2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册 6.2磁感应强度 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
6.2磁感应强度
跟踪训练（解析版）
1．如图所示，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。当两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为B0。如果让P中的电流反向，其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（　　）
A．B0
B．B0
C．
B0
D．B0
2．两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　）
A．B、0
B．0、2B
C．2B、2B
D．B、B
3．云南-广州特高压直流输电工程，是世界上第一个特高压直流输电工程。其局部仰视图如图所示，两根在同一水平面内且相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1
>
I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等。不考虑地磁场的影响。下列说法中正确的是（　　）
A．a点和c点处的磁感应强度相同
B．导线B和A之间因安培力的作用而相互吸引
C．导线B对A的安培力大于导线A对B的安培力
D．b点处的磁感应强度方向竖直向下
4．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。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S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，并测出拉力F，如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度。下列结论正确的是（
）
A．磁感应强度
B．磁感应强度
C．磁感应强度
D．磁感应强度
5．已知无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小与电流大小成正比，与到直导线的距离成反比。如图所示，无限长直导线M在方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B0的匀强磁场中，垂直于磁场方向；
a、b两点位于纸面内且连线与直导线垂直，b点到直导线距离是a点到直导线距离的2倍。当直导线中通有方向M→N的电流I时，b点磁感应强度大小是，则此时a点的磁感应强度大小是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置。如图所示，已知一根金属长直管线平行于水平地面，为探测其具体位置，首先给金属管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定（　　）
A．金属管线在EF正下方，深度为
L
B．金属管线在EF正下方，深度为
L
C．金属管线的走向垂直于EF，深度为L
D．金属管线的走向垂直于EF，深度为L
7．如图所示，直角三角形ABC，∠A=60°，AD=DC，B、C两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于B、C两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，D点的磁感应强度大小为B0。若把置于C点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后D点的磁感应强度（　　）
A．大小为B0，方向水平向左
B．大小为B0，方向水平向右
C．大小为B0，方向竖直向下
D．大小为2B0，方向竖直向下
8．已知通电长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边和上，彼此绝缘，电流方向分别由流向、由流向，则关于a、b、c、e、f五点，下列说法正确的是（　　）
A．f、a点磁感应强度相同
B．c、e两点磁感应强度大小之比为2：1
C．c点磁感应强度最大
D．c点磁感应强度方向与ac平行
9．三根平行的长直导线a、b、c垂直纸面固定放置，均通有垂直纸面向内的电流I，它们的截面分布在一个半径为R的圆周上（导线的横截面直径远小于R），如图所示。a、b之间连线水平且距离为R，c在圆心O的正上方。已知每根导线在距离它为R处产生的磁感应强度的大小为B，则圆心O处的磁感应强度（　　）
A．大小为，方向竖直向上
B．大小为，方向水平向右
C．大小为，方向竖直向上
D．大小为，方向水平向右
10．如图所示，在圆O直径的两个端点P、Q处，固定着两条垂直圆O所在平面的通电长直导线。圆上的A、B、C、D四点恰构成一正方形且AB//PQ。已知两条导线的电流强度相等，P处电流方向垂直纸面向里，Q处电流方向垂直纸面向外，已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）
A．圆心O处的磁感应强度为零
B．A、B两点的磁感应强度相同
C．A、C两点的磁感应强度相同
D．A、D两点的磁感应强度相同
11．在一条直线上的A点和B点分别固定一垂直纸面的无限长通电直导线，其电流分别为4I和I，方向如图所示，BA和BB分别表示A处和B处电流在某点产生的磁感应强度的大小。已知通电长直导线在空间某点处形成磁场的磁感应强度，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流。则在通过A、B两点的直线上，满足磁感应强度大小BA=BB的点，下列说法正确的是（　　）
