且與地面平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度是5×10－5Ｔ.如果赤道上有一條沿東西方向的直導(dǎo)線，長(zhǎng)40ｍ，載有20Ａ的電流，地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線的作用力大小是（）Ａ.4×10－8ＮＢ.2.5×10－5ＮＣ.9×10－4ＮＤ.4×10－2Ｎ7.關(guān)于磁通量的說(shuō)法中，正確的是（）A.穿過(guò)一個(gè)面的磁通量等于磁感強(qiáng)度和該面面積的乘積B.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)某平面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積圖1C.穿過(guò)一個(gè)面的磁通量就是穿過(guò)該面的磁感線條數(shù)圖1D.地磁場(chǎng)穿過(guò)地球表面的磁通量為零。8.為了利用海洋資源，海洋工作者有時(shí)根據(jù)水流切割地磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)測(cè)量海水的流速。假設(shè)海洋某處地磁場(chǎng)豎直分量為B=0.5×10－4T，水流是南北流向，如圖1所示，將兩電極豎直插入此處海水中，且保持兩電極的連線垂直水流方向。若兩電極相距L=20m，與兩電極相連的靈敏電壓表讀數(shù)為U=0.2mV，則海水的流速大小為（） A.10m/s B.0.2m/s C.5m/s D9.指南針靜止時(shí)，其N(xiāo)極指向如圖2中虛線所示。若在其上方放置水平方向的導(dǎo)線，并通以直流電，則指南針轉(zhuǎn)向圖中實(shí)線位置。據(jù)此可知（）西南Ｓ西南Ｓ北Ｎ東圖2B.導(dǎo)線南北放置，通有向南的電流C.導(dǎo)線東西放置，通有向西的電流D.導(dǎo)線東西放置，通有向東的電流10.歐姆在探索通過(guò)導(dǎo)體的電流和電壓、電阻關(guān)系時(shí)，因無(wú)電源和電流表，他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)代替電源，用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測(cè)電源，具體做法是：在地磁場(chǎng)作用下處于水平靜止的小磁針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時(shí)，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)通過(guò)該導(dǎo)線電流為I時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)了30o，問(wèn)當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60o，通過(guò)該直導(dǎo)線的電流為（直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與通過(guò)直導(dǎo)線的電流成正比）：（）A.2IB.3IC.ID.無(wú)法確定11.一根電纜埋藏在一堵南北走向的墻里，在墻的西側(cè)處，當(dāng)放一指南針時(shí)，其指向剛好比原來(lái)旋轉(zhuǎn)１８０o，由此可以斷定，這里電纜中電流的方向?yàn)椋ǎ〢.可能是向北Ｂ.可能是豎直向下C.可能是向南Ｄ.可能是豎直向上12.在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使實(shí)驗(yàn)方便且效果明顯，通電直導(dǎo)線應(yīng)（）A.平行于南北方向，位于小磁針上方B.平行于東西方向，位于小磁針上方C.平行于東南方向，位于小磁針下方D.平行于西南方向，位于小磁針下方圖313.如.圖3為地磁場(chǎng)磁感線的示意圖，在北半球地磁場(chǎng)的豎直分量向下。飛機(jī)在我國(guó)上空勻速巡航。機(jī)翼保持水平，飛行高度不變。由于地磁場(chǎng)的作用，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差，設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U1，右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)力U2。（）圖3A.若飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高B.若飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高C.若飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高D.若飛機(jī)從北往南飛，U2比U1高B圖414.一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空。該處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖4所示。如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用εB圖4A.ε＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)B.ε＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)C.ε＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D.ε＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)22.圖6為上海某校操場(chǎng)上，兩同學(xué)相距L為10m左右，在東偏北、西偏南11o的沿垂直于地磁場(chǎng)方向的兩個(gè)位置上，面對(duì)面將一并聯(lián)銅芯雙絞線，像甩跳繩一樣搖動(dòng)，并將線的兩端分別接在靈敏電流計(jì)上，雙絞線并聯(lián)后的電阻R約為2Ω，繩搖動(dòng)的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏，保持在頻率為2Hz左右。