6.2磁感应强度 学科素养提升练（Word版含答案）

6.2磁感应强度 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列关于磁场或电场的说法正确的是（　　）
A．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
B．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零
C．由可知，磁场中某点磁感应强度的大小跟放在磁场中该点的通电导线受力的大小有关
D．丹麦物理学家安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应
2．如图所示，小磁针静止地放置在地面上，在其正上方有一直导线与小磁针平行，当导线中持续通有向右的强电流时，小磁针会发生偏转，下列说法正确的是（　　）
A．物理学家奥斯特根据此实验发现了电流的磁效应
B．通电导线的磁效应使小磁针的S极垂直转向纸内
C．小磁针偏转一会儿，最后S极指向地球北方
D．把小磁针放在通电导线的两端时偏转现象更明显
3．通电长直导线在其周围空间某点处产生磁场的磁感应强度大小（k为常量，I为导线中的电流，r为该点到长直导线的距离）。如图，两根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于的直角三角形的顶点a、b处，导线中电流方向如图所示。若a处导线电流大小为I时，c处磁感应强度方向平行于ab向右，，则b处导线中电流的大小为（　　）
A．I B．2I C．3I D．4I
4．以下是某同学对磁场相关概念、公式的理解，其中正确的是（　　）
A．奥斯特实验中通电导线要东西方向放置
B．磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值
C．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，穿过线圈的磁通量也越大
D．磁感应强度的大小在数值上等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
5．如图，在带正电的橡胶圆盘附近悬挂一根小磁针，磁针静止时南北极均在圆盘中心轴延长线上。现驱动圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针带动悬线偏离竖直方向。下列说法正确的是（　　）
A．悬线偏离的原因是圆盘周围产生了磁场
B．悬线偏离的原因是圆盘周围存在电场
C．仅改变圆盘所带电荷的电性，悬线偏离方向不变
D．仅改变圆盘的转动方向，悬线偏离方向不变
6．如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线、，中的电流方向向左，中的电流方向向上；、、、是纸面内位于正方形上的四个顶点，它们相对于、对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外。已知、两点的磁感应强度大小分别为和，方向也垂直于纸面向外。则（　　）
A．流经的电流在点产生的磁感应强度大小为
B．流经的电流在点产生的磁感应强度大小为是
C．点的磁感应强度大小为是
D．点的磁感应强度大小为
7．如图所示，a、b、c、d是圆心为O的圆上的四个点，直径ac、bd相互垂直，两根长直导线垂直于圆所在的平面分别固定在b、d处，导线中通有大小相等、垂直纸面向外的电流，关于a、O、c三点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．a、O和c三点方向相同 B．O点最大
C．O点为零 D．a、c两点方向相同
8．如图所示，纸面内竖直向上的长直绝缘导线通有向上的电流，导线左右有a、b两点，它们相对于导线对称，整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外（未画出）。若通电导线在a点产生的磁感应强度大小为B，则（　　）
A．a点磁感应强度大小为B
B．b点磁感应强度大小为2B
C．a、b两点磁感应强度大小相同、方向不同
D．a点磁感应强度方向垂直纸面里
9．下列物理量单位换算错误的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）
A．a、b、c的N极都向纸里转
B．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
11．下列关于电场强度E、磁感应强度B的叙述正确的是（　　）
A．电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力
B．电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向
C．磁感应强度的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向
D．根据定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
12．无限长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。三根无限长直导线垂直纸面平行放置，分别位于直角三角形OMN的三个顶点处。导线中通入大小分别为2I、I、和I的恒定电流，方向如图所示。P为MN连线中点，则P处磁感应强度方向为（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向下 D．竖直向上