A．只有两个，其中一处磁感应强度的矢量和为零
B．只有一个，该处磁感应强度的矢量和为零
C．有三个，其中两处磁感应强度的矢量和为零
D．有三个，其中一处磁感应强度的矢量和为零
12．物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。如图南北方向放置的直导线正下方有一静止的小磁针，当导线通入由南向北的电流时观察到小磁针偏转，则小磁针(　　)
A．N极会垂直纸面向里偏转
B．N极会沿纸面内向上偏转
C．对通电直导线无力的作用
D．转动方向与电流方向无关
13．已知通电长直导线在周围会产生磁场，某点的磁感应强度的大小与导线上的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根相互绝缘的通电长直导线平行放置，电流大小分别为I1、I2，方向相反，两导线正中间O点的磁感应强度大小为B；若将I2中电流反向，则O点的磁感应强度大小变为，方向不变。那么I1与I2之比为（　　）
A．3∶1
B．2∶1
C．3∶2
D．4∶1
14．图甲是一个磁悬浮地球仪，磁悬浮原理如图乙所示，地球仪中有一个磁铁，底座中有一个线圈（线圈电阻不计），给线圈通上电，地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是（　　）
A．线圈必须连接交流电源
B．若地球仪转动，则不能保持继续悬浮
C．若仅增加线圈匝数，可增加地球仪稳定悬浮的高度
D．若仅增大线圈中的电流，地球仪再次稳定悬浮后受到的斥力增大
15．图（a）中，三个点电荷分别固定在圆环上三点，每个电荷在圆心处的场强大小均为；图（b）中，三根通电长直导线（横截面积忽略不计）垂直于圆环平面分别固定在圆环上三点，每根导线在圆心处的磁感应强度大小均为。下列判定正确的是（　　）
A．处的场强大小为，方向从指向
B．处的场强大小为，方向从指向
C．处的磁感应强度大小为，方向垂直于向右
D．处的磁感应强度大小为，方向垂直于向左
16．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是（　　）
A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C．在O点的磁感应强度为零
D．在O点的磁感应强度不为零
17．如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中EG、MN的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（　　）
A．若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度为零
B．若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度相等
C．若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相等
D．无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等
18．我们常处于电流产生的磁场中。通电长直导线所产生的磁场的磁感应强度可用计算，其中k=2×10-7T·m/A、I为电流、d为该点到平直导线的垂直距离。利用该公式可你说生活中所遇到的磁场的磁感应强度。
（1）家庭通电导线的电流很少超过10A。试比较距离导线0.5m处的磁场与地磁场的磁感应强度大小；
（2）765kV高压输电线中的电流常可达200A。假定这种输电线离地面高度20m，试估算输电线正下方地面处的磁感应强度并与家庭电路中的磁场的磁感应强度进行比较。
19．如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框沿顺时针方向转过90°到如图所示的虚线位置时。求：
(1)初、末位置穿过线框的磁通量大小φ1和φ2；
(2)磁通量的变化量△φ。
20．把一长20cm的直导线放入永磁体产生的匀强磁场中，使导线和磁场方向垂直，导线中的电流是2.0A，受到的安培力大小是3.6×10-2
N
。求：
(1)永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度多大？
(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度为多大？
参考答案
1．A
【详解】
在两导线中通有如图方向的电流I时，每根导线距离为l的a点处磁场强度为B，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为B0，如图所示
依据几何关系，及三角知识，则有
解得
当P中的电流反向，其他条件不变
依据几何关系，及三角知识，a点处磁感应强度的大小为
故选A。
2．B
【详解】
两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故M处的磁感应强度为2B；综上分析B正确。
故选B。
3．B
【详解】
A．由右手定则可知导线A在其左侧的磁场向下，在其右侧产生的磁场向上；导线B在其左侧的磁场向下，在其右侧产生的磁场向上，因此a点磁场向下，c点磁场向上，故A错误；
B．A和B导线电流方向相同，同种导线相互吸引，则导线AB相互吸引，故B正确；
C．B对A的安培力与导线A对B的安培力是一对相互作用力大小相等、方向相反，故C错误；
D．由题知I1
>
I2，则导线A在b点产生的磁感应强度比导线B在b点产生的磁感应强度大，导线A在b点的磁场水平向左，导线B在b点水平向右，因此b点磁场竖直向上，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
拉力做的功为
能量密度为
解得