如果同學(xué)搖動(dòng)繩子的最大圓半徑h約為1m，電流計(jì)讀數(shù)的最大值I約為3mA，（1）試估算地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)為——；數(shù)學(xué)表達(dá)式B=——。（由R、I、L、f、h等已知量表示）（２）將兩人站立的位置，改為與剛才方向垂直和兩點(diǎn)上，那么電流計(jì)讀數(shù)約為_(kāi)________。23.由于國(guó)際空間站的運(yùn)行軌道上各處的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向均有所不同，所以在運(yùn)行過(guò)程中，穿過(guò)其外殼的地磁場(chǎng)的磁通量將不斷變化，這樣將會(huì)導(dǎo)致_____現(xiàn)象發(fā)生，從而消耗國(guó)際空間站的能量。為了減少這消耗，國(guó)際空間站的外殼材料的電阻率應(yīng)盡可能____（填“大”或“小”）一些。θ北θ北東南北西東圖725.已知地磁場(chǎng)的水平分量為Ｂe，利用這一值可以測(cè)定某一弱磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖7所示的通電線圈中央一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)方法：①先將未通電線圈平面沿南北方向放置，中央放一枚小磁針，下面有量角器，此時(shí)磁針Ｎ極指向北方；②給線圈通電，此時(shí)小磁針Ｎ極指向北偏東θ角后靜止。由此可以知道線圈中電流方向（自東向西看）是______（填“順”或“反”）時(shí)針?lè)较虻?，線圈中央的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ=_________.26.據(jù)報(bào)道，1992年7月，美國(guó)“阿特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功，航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約300㎞處由東向西飛行，相對(duì)地面速度大約，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長(zhǎng)20㎞、電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。假定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同，根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過(guò)電離層的作用，懸繩可產(chǎn)生3A的電流。試求：（1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（2）懸繩兩端的電壓；南北南北abcd圖827.一個(gè)電阻為R的長(zhǎng)方形線圈abcd沿著磁針?biāo)傅哪媳狈较蚱椒旁诒卑肭虻囊粋€(gè)水平桌面上，ab=L1,bc=L2,如圖8所示?，F(xiàn)突然將線圈翻轉(zhuǎn)1800，使ab與dc互換位置，用沖擊電流計(jì)測(cè)得導(dǎo)線中流過(guò)的電量為Q1。然后維持ad邊不動(dòng)，將線圈繞ad邊轉(zhuǎn)動(dòng)，使之突然豎直，這次測(cè)得導(dǎo)線中流過(guò)的電量為Q2，試求該處地磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度的大小。28.在電子顯像管內(nèi)部，由熾熱的燈絲上發(fā)射出的電子在經(jīng)過(guò)一定的電壓加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)域，最后打到熒光屏上，當(dāng)所加的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為0時(shí)，電子應(yīng)沿直線運(yùn)動(dòng)打在熒光屏的正中心位置。但由于地磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響，會(huì)出現(xiàn)在未加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)電子束偏離直線運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，所以在精密測(cè)量?jī)x器的顯像管中常需要在顯像管的外部采取磁屏蔽措施以消除地磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，從熾熱燈絲發(fā)射出的電子（可視為初速度為0）經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，沿水平方向由南向北運(yùn)動(dòng)。若不采取磁屏蔽措施，且已知地磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度的豎直向下分量的大小為B，地磁場(chǎng)對(duì)電子在加速過(guò)程中的影響可忽略不計(jì)。在未加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的情況下，（1）試判斷電子束將偏向什么方向；（2）求電子在地磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度的大??；（3）若加速電場(chǎng)邊緣到熒光屏的距離為，求在地磁場(chǎng)的作用下使達(dá)到熒光屏的電子在熒光屏上偏移的距離。參考答案：1.B.地磁場(chǎng)的N極在地球的南極附近，S極在地球的北極附近，將地球看作一通電螺線圈，由安培定則知電流的方向應(yīng)與磁子午線垂直。2.B.同上。3.A.由安培定則知電流的方向應(yīng)自東向西，而地球的自轉(zhuǎn)方向自西向東，則地球帶負(fù)電。4.A.赤道上空地磁場(chǎng)方向水平指向北方，當(dāng)導(dǎo)線下落時(shí)，由左手定則可判定導(dǎo)線內(nèi)的自由電子受到指西端的洛侖茲力，電子聚集到導(dǎo)線西端，而導(dǎo)線東端因失去電子而帶正電，因而導(dǎo)線東端電勢(shì)最高，西端最低。