6.2磁感应强度 自主提升过关练（word含解析）

6.2磁感应强度 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．如图所示，两根垂直于纸面的细长直导线分别通有大小相等、方向相反的电流，两导线之间的距离为4r，其连线中点为O，四边形abcd是纸面内的正方形，其中心恰好与O点重合，ad边平行于两导线的连线，长度为2r。下列说法正确的是（　　）
A．a点与b点的磁感应强度相同
B．a点与c点的磁感应强度相同
C．a点与d点的磁感应强度相同
D．a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同
2．我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，如图所示。在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方5cm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，发现罗盘的指针偏转一定角度，根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分量为，直导线通电后罗盘指针停在北偏西30°的位置，由此测出该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．如图甲把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”，如图乙电池左边为正极右边为负极，把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来．对该装置，下列说法正确的是（　　）
A．从左往右看铜线圈上的电流方向为逆时针
B．线圈受到向右的安培力
C．“小火车”将向右运动
D．铜线圈中由电流产生的磁场方向向左
4．如图所示，两根互相垂直的绝缘长直导线紧挨放置，导线中分别通有向下和向右的大小相等的电流，正方形abcd分别关于两导线对称。下列说法正确的是（　　）
A．a、b两点的磁感应强度相同 B．a、c两点的磁感应强度相同
C．b、c两点的磁感应强度相同 D．b、d两点的磁感应强度相同
5．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
6．对于电场和磁场的描述，下列说法正确的是（ ）
A．电场对放入其中的电荷一定有电场力的作用，磁场对放入其中的通电导线一定有磁场力作用
B．正电荷受电场力的方向与所在处的电场方向相同，一小段通电导线受磁场力的方向与所在处的磁场方向相同
C．同一通电导线放在磁场中的不同位置，受安培力大的地方，该处磁感应强度一定大
D．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其单位是“特斯拉”
7．如图，绝缘的水平面上，两固定的相互平行的长直导线中通以相同的电流I，O点与两导线在同一平面内且到两导线的距离相等，关于O点磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（　　）
A．大小为0 B．大小不为0
C．方向垂直纸面向里 D．方向垂直纸面向外
8．“比值定义法”对于构建物理概念有着重要作用，是物理学中一种常用方法，下面表达式中不属于比值定义法的是（　　）
A．电阻： B．磁感应强度：
C．电场强度： D．电流强度：
9．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
10．如图所示，将小磁针放在水平直导线的正下方，当导线中通过大小恒定、方向向右的电流时（ ）
A．小磁针不发生偏转 B．小磁针的N极向里偏转
C．小磁针的S极向里偏转 D．首先观察到这个现象的物理学家是法拉第
11．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
12．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
13．在匀强磁场中，垂直磁场方向放置一段电流为I，长为L的通电导线，导线所受磁场力F与的比值定义为磁感应强度B，下列物理量的关系式与B定义方法相同的是（　　）
A． B． C． D．
14．下列式子属于比值法定义物理量的是（　　）
A． B． C． D．
15．正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流。右图为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有刻度盘）。线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同小磁针同一竖直平面内。给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了α角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Bc，已知环形线圈在环心处产生的磁场磁感应强度正比于电流强度，关于这个电流计，下列判断正确的是（　　）
A．线圈中电流强度越大，α角越大，α角与电流I成正比
B．线圈中电流强度越大，α角越大，tanα与电流I成正比
C．在地球上的不同地方测同样大小的电流，α角相同
D．在地球上的不同地方测同样大小的电流，α角不同
二、解答题
16．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？
17．一根长为的通电导线放在匀强磁场中，导线中电流强度为，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力大小为，求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）若将导线中的电流强度减为零，磁场的磁感应强度是否变化？说明理由。
