5.1磁场及其描述 课时作业（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
课时作业（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．在国际单位制中，电流的单位是（　　）
A．安培
B．伏特
C．焦耳
D．特斯拉
3．关于磁感线，下列说法正确的是（　　）
A．两条磁感线的空隙处不存在磁场
B．磁感线可以形象地反映磁感应强度的大小
C．磁感线总是由N极出发指向S极
D．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，静止时其S极指向螺线管内部的磁场方向
4．关于磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　）
A．磁感线表示磁场方向，也是磁感应强度方向
B．磁场是客观存在的，磁感线不是磁场中客观存在的曲线
C．磁感线起始于磁铁的N极，中止与磁铁的S极
D．磁感线不是闭合曲线
5．关于安培分子电流假说，下列说法正确的是（　　）
A．假说的依据是安培通过精密仪器观察到了分子电流
B．假说揭示了静止的电荷也可以产生磁场
C．分子电流假说无法解释加热退磁现象
D．磁体的磁场是由于电荷的运动形成的分子电流产生的
6．关于物理学史、物理概念、物理原理等，下列说法中正确的是（　　）
A．焦耳首先发现了电流的热效应，奥斯特首先发现了电流的磁效应
B．法拉第首先提出用电场线、磁场线，库仑首先通过油滴实验精确测定元电荷的数值
C．电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与导体长度、横截面积无关，也与温度、压力和磁场等外界因素无关
D．把试探电荷放入静电场，如果不受电场力说明该处电场强度一定为零，而把一小段通电导线放入磁场以后如果不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度也一定为零
7．磁感应强度大小为B0的匀强磁场方向垂直于纸面向里，通电长直导线位于纸面上，M、N是纸面上导线两侧关于导线对称的两点。经测量，N点的磁感应强度大小是M点磁感应强度大小的3倍且方向相同，则通电长直导线在M点产生的磁感应强度大小等于（通电长直导线在空间中某点产生的磁感应强度大小，其中k为常量，I为通过的电流，r为点到导线的距离）（　　）
A．B0
B．
C．
D．
8．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
9．以下各物理量的单位用国际单位制基本单位表示正确，且该物理量是矢量的是（　　）
A．加速度
B．磁感应强度
C．电势
D．电流
10．下列说法中正确的是（　　）
A．电动势就是电源正负两极间的电压
B．元电荷是自然界中带电量最小的带电体，电子、质子都是元电荷
C．由可知，同一试探电荷所受电场力越大，则试探电荷所在位置的电场强度越大
D．由可知，同一通电导线所受磁场力越大，则通电导线所在位置的磁感应强度越大
11．如图，a、b、c为三根相互平行的固定长直导线，两两等距，均通有大小相等的电流，a中电流方向与b、c相反。O点与a、b、c的距离相等，已知每根导线在O点的磁感应强度大小均为B0，则O点的磁感应强度大小为（　　）
A．0
B．
C．
D．2
12．如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，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。在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零。下列判断正确的是（　　）
A．的方向平行于PQ向右
B．导线P的磁场在a点的磁感应强度大小为
C．只把导线Q中电流的大小变为2I，a点的磁感应强度大小为
D．只把导线P中的电流反向，a点的磁感应强度大小为
13．如下图所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是(　　)
A．图(a)中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极
B．图(a)中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极
C．图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极，d端是S极
D．图(b)是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极
14．下列关于电场强度和磁感应强度的说法正确的是（
）
A．同一电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内任意位置的电场强度都相同
B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零
C．一小段长为L的通有电流I的导体，在磁场中受到的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为
D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零
15．录音机可以帮我们留住优美的声音，下面有关录音机的说法中正确的是（
）
A．简单的录音机模型主要由录音和放音两部分组成
B．话筒是将磁信号转变成电信号
C．扬声器是将磁信号转变成电信号
D．录音带是通过软磁性材料的剩磁把声音信号保存下来的
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？
17．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。
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．A
【详解】
A．在国际单位制中，电流的单位是安培，所以A正确；
B．电压的单位为伏特，所以B错误；
C．功的单位是焦耳，所以C错误；
D．磁感应强度的单位为特斯拉，所以D错误；
故选A。
3．B
【详解】
A．磁感线是为了形象描述磁场假想的，并不实际存在，空隙处依然存在磁场，故A错误；
B．磁感线的疏密可以形象地反映磁感应强度的大小，故B正确；
C．在磁体外部磁感线由N极指向S极，在磁铁的内部，磁感线从S极指向N极，故C错误；