故选B。
5．D
【详解】
用右手螺旋定则判断通电直导线MN在a点产生的磁场的方向向里，在b点上所产生的磁场方向向外；
b点有向外的磁场，还有电流产生的向外的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加后为，可知电流产生的磁场的大小为，由题意可知，a点电流产生的水平向里的磁场的大小为，a点的磁感应强度大小
故选D。
6．A
【详解】
用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该平行EF；画出侧视图，如图所示
b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故金属管线在EF正下方，深度为。
故选A。
7．C
【详解】
如图所示
由几何关系知θ=60°，设每根导线在D点产生的磁感强度为B，据平行四边形定则有
若把置于C点的直导线电流反向，据几何知识可得
α=30°
D点合磁感强度大小为
方向竖直向下，C正确。
故选C。
8．C
【详解】
A．由对称性可知，f、a点磁感应强度大小相等，但是方向不相同，选项A错误；
B．设每根直导线的电流为I，则
若正方形边长为L，
则c点磁感应强度大小
e点磁感应强度大小
大小之比为1：1，选项B错误；
CD．五个点中c点距离两通电导线距离都是最近的位置，且两根通电导线在c点的磁场方向相同，都沿着b→c方向，则合成后磁感应强度最大，选项C正确，D错误；
故选C。
9．B
【详解】
由安培定则可知，c在O点产生的磁感应强度大小为B，方向水平向左。
a、b导线在O点产生的磁感应强度合成后方向水平向右，大小为
所以O点的合场强大小为：
方向水平向右。
故B正确。
10．C
【详解】
A．由安培定则和磁场的叠加原理可知：圆心O处的磁感应强度方向垂直于PQ连线向下，A错误；
BCD．由安培定则和磁场的叠加原理可得：A、C两点磁场强度相同，B、D两点磁场强度相同，B、D错误，C正确；
故选C。
11．A
【详解】
根据题意可知在图中P1和P2两点处的
即
解得
根据安培定则可知在P1点两磁场的方向相同，在P2点两磁场的方向相反，所以只有P2处磁感应强度的矢量和为零，选项A正确，BCD错误。
故选A。
12．A
【详解】
AB．若导线通入由南向北的电流时，根据安培定则可知小磁针处的磁场的方向垂直于纸面向里，所以小磁针的N极会向垂直纸面向里偏转。故A正确B错误；
C．因为力的作用是相互的，故小磁针对通电直导线也有力的作用，故C错误；
D．若导线通入由北向南的电流时，根据安培定则可知小磁针处的磁场的方向垂直于纸面向外，所以小磁针的N极会向垂直纸面向外偏转。故转动方向与电流方向有关。故D错误。
故选A。
13．A
【详解】
设I1在O点产生的磁感应强度为B1，I2在
O点产生的磁感应强度为B2.
得
磁感应强度的大小与导线上的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比，可得
故选A。
14．C
【详解】
A．地球仪中的磁铁其N、S极是固定的，所以电流激发的磁场也应该是稳恒的磁场，则线圈应该连接直流电源，故A错误；
B．地球仪转动时，其内部磁铁的磁极位置不变，所以能保持继续悬浮，故B错误；
C．若仅增加线圈匝数，则电流激发的磁场将增强，则可增加地球仪稳定悬浮的高度，故C正确；
D．地球仪稳定悬浮时受到的斥力与重力等大反向，所以大小是一定的，故D错误。
故选C。
15．AC
【详解】
AB．每个电荷在圆心处的场强大小均为，由场强的叠加原则可得处的场强大小为
故A正确，B错误；
CD．每根导线在圆心处的磁感应强度大小均为，可得处的磁感应强度大小为
故C正确，D错误。
故选AC。
16．BC
【详解】
AB.如图所示，根据安培定则以及对称性可知M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；
CD.如图所示，根据安培定则以及对称性可知a、b两导线中的电流在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，所以O点的磁感应强度为零，故C正确，D错误。
故选BC。
17．ACD
【详解】
AB．若两根导线中电流均向内，由安培定则可知，它们在O点磁感应强度恰好等大、反向，故O点合磁感应强度为零，同理可知，E、F两点磁感应强度如图所示
故E、F两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，A正确，B错误；
C．设M中电流向内、N中电流向外，分别在E、G的磁感应强度如图所示，可知E、G两点的合磁感应强度相等，C正确；
D．若M、N中电流均向内，分别在E、G的磁感应强度如图所示
可知E、G两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，以此类推，可知无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等，D正确。
故选ACD。
18．（1）家庭通电导线的磁感应强度比地磁场的磁感应强度小得多；（2），输电线正下方的磁感应强度比家庭电路中的磁场的磁感应强度略小
【详解】
（1）根据
解得距离导线0.5m处的磁场强度
地磁场的磁感应强度约为
，所以比地磁场的磁感应强度小得多。
（2）输电线下的磁感应强度
比家庭电路中的磁场的磁感应强度略小。
19．(1)，；(2)
【详解】
(1)初态时磁通量大小是
顺时针转过90度时，磁通量大小是
(2)设从初态时，线圈上表面穿过时磁通量为正，则初始时磁通量为负，末态时磁通量为正，磁通量的变化量是
20．(1)9×10-2T；(2)9×10-2
T
【详解】
(1)根据磁感应强度定义式得
(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度仍为9×10-2
T