2024-2025学年高中物理第三章磁场2磁感应强度课时作业含解析新人教版选修3-1

PAGE7-磁感应强度(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.关于磁感应强度的下列说法中,正确的是 ()A.放在磁场中的通电导线,电流越大,受到的磁场力也越大,表示该处的磁感应强度越大B.某处磁感线切线的方向不确定是该处磁感应强度的方向C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场中的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关【解析】选D。依据磁感应强度的物理意义可知:磁感应强度表示磁场的强弱,磁感应强度的大小由磁场本身确定,与受到的磁场力无关,故A错误。磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向,故B错误;依据左手定则,垂直于磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直,故C错误。磁感应强度的大小由磁场本身确定,与放入其中的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关,故D正确。2.磁感应强度的单位是特斯拉(T),与它等价的是 ()A. B. C. D.【解析】选A。当导线与磁场方向垂直时,由公式B=,磁感应强度B的单位由F、I、L的单位确定。在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称T,1T=1。3.(多选)将一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中,如图中图象能正确反映各量间关系的是()【解析】选B、C。由B=或F=BIL知:匀强磁场中B恒定不变,故B对、D错。B、L确定,且F与I成正比,故C对、A错。4.在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20cm,通电电流I=0.5A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场撤走,A.零B.10T,方向竖直向上C.0.1T,方向竖直向下D.10T,方向确定不沿竖直向上的方向【解析】选D。由B=,得B=T=10T。因为B的方向与F的方向垂直,所以B的方向不会沿竖直向上的方向。5.(多选)一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是 ()【解析】选A、C。当电流元垂直于磁场方向时,可用表示B,由图知A、C正确。利用F=ILB计算时,安培力、磁感应强度、导体电流方向必需两两垂直。6.在试验精度要求不高的状况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,详细做法是:在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发觉罗盘的指针偏转确定角度,依据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平重量B=5.0×10-5T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10A.5.0×10-5T B.1.0×10-4TC.8.66×10-5T D.7.07×10-5T【解析】选C。由题意可知通电导线产生磁场的磁感应强度B1方向由西向东,作图可得tan60°=,解得B1≈8.66×10-5T,C正确。二、非选择题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.如图所示,通电导线L垂直放于磁场中,导线长8m,磁感应强度B的值为2T,导线所受的力为32【解析】由F=BIL得I==A=2A。答案:2【补偿训练】在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为1cm,电流为0.5A,所受的磁场力为5×10-4(1)该位置的磁感应强度多大?(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大?(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受磁场力多大?【解析】(1)由B=,得B=T=0.1T。(2)该处的磁感应强度不变,B=0.1T。(3)电流元平行磁场放置时,不受磁场力,F=0。答案:(1)0.1T(2)0.1T(3)0(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)下列可用来表示磁感应强度的单位关系的是 ()A.1T=1kg/m2 B.1T=1kg/(AC.1T=1kg/m2(A·s2) D.1T=1N/(A【解析】选B、D。由B=得1T=1N/(A·m),由F=ma,还可得1T=1kg/(A·s2)2.对磁现象的探讨中有一种“磁荷观点”。人们假定,在N极上聚集着正磁荷,在S极上聚集着负磁荷。由此可以将磁现象与电现象类比,引入相像的概念,得出一系列相像的定律。例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等。在磁荷观点中磁场强度定义为:磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同。若用H表示磁场强度,F表示点磁荷所受磁场力,qm表示磁荷量,则下列关系式正确的是()A.F= B.H=C.H=Fqm D.qm=HF【解析】选B。题目已经说明磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值,故:H=。3.在磁场中某一点,已经测出一段0.5cm长的导线中通入0.01A电流时,受到的安培力为5.0×10-6A.该点磁感应强度大小确定是0.1TB.该点磁感应强度大小确定不小于0.1TC.该点磁感应强度大小确定不大于0.1TD.该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向【解析】选B。因为导线受到的安培力F=BILsinα=5.0×10-6N,计算得:Bsinα=0.1T,即B=,所以B≥0.1T,故A、C错误,B正确;该点的磁感应强度的方向与导线所受的磁场力方向垂直,所以磁感应强度的方向确定不是导线所受的磁场力方向,故D错误。4.(多选)某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在,想到的以下方法中可行的是 ()A.在该空间内引入检验电荷,假如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,假如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,假如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,假如通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场【解析】选A、B、C。假如把电荷引入电场中,确定会受到电场力作用,假如电荷没有受到电场力作用,确定是没有电场,A、B对。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,但是不受磁场力的缘由有两个,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对,D错。5.(多选)某地的地磁场强度大约是4.0×10-5T。一根长为500m的导线,通入电流强度为10AA.0 B.0.1N C.0.3N D.0.4N【解析】选A、B。F=ILB=10×500×4.0×10-5N=0.2N。这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力,其他放置方向导线受到的磁场力要小于0.2N,平行磁场放置时F=0。故只要小于等于0.2N,大于或等于0的力均是有可能的。故正确答案为A、B。6.如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3T,B2=4T,A点的磁感应强度大小为 ()A.7T B.1TC.5T D.大于3T小于4T【解析】选C。A点的磁感应强度为两个磁场的磁感应强度的矢量和,即B==T=5T,选项C是正确的。二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)如图所示,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【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,当金属棒中的电流为I2=8A时,棒做加速运动,加速度大小为a,依据牛顿其次定律得:BI将①代入②得B==T=1.2T。答案:1.2T8.(10分)磁感应强度为矢量,它可以分解为几个重量。(1)假如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重量和竖直重量各为多大?(2)假如地理南、北极和地磁北、南极是重合的,那么在赤道上空