5.1磁场及其描述 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
5.1磁场及其描述
课时练（解析版）
1．磁感应强度的单位是特斯拉（T），关于特斯拉与基本单位千克（kg）、秒（s）、安培（A）之间关系，下列描述正确的是（　　）
A．1T
=1kg/（
A·s2）
B．1T
=1kg·
s2/A
C．1T
=1kg/（A·s）
D．1T
=1kg·s/A
2．下列关于磁通量的说法，正确的是（　　）
A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大
D．穿过任何封闭曲面的磁通量可能不为零
3．如图所示为某匀强磁场的磁感线分布，则磁场中各点的磁感应强度（　　）
A．大小相等，方向相同
B．大小不等，方向相同
C．大小相等，方向不同
D．大小不等，方向不同
4．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要以下不符合物理学历史的是（　　）
A．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度的概念，并探究出自由落体运动的规律
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因
C．法拉第提出了场的概念，并且直观地描绘了场的清晰图像
D．安培提出了分子电流假说，并且发现了电流的磁效应
5．在匀强磁场中，有一长为的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是2A时，导线受到的安培力是0.1N，那么磁感应强度B为多大？现将导线长度增大为原来的4倍通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B为多大（　　）
A．1T和1T
B．1T和2T
C．2T和1T
D．1T和0T
6．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2。且I1>I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直。则（　　）
A．I2受到的磁场力水平向左
B．b点磁感应强度为零
C．d点磁感应强度的方向必定竖直向下
D．a点和c点的磁感应强度不可能都为零
7．关于磁场，下列认识正确的是（　　）
A．公式说明磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
B．磁感线总是由磁体的N极发出终止于磁体的S极
C．某点的磁场方向与放在该点的小磁针N极所受磁场力方向一定相同
D．若在某区域内通电导线不受磁场力的作用，则该区域的磁感应强度一定为零
8．如图，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，垂直纸面放置，均通有大小相等的电流，、中电流方向垂直纸面向里，中电流方向垂直纸面外。下列说法错误的是（　　）
A．、在处产生的合磁感应强度方向与、连线平行
B．、在处产生的合磁感应强度方向与、连线垂直
C．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
9．关于磁感应强度下列说法正确的是（　　）
A．磁场中某点磁感应强度的大小和方向跟放在该点的通电导线受力的大小和方向无关
B．垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向
C．放在同一磁场中的两根通电导线当电流相等时受力大小一定相等
D．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向
10．三根平行的长直通电导线，分别通过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直，如图所示。现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B，则下列说法中正确的有（　　）
A．O点处实际磁感应强度的大小为B
B．O点处实际磁感应强度的大小为B
C．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为90°
D．O点处实际磁感应强度的方向沿斜面向下
11．下列说法中正确的是（　　）
A．电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小
B．电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压
C．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B可能小于或等于
D．磁感应强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大
12．关于电场和磁场的描述，正确的说法是（　　）
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度为零
C．电场线与等势面处处相互垂直
D．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
13．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象（
）
A．永久磁铁的磁场
B．直线电流的磁场
C．环形电流的磁场
D．软铁棒被磁化的现象
14．关于磁感应强度的说法正确的是（　　）
A．一小段通电导体放在磁场A处受到的磁场力比B处的大，A处的磁感应强度不一定比B处的磁感应强度大
B．磁感应强度B＝，是比值定义法定义的物理量，B的大小与放入磁场中的一小段通电导体有关
C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
15．如图所示，矩形线圈abcd的一半放在磁感应强度的匀强磁场中，已知ab边长为10cm，bc边长为20cm。求：
(1)线框在图示位置的磁通量；
(2)以线框的ab边为轴，线框平面向纸里转过60°时，穿过线框的磁通量是多少？
(3)以通过b点的与线框平面的垂线为轴，线框平面转过60°时，穿过线框的磁通量是多少？
16．磁场、安培力的问题，在很多方面都与电场、库仑力的问题相似．
（1）我们定义电场强度时，在该点引入试探电荷q，测得试探电荷在该点所受电场力为F，用F与q的比值定义该点的电场强度，即．
①与之类比，请你定义磁场中某一点的磁感应强度．
②有人根据磁感应强度定义提出：一个磁场中某点的磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I
和导线长度L
的乘积IL
成反比．这种说法是否正确，为什么？
参考答案
1．A
【详解】
根据磁感应强度的定义式
可得
根据
可得
故选A。
2．B
【详解】
AB．磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即Φ=BS，亦可以理解为穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数，Φ只有大小，没有方向，是标量，故A错误，B正确；
