组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 磁现象和磁场 > 磁场与磁感线 > 地磁场及其磁感线分布
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:220 题号:21529996
地球是个巨大的天然磁体,某小组学习相关内容后,对地磁场做了深入的研究。
(1)a如图1所示,两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表,形成闭合回路。迅速摇动这根电线,若电线中间位置的速度约10m/s,电压表的最大示数约2mV。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级。
b某同学在研学途中利用智能手机中的磁传感器测量某地地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy面。该同学在当地对地磁场进行了测量,测量时z轴正向保持竖直向上,测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在“南半球”还是“北半球”进行此实验,估测当地的地磁场磁感应强度B2的大小(结果保留2位有效数字)。
(2)地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转,成为地球生命的“保护伞”。赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于剖面,如图3所示。设宇宙射线中β粒子的质量为m,带负电且电荷量为q,最大速率为v,不计大气对β粒子运动的影响,不考虑粒子间的相互作用及重力。要使从各方向射向地球的β粒子都不能到达地面,求地磁场厚度d应满足的条件。


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解答题 | 适中 (0.65)
【推荐1】(1)在匀强磁场中放置一个截面为矩形的金属薄片。大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出,当磁场方向与金属薄片垂直时,如图所示,在M、N两电极间产生电势差为U。已知薄片长为a,宽为b,厚为c,单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e。求:
a.导电电子定向移动速度的大小v
b.匀强磁场磁感应强度的大小
(2)假定(1)中的装置足够灵敏,可用来测量地磁场磁感应强度的大小和方向。在该装置上建立空间直角坐标系,对某地磁场进行了四次测量,每次测量时xy轴指向不同方向,而z轴正方向保持竖直向上,记录数据如表中所示。
a.求测量地点磁感应强度的大小(结果可用根式表示);
b.判断测量地点处于南半球还是北半球以及第3次测量时x轴正方向的指向,并简述理由。

测量序号

1

0

20

-46

2

0

-20

-46

3

20

0

-46

4

-20

0

-46

   
2023-07-09更新 | 277次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
【推荐2】丹麦物理学家奥斯特最先发现了电和磁之间的联系。1820年7月21日,年富力强的奥斯特教授在丹麦哥本哈根大学为学生们上实验课。当他接通电源时,突然发现放在电池旁边的磁针发生了偏转,学生们对这一现象丝毫没有感觉,但奥斯特却激动万分,因为他发现了电流磁效应。奥斯特的发现把电学和磁学结合起来了。从此,电磁学的研究在欧洲主要国家里蓬勃地开展起来。
1.将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上,下图为小磁针静止时的示意图,根据材料,下列可能正确的是(黑色一端代表小磁针的N极)(       
A.   B.   
C.   D.   
2.关于磁场和磁感线的描述,下列说法正确的是(       
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S极指向螺线管的N极
C.赤道正上方的磁感线由南指向北
D.两条磁感线的空隙处不存在磁场
3.如图所示为某一磁场的部分磁感线分布情况,M点的磁场方向与P点的磁场方向________(选填“相同”或“不相同”),M点的磁场比P点的磁场________(选填“强”或“弱”)。
   
4.如图所示,通电导线在磁场中的磁感应强度B、电流I和磁场力F三个量互相垂直,已知其中的两个量的方向,试标出第三个量的方向。
          
5.如图所示,在直角三角形A点和B点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线,其中A点处导线中电流强度为,方向垂直纸面向外,,已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度k为比例系数,r为该点到导线的距离,I为导线中的电流强度。今测得C点的磁场沿方向向右,求:
(1)AB点处导线电流在C点产生的磁感应强度大小之比;
(2)B点处导线中电流的方向和大小
   
2024-01-14更新 | 124次组卷
解答题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】地磁场具有“屏蔽”宇宙射线的重要作用,从太阳发出的高能带电粒子流(通常叫太阳风),受到地磁场的作用发生偏转,避免了直射地球,从而大气环境得到保护,生命才能够存在。如图所示为地磁场的示意图,完成下列问题;
(1)请根据你对地磁场的认知,在图中直线OO'两侧分别用箭头“/”标出地磁场的方向;
(2)假设宇宙射线均直射地球,则南北两极和赤道附近相比,哪个区域地磁场对宇宙射线的“屏蔽”作用更强?请简要说明理由;
(3)若在北半球某处平行于地面沿南北方向放置一根通电直导线,电流方向从北向南,试分析该导线受到的安培力方向。
2022-03-27更新 | 255次组卷
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