高中物理人教版1第三章磁场 学业分层测评2

学业分层测评(二十一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于磁感应强度的说法中，正确的是()A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大D．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零【解析】某处磁感应强度的方向就是小磁针N极受磁场力的方向或是小磁针静止时N极的指向，与小段通电导体放在该处受磁场力的方向不同，A错，B对．通电导线在磁场中的受力大小与磁感应强度大小和它相对于磁场方向的放置都有关系，C错．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，可能是由于该处磁感应强度为零，也可能是导线与磁场平行放置，D错．【答案】B2．(多选)如图3­2­4所示，通电直导线在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的是()图3­2­4A．这个力F是通过磁场产生的B．这个力F没有反作用力C．这个力F的反作用力作用在通电导线上D．这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上【解析】磁场力是磁场本身性质的体现，磁场是一种物质，磁体间或磁体与通电导体间的作用都是通过磁场完成的，但是磁场看不见、摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体，没有反作用力．这时我们需找出产生磁场的物体，它才是施力物体，力F的反作用力作用在施力物体上．【答案】AD3．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同．如图所示是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系，a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在下列四个选项中，正确的是()【解析】根据公式F＝IBL得，B、L相同时，F∝I，故F－I图线应过原点，故选C.【答案】C4．(多选)将一电流元IL放入空间中某点，调整电流元的位置发现最大的磁场力为Fm，以下说法正确的是()【导学号：08160150】A．该点的磁感应强度为eq\f(Fm,IL)B．该点的磁感应强度小于eq\f(Fm,IL)C．该点的磁感应强度大于eq\f(Fm,IL)D．该点的磁感应强度与IL无关【解析】电流元在磁场中受力最大时，导线与磁场垂直．根据磁感应强度的定义知B＝eq\f(Fm,IL)，故A对，B、C错．磁场中某点的磁感应强度仅与磁场自身因素有关，与电流元无关，D对．【答案】AD5．(多选)在空间某点A存在两个磁场B1、B2，B1＝3T，B2＝4T，A点的磁感应强度大小可能为()A．7T B．1TC．5T D．0【解析】磁感应强度是矢量，合成时遵循平行四边形定则，所以合磁感应强度的范围为B2－B1≤B≤B2＋B1，分析可得选项A、B、C正确．【答案】ABC6．关于磁感应强度为B，电流I、导线长L和导线所受磁场力F的关系，下列说法中正确的是()A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T，I＝1A，L＝1m，则F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A，F＝1N，则B一定等于1T【解析】由F＝ILB，当B＝0时，F一定为零．但是用B＝eq\f(F,IL)判断B时，B一定要和通电导线垂直，没有垂直这个条件，是无法判断的．故只有A正确．【答案】A7．(多选)关于磁感应强度B和电场强度E的比较，下列说法正确的是()【导学号：08160151】A．磁感应强度B和电场强度E都是矢量B．磁感应强度B和电场强度E都是由场本身决定的C．磁感应强度B和电场强度E的方向是检验电流和检验电荷在场中受力的方向D．磁感应强度B和电场强度E都是用比值来定义的【解析】磁感应强度B和电场强度E都是矢量，磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向，与检验电流元受力的方向垂直，所以A对C错，B和E都是比值定义法定义的物理量，它们都与检验电流元或检验电荷无关，都是由场本身决定的，所以B、D都正确，本题的答案为ABD.【答案】ABD8．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？【解析】(1)因磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：B水平＝Bcosθ；B竖直＝Bsinθ.(2)在赤道上空，θ＝0，故有B竖直＝0；在极地上空θ＝90°，故有B水平＝0.【答案】(1)BcosθBsinθ(2)00[能力提升]9．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是()A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场【解析】如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A、B可行．把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C可行，D不可行．【答案】D10.(多选)如图3­2­5所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取的办法是()【导学号：08160152】图3­2­5A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转30°D．使导线在纸面内逆时针转60°【解析】当通电导线垂直于磁场方向放入磁场时，F＝BIL，故A、B、D正确．【答案】ABD11．如图3­2­6所示，ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，质量为3.6kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，已知金属棒受到的磁场力方向水平．求匀强磁场的磁感应强度的大小．图3­2­6【解析】设磁感应强度为B，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m，金属棒在磁场中的有效长度为L＝2m．当棒中的电流为I1＝5A时，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI1L＝μmg①当金属棒中的电流为I2＝8A时，棒做加速运动，加速度为a，根据牛顿第二定律得：BI2L－μmg＝ma②将①代入②得B＝eq\f(ma,I2－I1L)＝eq\f×2,3×2)T＝T.【答案】T12．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为eq\f(B2,2μ)，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl.并测出拉力F，如图3­2­7所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，试由此求出磁感应强度B与F、A之间的关系式．图3­2­7【解析】用力F把铁片P拉开一段微小距离Δl的过程，实际上就是力F克服磁场力做功，把其他