D．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，静止时其N极指向螺线管内部的磁场方向。故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，也表示磁感应强度的方向，故A错误；
B．磁场是客观存在的物质，磁感线是为了形象的描述磁场假想的曲线，故B正确；
CD．磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，在磁铁内部从S极到N极，是闭合曲线，故CD错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．安培根据通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似提出了在分子内部存在一种环形电流的假说，实际上并没有观察到分子电流，故A错误；
B．静止电荷之间的相互作用力是通过电场产生的，静止电荷不能产生磁场，故B错误；
C．当磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，是因为激烈的热运动或机械运动会使磁体内部分子电流的取向又变得杂乱无章，使磁体磁性消失，这就是退磁现象，故C错误；
D．分子电流并不是专指分子内部存在的环形电流，分子电流假说揭示了磁体的磁场与电流的磁场具有共同的本质，即磁场都是由电荷的运动形成的，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．焦耳首先发现了电流的热效应，奥斯特首先发现了电流的磁效应，符合历史事实，A正确；
B．法拉第首先提出用电场线、磁场线，密立根首先通过油滴实验精确测定元电荷的数值，B错误；
C．电阻率是反映材料导电性能的物理量，与材料种类、温度有关，与导体长度、横截面积、压力、磁场等无关。C错误；
D．把试探电荷放入静电场，如果不受电场力说明该处电场强度一定为零，而把一小段通电导线放入磁场以后如果不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度不一定为零，因为通电导线与磁场平行时，是不受磁场力的。D错误。
故选A。
7．B
【详解】
由磁感应强度大小
可知，磁感应强度大小与距离r有关，根据安培定则知通电直导线在M、N两点产生的磁感应强度大小相等但方向相反，设其大小为B，由磁感应强度矢量叠加原理，N点的合磁感应强度为B0+B，方向垂直纸面向里，M点的合磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，则
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
8．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。
9．B
【详解】
A．国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔，牛顿不是基本单位，故A错误；
B．根据磁感应强度的定义式
可知，磁感应强度的单位为，故B正确；
CD．电势和电流为标量，故C、D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A.
电动势不是电源正负两极间的电压，电动势不随外电路变化，电源两极间的电压随外电路变化，A错误；
B.
元电荷不是自然界中带电量最小的带电体，电子、质子都不是元电荷，电子和质子所带电荷量的绝对值叫做元电荷，B错误；
C.
由可知，同一试探电荷所受电场力越大，则试探电荷所在位置的电场强度越大，C正确；
D.
由可知，同一通电导线所受磁场力越大，则通电导线所在位置的磁感应强度不一定越大，磁感应强度的大小还与导线和磁感应强度的夹角有关，D错误。
故选C。
11．D
【详解】
导线a与导线b在O点产生的磁场方向竖直向上，大小为，则三根导线在O点产生的磁场方向为
故选D。
12．C
【详解】
AB．在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，根据安培定则及矢量叠加原理可求得它们在a点处产生的磁感应强度大小为，方向平行于PQ向右，如图所示
由于a点处的合磁感应强度为零，由此可知外加的磁场方向与PQ平行并且由Q指向P，且
依据几何关系及三角知识，则有导线P在a点处产生的磁感应强度
解得P或Q通电导线在处的磁感应强度大小为
故AB错误；
C．只把导线Q中电流的大小变为2I，则导线Q在a点产生的磁感应强度方向不变，大小变为
由几何知识结合矢量叠加原理：求得a点处磁感应强度大小为
故C正确；
D．当P中的电流反向，其他条件不变，则P导线在a处产生的磁感应强度大小不变，但方向改变，依据几何关系，及三角知识，可求得两导线在a处的合磁场大小为
方向竖直向上，如图所示
因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，最后由矢量的合成法则，可得a点处磁感应强度B的大小为
故D错误。
故选C。
13．AD
【详解】
AB．磁感线在磁铁的外部从N极指向S极，所以A正确，B错误；
CD．乙图为异名磁极，由磁感线由N极发出指向S极可知c是S极，所以C错误D正确；
故选AD。
14．AB
【详解】
A．同一电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内任意位置的电场强度都相同，选项A正确；
B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零，选项B正确；
C．一小段长为L的通有电流I的导体，在磁场中受到的最大的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为，选项C错误；
D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，可能是导线与磁场平行，而该位置的磁感应强度不一定为零，选项D错误。
故选AB。
15．AC
【详解】
简单的录音机主要由话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器等部分组成，故A正确；录音过话筒将声信号转化成电信号，B错误；扬声器是将磁信号转变成电信号，C正确；程是线圈中有变化的电流，产生变化的磁场，再磁化磁粉的过程，D错误．
故选AC。
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；
17．（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。