5.1磁场及其描述 自主提升过关练

5.1磁场及其描述 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．如图所示，小磁针静止在导线环中。当导线环通过沿逆时针方向的电流时，忽略地磁场影响，小磁针最后静止时N极所指的方向（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
2．如图，点为纸面内矩形的中心，和是其上、下两边的中点，两根通电长直导线垂直纸面固定在矩形左右两边的中点处，两导线中的电流强度大小相等、方向相反。已知通电长直导线周围磁场中某点磁感应强度大小与导线中电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比，不计地磁场的影响，则（　　）
A．点的磁感应强度为零
B．、两点磁感应强度大小相等、方向相反
C．放在、两点的小磁针，静止时极指向相同
D．电子沿做直线运动的过程中，经过点时受到的磁场力最大
3．下列说法中，正确的是（　　）
A．公式，其中电容器的电容C与电容器两极板间电势U无关
B．由可知、电场中某点的电场强度E与q成反比
C．由公式知，电场中某点的电势与q成反比
D．根据可知，电流元某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大
4．在磁感应强度为、竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图所示，、、、是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，电流产生的磁场在点的磁感应强度为。在这四点中（　　）
A．、两点的磁感应强度相同
B．、两点的磁感应强度相同
C．点的磁感应强度的值最大
D．点的磁感应强度的值最大
5．下述说法中正确的是（　　）
A．根据E＝，可知电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据E＝，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
C．根据B＝，可知磁场中某点的磁感应强度与安培力成正比
D．电场线和磁感线都是电荷在场中运动的轨迹
6．如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转。这一现象（　　）
A．最早是法拉第发现的 B．表明利用磁场可以生电
C．表明电流有磁效应 D．磁针N极一定垂直纸面向外转
7．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的1000万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　）
A．“磁星”内部不存在磁场
B．“磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域
C．“磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行
D．“磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交
8．在匀强磁场中，长为10 cm的直导线与磁场方向垂直。当其通有10 A电流时，受到的磁场力大小为0.2 N，则该磁场的磁感应强度大小为（　　）
A．0.01 T B．0.02 T C．0.2 T D．5 T
9．在匀强磁场中，有一根长0.4m的通电导线，导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为16N，则磁感应强度的大小为（　　）
A．0T B．1T C．2T D．4T
10．如图所示，是正三角形的三个顶点，O是的中点，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强为通电长直导线的电流大小，r为距通电长直导线的垂直距离，k为常量。已知C点处的磁感应强度大小为，则关于O点处的磁感应强度说法正确的是（　　）
A．大小为，方向垂直连线向下
B．大小为，方向垂直连线向上
C．大小为，方向垂直连线向上
D．大小为，方向垂直连线向下
11．如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（　　）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．d点的磁感应强度为0
C．a点的磁感应强度为2T，方向向右
D．b的磁感应强度为，方向斜向下，与磁场方向成135°角
12．如图所示，两根垂直纸而平行放置的直导线M和N，相距为L，通有大小相等方向相反的电流I，在纸面上有一P点，与M、N距离也为L，其中M导线在该点处产生的磁感应强度大小为B，则M、N导线在该点产生的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B．B C． D．
13．有一小段通电直导线，长为，通以的电流，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为，则该磁场磁感应强度可能是（　　）
A． B．
C． D．
14．电场线和磁感线不是实际存在的线，但它们可以形象地反映电场和磁场的特点。下图为小明同学画出的四张关于电场和磁场的示意图，各图中均OA=OB，则A、B两点处的电场强度或磁感应强度相同的是（　　）
A．正点电荷周围电场
B．等量异种点电荷周围电场
C．条形磁体周围磁场
D．蹄形磁体周围磁场
15．南极考察经常就南极特殊的地理位置进行科学测量。“雪龙号”考察队员一次实验如下：在地球南极附近用弹簧测力计竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将减小
B．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大
C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧测力计示数将增大
D．不论螺线管通电情况如何，弹簧测力计示数均不变
二、解答题
16．有一根长 的直导线，通有I=2A的电流．将此直导线垂直磁场方向放入匀强磁场中，导线受到的安培力 ，求：
（1)该匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2)若将导线中的电流增大为,而其他不变，则该导体受到的安培力是多大？
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．D
【解析】
【详解】
根据安培定则可知导线环中的电流产生的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针最后静止时N极所指的方向垂直纸面向外，故选D。