13．如图所示，在匀强磁场中固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，匀强磁场的磁感应强度为B=1T，在导线外，以导线截面的中心为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点。已知d点的磁感应强度为，方向斜向右上方，并与B的夹角为45°，则下列说法不正确的是（　　）
A．a点的磁感应强度为零 B．b点的磁感应强度与d点相同
C．c点的磁感应强度为零 D．直导线中的电流方向垂直纸面向里
14．已知通电直导线在其周围空间产生的磁场磁感应强度大小的表达式是，其中k为一个常数，I表示导线中的电流大小，r表示距离导线的距离。如图所示的、通电直导线，导线中电流大小为，在距离导线、分别为r、位置O处磁感应强度为零。下列分析正确的是（　　）
A．导线中的电流大小是
B．导线中的电流方向由D流向C
C．导线右侧的磁场方向是垂直纸面向外
D．导线左侧空间磁感应强度大小可能为0
15．无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的垂直距离）表示。如图所示的坐标系内，坐标轴上有a、b、c、d四个点，各点到坐标原点O的距离均为L．在a处固定一条电流方向垂直坐标平面向里的通电直导线，在b处固定一条电流方向垂直坐标平面向外的通电直导线，两导线中的电流大小均为I，则以下判断正确的是（　　）
A．c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反
B．O点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向
C．d点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向
D．d点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向
二、解答题
16．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且斜向下，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？
17．动手试一试：如图所示，把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转.若改用两节或者更多的电池，通电时，小磁针偏转的快慢有什么变化？把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？如果把导线水平放置且与小磁针垂直进行实验，小磁针的偏转又如何？想一想：小磁针的偏转意味着什么？小磁针偏转后静止时的指向意味着什么？小磁针偏转的快慢又意味着什么？
参考答案
1．B
【详解】
A．通电导线在磁感应强度大的地方受力不一定大，例如当导线与磁场方向平行时受安培力为零，选项A错误；
B．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零，选项B正确；
C．磁场中某点磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，跟放在磁场中该点的通电导线受力的大小无关，选项C错误；
D．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，选项D错误。
故选B。
2．A
【详解】
A. 物理学家奥斯特根据此实验发现了电流的磁效应，A正确；
B. 根据安培定则，通电导线的磁效应使小磁针的S极垂直转向纸外，B错误；
C. 导线放置方向未知，小磁针偏转一会儿，无法确定最后S极指向，C错误；
D. 通电导线各处电流强度相等，把小磁针放在通电导线的两端时偏转现象无变化，D错误。
故选A。
3．A
【详解】
设ac=4L，则bc=3L，则导线a在c点的磁感应强度为
方向沿cb方向；同理导线b在c点的磁感应强度为
方向沿ac方向；由题意可知
解得
故选A。
4．D
【详解】
A．由于地磁场有由南向北的分量，为了让小磁针发生明显偏转，应让导线产生的磁场沿东西方向，所以进行奥斯特实验时，导线应水平南北方向放置，故A错误；
B．磁感应强度采用的是比值定义法，不能说磁感应强度是通电导线所受的磁场力F与IL的比值，同时如果磁场和电流不垂直时，还要涉及夹角，故B错误；
C．根据磁通量公式Φ=BS（B⊥S），磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不一定变大，要注意线圈与磁场放置角度，如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，故C错误；
D．由可知，磁感应强度的大小在数值上等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，故D正确；
故选D。
5．A
【详解】
AB．由题意可知，磁针受到磁场力的作用，原因是由于电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，故A正确，B错误；
C．仅改变圆盘所带电荷的电性，圆盘的转动方向不变，那么电流产生磁场方向与之前的相反，则小磁针的偏转方向也与之前的相反，小磁针的偏转方向发生变化，故C错误；
D．仅改变圆盘的转动方向，那么电流产生磁场方向与之前的相反，则小磁针的偏转方向也与之前的相反，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