5.A.由上題知導(dǎo)線東端帶正電，西端帶負(fù)電，因而東端受到向下電場(chǎng)力，西端受到向上的電場(chǎng)力，故導(dǎo)線東端先落地。6.D.利用公式F=BIL計(jì)算。7.C、D.地球表面是閉合曲面，穿進(jìn)它的磁感線又全部從另一面穿出，故磁通量為零。8.B.海水沿南北流動(dòng)時(shí)，等效長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線切割地磁場(chǎng)，利用公式E=BLV可求出結(jié)果。9.B.小磁針靜止時(shí)，N極應(yīng)指向地磁場(chǎng)與直線電流合磁場(chǎng)的方向，由安培定則知B正確。10.B.小磁針N極指向合磁場(chǎng)的方向，則直線電流的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)的水平分量之間的關(guān)系為，利用上兩式得：，而直線電流的磁場(chǎng)與其電流成正比，故答案B正確。11.D.在地磁場(chǎng)作用下，小磁針靜止時(shí)N極指向北方，現(xiàn)改變N極指向南方，表明直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在小磁針?biāo)谔幍姆较驊?yīng)是指向南方，由安培定則可知電纜中應(yīng)有豎直向上的電流，即選D。12.A.奧斯特實(shí)驗(yàn)中，通電導(dǎo)線應(yīng)南北放置，這樣小磁針的偏轉(zhuǎn)即是由通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁引起，而不是由地磁場(chǎng)引起。13.A、C.用右手定則判定。14.A.利用可求得大小，由右手定則可判定電勢(shì)高低。15.C.地球內(nèi)部地磁場(chǎng)的方向是由地理的北極指向南極，故C正確。16.C.鴿子體內(nèi)的磁性材料會(huì)受到永磁體的作用，而沒(méi)有確定的受力方向。17.A、C.在選項(xiàng)A、B中，因地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，穿過(guò)衛(wèi)星的磁通量都會(huì)發(fā)生變化，衛(wèi)星表面都將產(chǎn)生感應(yīng)電流。選項(xiàng)C中，地球同步衛(wèi)星軌道在赤道的上方，地磁場(chǎng)的強(qiáng)弱不變，穿過(guò)衛(wèi)星的磁通量不變，衛(wèi)星的表面不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。選項(xiàng)D中，如果衛(wèi)星的表面產(chǎn)生了感應(yīng)電流，它的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由圓周運(yùn)動(dòng)及萬(wàn)有引力的相關(guān)知識(shí)可知它的軌道半徑逐漸減小，運(yùn)行速率逐漸增大。18.C.垂直射向地球的宇宙射線，在地球的南北兩極處，其運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)的方向基本平行，所受的洛侖茲力很小，故幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；而在赤道上空時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)垂直，所受洛侖茲力最大，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)程度最大。19.0.12.用公式計(jì)算20.解析：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，則根據(jù)平行四邊形法則B與水平方向的夾角（即磁偏角）（2）題中地磁場(chǎng)與水平面不垂直，取其與水平面垂直的BY分量，故磁通量為：21.解析：均勻?qū)w棒拋出后，只有重力作用，故作平拋運(yùn)動(dòng)。把平拋運(yùn)動(dòng)分解在兩個(gè)方向，求出末的速度大小的方向，然后確定切割方向與地磁場(chǎng)的夾角，再由求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。得θ=60°由于地磁場(chǎng)方向與水平向成30°角，所以此時(shí)B⊥V則：22.5×10-5T、、0。搖動(dòng)繩子的過(guò)程中，繩切割地磁場(chǎng)，當(dāng)擺動(dòng)速度與地磁場(chǎng)垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電流最大。由得：23.電磁感應(yīng)、大。要減少消耗，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流就應(yīng)當(dāng)小。在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定時(shí)，外殼的電阻應(yīng)當(dāng)大，則材料的電阻應(yīng)當(dāng)大。24.西北方向。羅盤(pán)處于船體內(nèi)部，而船體內(nèi)部,地磁場(chǎng)與船體產(chǎn)生的磁場(chǎng)兩者的矢量和的方向?yàn)槲鞅狈较颉?5.反、。26.解析：（1）因懸繩的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于航天飛機(jī)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，故可以認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)上的相同，這樣：（2）懸繩兩端的電壓：（3）航天飛機(jī)繞行一周的時(shí)間：在這段時(shí)間內(nèi)懸繩輸出的電能：27.解析：根據(jù)地磁場(chǎng)的特征可知，在北半球的地磁場(chǎng)方向是向北向下的。只要求出這個(gè)磁感強(qiáng)度的豎直分量B1和水平分量B2，就可以求出該處磁感強(qiáng)度B的大小。當(dāng)線圈翻個(gè)身