2．C
【解析】
【详解】
A．通电直导线产生的磁场方向根据右手定则可知，两导线在点产生得磁场方向均竖直向上，点的磁感应强度竖直向上不为零，A错误；
B．根据右手定则和磁场叠加原理，、两点磁感应强度大小相等、方向相同，均竖直向上，B错误；
C．设通电直导线产生的磁场，导线l1与 l2在a点产生的磁场强度分别为
，
同理在c点产生的磁场为
，
a、c点的合磁场如图矢量合成
，
故放在、两点的小磁针，静止时极指向相同，C正确；
D．电子沿ef做直线运动，O点磁场强度最大，但电磁力
由于v的大小不知，故O点磁场强度最大但不一定F也是最大，D错误。
故选C。
3．A
【解析】
【详解】
A．公式C=是电容的定义式，电容C与电容器带电量Q和两极板间电势差U无关，由电容器本身决定，故A正确；
B．公式是电场强度的定义式，采用比值法定义，E与F、q无关，由电场本身决定，故B错误；
C．公式是电势的定义式，采用比值法定义，与Ep、q无关，由电场本身决定，故C错误；
D．是磁感应强度的定义式，当电流源电流方向垂直于磁场方向时，电流源受到的安培力越大，说明所在位置磁场越强，不确定电流方向与磁场方向的关系，无法通过安培力大小来比较磁场强弱，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
根据安培定则，直导线在各点产生的磁场方向如图；
A．由磁场叠加可知，、两点的磁感应强度大小相等，方向不同，选项A错误；
B．由磁场叠加可知，点的磁感应强度、点的磁感应强度，选项B错误；
CD．因直导线和原匀强磁场在a点的磁场方向相同，则点的磁感应强度的值最大，最大值为，选项C正确，D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．电场中某点的场强是由电场本身决定的，与电场力无关，选项A错误；
B．根据
E＝
可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比，选项B正确；
C．磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线受的安培力无关，选项C错误；
D．电场线和磁感线一般不是电荷在场中运动的轨迹，选项D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
ABC．当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，最早是奥斯特发现的，AB错误，C正确；
D．根据右手螺旋定则，可知通电直导线下方的磁场垂直纸面向里，所以磁针N极垂直纸面向内偏转，D错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．因为磁感线不中断，所以“磁星”内部也存在磁场，A错误；
B．如图所示，通过直线AB的平面将磁星的表面等分为左右两部分，左表面和右表面的磁通量均等于零，B正确；
C． “磁星”表面磁场极处，磁场方向与星体表面一定不平行，C错误；
D．如果两条磁感线相交，那么交点处的磁场就有两个方向，与实际不相符，所以“磁星”附近磁感线非常密集，磁感线也不可能相交，D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
根据安培力计算公式
可知
故ABD错误C正确。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
根据导线与磁场方向垂直时
则
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
依题意
可知，两导线在C点产生的磁场的磁感应强度B大小相等，根据安培定则可知，两者夹角为，C点的合磁感应强度大小为B0，由矢量合成有AB导线在C点的磁感应强度大小均为
同理可知AB导线在O点的磁感应强度方向均向下，则O点的磁感应强度
方向垂直连线向下，所以D正确。
故选D。
11．C
【解析】
【详解】
A．根据题意可知点的磁感应强度为0，则直导线在点的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知直导线的电流方向垂直纸面向外，故A错误；
B．直导线在点的磁感应强度竖直向上，匀强磁场的磁感应强度水平向右，合磁感应强度不为0，故B错误；
C．直导线在点的磁感应强度水平向右，与匀强磁场的磁感应强度方向相同，结合点的磁感应强度为0可知a点的磁感应强度为2T，方向向右，故C正确；
D．直导线在点的磁感应强度竖直向下，与匀强磁场的合磁感应强度为，方向斜向右下，与磁场方向成角，故D错误。
故选C。
12．B
【解析】
【详解】
根据对称性，M、N在P点产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则，电流M在P点的磁场与MP垂直向右上方，电流N在P点的磁场的方向与NP垂直向右下方，两者夹角为120°，所以，合磁场的方向水平向右，大小等于B。
故B正确，ACD错误．
故选B。
13．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
当I与B垂直时，由
B=
解得
B=2 T
但题中未说明I与B垂直，故B的值也可能大于2 T。
故选BCD。
14．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．电场强度是矢量，由于A、B两点处的电场强度方向不同，所以A错误；
B．等量异种点电荷周围电场由对称性可知电场强度大小相同，而且方向也相同，所以A、B两点处的电场强度相同，则B正确；
C．条形磁体周围磁场由对称性可知，A、B两点处的磁感应强度相同，所以C正确；
D．蹄形磁体周围磁场的分布可判断，A、B两点处的磁感应强度方向不相同，所以D错误；
故选BC。
15．AC
【解析】
【详解】
在地球南极附近即为地磁N极，螺线管相当于一条形磁铁，根据右手螺旋定则判断出“条形磁铁”的极性。再根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，即可判断。
ABD．若将a端接电源正极，b端接电源负极，则螺线管下端为N极，同名磁极相互排斥，则弹簧测力计示数将减小。A正确，BD错误；
C．若将b端接电源正极，a端接电源负极，则螺线管下端为S极，异名磁极相互吸引，则弹簧测力计示数将增大。C正确。
故选AC。
16．(1) (2)
【解析】
【详解】
（1）根据F=BIL得，磁感应强度为：
（2）根据安培力的大小公式得：F=BI′L=0.1×10×0.15N=0.15N
17．见解析
【解析】
【分析】
【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。
试卷第1页，共3页