AB．根据右手螺旋定则可知流经L1的电流在a、b点产生的磁感应强度大小方向向里，大小为B1；根据右手螺旋定则可知流经L2的电流在b点产生的磁感应强度方向向外，大小为B2；根据右手螺旋定则可知流经L2的电流在a点产生的磁感应强度方向向里，由对称性可知大小也为B2；以向外为正方向，则在a点有
在b点有
联立得
，
故AB错误；
C. 由AB中分析，根据右手螺旋定则可知，L1、L1的电流在d点产生的磁感应强度分别为B1（方向向外）、（方向向里），则d点的磁感应强度为
带入可得
故C错误；
D．由AB中分析，根据右手螺旋定则可知，L1、L1的电流在c点产生的磁感应强度分别为B1（方向向外）、B2（方向向外），则点的磁感应强度为
带入可得
故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
根据右手螺旋定则，d处导线在O点产生的磁场方向水平向左，b处导线在O点产生的磁场方向水平向右，合成后磁感应强度等于0， d在c处产生的磁场方向垂直于cd偏左上，b在c出产生的磁场方向垂直bc偏右上，则根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向上；同理可知，a处的磁场方向竖直向下；ABD错误，C正确。
故选C。
8．B
【详解】
由右手螺旋定则可知，直导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在b点产生的磁场垂直纸面向外，由叠加原理可知，a点磁感应强度大小为
方向垂直纸面向外，由于a、b两点相对于导线对称，则b点磁感应强度大小为
方向垂直纸面向外，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．A
【详解】
A．根据公式
可得
故A符合题意；
B．根据公式
可得
B不符合题意；
C．由公式
可得
C不符合题意；
D．根据公式
可得
D不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动， b处小磁针的N极向纸外转动。
故选D。
11．A
【详解】
A．根据
可知，电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力，选项A正确；
B．电场中某点的场强方向就是正的检验电荷在该点所受电场力的方向，选项B错误；
C．磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受磁场力的方向垂直，选项C错误；
D．磁场中某点的磁感应强度B是由磁场本身决定的，与F和IL无关，选项D错误。
故选A。
12．A
【详解】
根据右手螺旋定则结合几何关系，N处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直MN向上（与水平方向夹角为60°），大小为B，M处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直MN向上，大小为B，O处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直OP向下（与水平方向夹角为60°），大小为2B，根据平行四边形定则，故P处合磁感应强度方向水平向右。
故选A。
13．ABD
【详解】
AD．根据d点的磁感应强度为，方向斜向右上方，并与B的夹角为45°，可知通电直导线在d点产生的磁场的磁感应强度为1T，方向竖直向上，由此可判断通电直导线中电流垂直纸面向外；通电直导线在a点的磁场强度为1T，方向水平向右，由磁场叠加可知，a点的磁感应强度为2T，AD错误；
B．同理可求得b点的磁感应强度大小为T，方向与B成45°角沿斜向下方，即b点的磁感应强度与d点大小相同，方向不同，B错误；
C．通电直导线在c点的磁场强度为1T，方向水平向左，由磁场叠加可知，c点的磁感应强度为0，C正确。
故选ABD。
14．AC
【详解】
AB．O处的磁感应强度为
说明、中的电流在O处产生的磁场方向相反、大小相等，根据安培定则和题中提供的磁感应强度大小计算式，中的电流方向是由C流向D、电流大小是，B错误，A正确；
CD．根据安培定则，、中的电流在导线右侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向外，在在导线左侧空间产生的磁场方向都是垂直纸面向里，D错误，C正确。
故选AC。
15．BD
【详解】
A．根据安培定则可知两条通电直导线在c、d两点的磁场方向如图，由叠加可知，c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相同。选项A错误；
B．两通电直导线，在O点的磁场方向相同，均沿y轴负向，大小均为
则O点的磁感应强度大小为
方向沿y轴负方向，选项B正确；
CD．d点的磁感应强度大小为
方向沿y轴负方向，选项C错误，D正确；
故选BD。
16．(1)Bx＝Bcosθ　By＝Bsinθ　(2)By＝0　Bx＝0
【详解】
(1)如图所示磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：
．
(2)在赤道上空，因为θ＝0°，故有By＝0；在极地上空，因为θ＝90°，故有Bx＝0．
17．见解析
【详解】
若改用两节或者更多的电池，通电时，小磁针偏转变快；把小磁针放在距离导线稍远的地方进行实验，小磁针偏转变慢；如果把导线水平放置且与小磁针垂直进行实验，小磁针不偏转；小磁针偏转意味着所在处的磁场发生了变化，即电流产生了磁场；小磁针偏转后静止时的指向与所在处磁场的方向有关，即磁场是有方向的；小磁针偏转的快慢意味着所在处磁场的强弱不同，即磁场是有强弱之分的。