C．磁通量Φ的大小由B、S共同决定，所以面积大，Φ不一定大，故C错误；
D．穿过某个面的磁通量正反面相互抵消，故封闭的曲面，磁通量一定为零，故D错误；
故选B。
3．A
【详解】
匀强磁场中磁感应强度大小相等，方向相同。
故选A。
4．D
【详解】
A．在物理学的发展历程中，伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度概念用来描述物体的运动，伽利略将斜面实验结论合理外推，间接证明自由落体运动是匀变速直线运动，故A正确，不符合题意；
B．密立根通过油滴实验测得了元电荷的数值，这也是他获得诺贝尔物理学奖的重要原因，故B正确，不符合题意；
C．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图象。故C正确，不符合题意；
D．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流的磁效应，故D错误，符合题意。
故选D。
5．A
【详解】
根据磁感应强度的定义式，可得
磁感应强度B是磁场本身的性质，与放入导线的长度及通入的电流大小无关，故长度和电流改变后，磁感应强度的大小不变，仍为1T。
故选A。
6．D
【详解】
A．电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故A错误；
B．电流I1与I2在b处的磁场方向相同，均向下，则所以合磁场方向向下，不等于0，故B错误；
C．假设两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反、大小相等的电流I1与I2，由右手螺旋定则判得，电流
I1在d处产生的磁场方向向右下，电流I2在d点产生的磁场的方向向左下，d点的磁感应强度的方向是竖直向下，当两个电流的大小不相等的时候，d点的合磁场方向不是竖直向下，故C错误；
D．两电流在ac两点产生的磁场方向均相反，因电流I1的大小比电流I2的大，则a点的磁感应强度不可能等于0；c点的磁感应强度可能等于0，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．公式是磁感应强度的定义式，B的大小与F、IL无关，不成比例，故A错误；
B．磁感线是闭合曲线，磁感线在外部由N极指向S极，在内部由S极指向N极，故B错误；
C．某点小磁针N极所受磁场力方向就是某点的磁场方向，故C正确；
D．若通电导线不受磁场力，可能是导线与磁场方向相互平行，不能说明磁感应强度为零，故D错误。
故选
C。
8．D
【详解】
A．因为三根导线两两等距，均通有大小相等的电流，根据右手螺旋定则和场强的叠加，处产生的合磁感应强度方向如图所示
可知，、在处产生的合磁感应强度方向与、连线平行，故A正确；
B．处产生的合磁感应强度方向如图所示
、在处产生的合磁感应强度方向与、连线垂直。故B正确；
CD．、在处产生的合磁感应强度大小与、在处产生的合磁感应强度大小相等，综合AB选项中的场强叠加情况，可知，、和三处的磁感应强度大小之比为，那么、和单位长度所受的磁场作用力大小之比也是。故C正确，D错误。
本题选错误的，故选D。
9．A
【详解】
A．由可知，是通过比值定义，所以B与F、与IL均无关，而B由磁场本身性质决定，故A正确；
B．垂直磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度方向相互垂直，故B错误；
C．由于通电导线受磁场力F=BILsinθ（θ为B与I的夹角），故虽然各处的磁感应强度B相同，但电流I的大小和方向、导线的长度L、B与I的夹角θ只要有一个物理量不同，安培力的大小或方向就不会相同，故C错误。
D．磁感线的指向描述磁场的方向，但不能确定磁感应强度的大小，故D错误
故选A。
10．B
【详解】
AB．由题意可知，三平行的通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图
则有
A错误，B正确；
CD．设O点处实际磁感应强度的方向与斜边的夹角为α，根据矢量的合成与分解的法则，结合三角函数关系，则有
所以磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan2，故CD错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，故A正确；
B．闭合电路中电压表测量值为电源的路端电压，不是电源的电动势，故B错误；
C．因电流在磁场中受力时，当B与IL垂直时，
若不垂直，则为
故磁感应强度大于或等于，故C错误；
D．若线圈与磁场平行，则磁感应强度再大，磁通量也为零，故D错误。
故选A。
12．AC
【详解】
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零，故A正确；
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，在该处磁感应强度不一定为零，若通电导线与磁感强度平行时，安培力也为零，故B错误；
C．根据电场线与等势面的关系可知，电场线与等势面互相垂直，故C正确；
D．磁感线分布特点：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极。是闭合的曲线，故D错误。
故选AC。
13．AD
【详解】
A．安培提出的分子环形电流假说，解释了为什么磁体具有磁性，说明了磁现象产生的本质，故A正确；
BC．直线电流的磁场与环形电流的磁场是由自由电荷的定向运动形成的，即产生磁场的不是分子电流，故安培的分子环形电流假说不可以用来解释直线电流与环形电流的磁场，故BC错误；
D．安培认为，在原子、分子或分子团等物质微粒内部，存在着一种环形电流--分子电流，分子电流使每个物质微粒都形成一个微小的磁体。未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性；磁化时，分子电流的方向大致相同，于是对外界显出显示出磁性，故D正确。
故选AD。
14．AD
【详解】
A．一小段通电导体放在磁场A处受到的磁场力比B处的大，但是不知道导体与磁场方向间的夹角，所以A处的磁感应强度不一定比B处的磁感应强度大，A正确；
B．磁感应强度是用比值法定义的，B的大小由磁场本身决定，与通电导体无关，B错误；
C．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，有可能是导体与磁场平行，所以该处磁感应强度不一定为零，C错误；
D．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，这是磁场方向的规定。D正确。
故选AD。
15．(1)；(2)；(3)
。
【详解】
(1)通过某一面的磁通量，可理解为穿过该面的磁感线条数，在题设条件下，磁通量应等于磁感应强度B与线圈在磁场中的面积的乘积，故有
(2)将视图改画成如图所示（从上往下看），可见穿过线框的磁通量与(1)一样，所以
(3)按题意作出示意图如图所示，可以看出，转过后整个线框恰好全部进入磁场区域，此时有
16．①见解析；②不正确．因为某处的磁感应强由场源决定，与F和IL无关
【解析】
【详解】
(1)①垂直于磁场放置一电流元IL，测量电流元在该点所受磁场力为F，用F与IL的比值定义该点磁感应强度，即；
②不正确；因为某处的磁感应强由场源决定，与F和IL无关；