参考答案
1．B
【详解】
通电直导线在周围形成的磁场，大小为
方向由安培定则确定，从右向左画出各点的磁感应强度的平面图，如图所示，由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向，b与d两点的合磁感应强度等大同向。
故选B。
2．A
【详解】
由题意可知，该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度与地磁场的水平分量合成后的合磁场方向沿北偏西30°，则直导线产生的磁场大小为
故选A。
3．C
【详解】
A．由于磁铁也是导体，当把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，电流从左向右流过线圈，从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针，A错误；
BD．从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针，根据安培定则可知，线圈内部的磁场的方向向右，与右侧磁铁的S极相互吸引，与左侧磁铁的S极相互排斥，所以线圈受到的安培力的方向向左，BD错误；
C．线圈受到的安培力的方向向左，根据牛顿第三定律，“小火车”受到的力向右，“小火车”将向右运动，C正确。
故选C。
4．B
【详解】
根据安培定则可知，向下的电流在a、b产生的磁场垂直纸面向里，在c、d产生的磁场垂直纸面向外；向右的电流在a、d产生磁场垂直纸面向外，在b、c产生磁场垂直纸面向里。
根据对称性可知两个电流分别在四个点产生的磁场强度大小相等，根据磁场强度的叠加法则可知a、c两点的磁感应强度均为零，b、d两点的磁感应强度大小相同、方向相反。故ACD错误，B正确。
故选B。
5．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。
6．D
【详解】
A．电场对放入其中的电荷一定有电场力作用，磁场对放入其中的与磁场平行的通电导线没有磁场力作用，故A错误；
B．正电荷受电场力的方向与所在处的电场方向相同，而根据左手定则，一小段通电导线受磁场的方向与所在处的磁场方向垂直，故B错误；
C．同一通电导线放在磁场中的不同位置，受安培力大的地方，该处磁感应强度不一定大，安培力还与放置方式有关，故C错误；
D．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其单位是“特斯拉”，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】
根据安培定则可知，左侧导线在O点磁感应强度方向垂直纸面向里，右侧导线在O点磁感应强度方向垂直纸面向外，由于导线中通以相同的电流I，O点与两导线在同一平面内且到两导线的距离相等，则O点磁感应强度为0。
故选A。
8．D
【详解】
“比值定义法”是用“比值”定义物理量的一种方法，其中的“比值”必须能表达出某种“属性”，且该“比值”与表示“分子”与“分母”的物理量无关，即若表示的分子或分母即使为零，所定义的物理量仍然存在。由于公式
中满足“比值定义”的含义，它们均属于比值定义法；而
当U为零时，电流为零，所以不满足比值法下定义；
故选D。
9．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。
10．B
【详解】
根据安培定则，直导线下方的磁场垂直纸面向里，可知小磁针的N极向里偏转；首先观察到这个现象的物理学家是奥斯特。
故选B。
11．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。
12．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。
13．AC
【详解】
A．放入电场中的电荷所受的电场力与其所带电荷量的比值，叫做电场强度，A相同；
B．物体的加速度与其所受的合力成正比，与物体的质量成反比，这个结论叫做牛顿第二定律，B不相同；
C．电容器所带电荷量与电容器两端电压的比值，叫做电容器的电容，C相同；
D．通过导体的电流强度与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，这个结论叫做欧姆定律，D不相同。
故选AC。
14．ACD
【详解】
A．电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫作这一点的电势。电场中某点的电势的大小是由电场本身和零电势点的选取决定的，与电荷在该点的电势能及电荷量无关，公式
属于比值法定义物理量，A符合题意；
B．公式
为牛顿第二定律的表达式，加速度与所受的合力成正比，与质量成反比，
不属于比值法定义物理量，B不符合题意；
CD．由定义可知
都属于比值法定义物理量，CD符合题意；
故选ACD。
15．BD
【详解】
AB．地磁场磁感应强度的水平分量BC与B0的关系如图所示：
有
B0=BCtanα
其中
B0=kI
则
kI=BCtanα
即线圈中电流强度I越大，α角越大，tanα与电流I成正比，选项A错误，B正确；
CD．地球上的不同地方地磁场的水平分量Bc不同，则在地球上的不同地方测同样大小的电流，α角不同，选项C错误，D正确。
故选BD。
16．(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
17．（1）；（2）不变；磁感应强度只与磁场本身有关
【详解】
（1）根据磁感应强度的定义式
可得
（2）磁感应强度只与磁场本身有关，若导线中的电流强度减为零，则磁场的磁感应强度不变，仍然是。