3.1磁场 磁感线 自主提升过关练（含解析）

3.1磁场 磁感线 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．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
2．下列说法中正确的是（　　）
A．通过导线横截面的电荷量越多，电流越大
B．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度为零
C．电动势在数值上等于非静电力把所有正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
D．根据磁感应强度的定义式B＝ 可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
3．下列说法中正确的是（　　）
A．中的静电力常量k是由奥斯特通过扭秤实验测得的
B．由知，电容C与电容器所带电荷量Q成正比，与电容器两端的电压U成反比
C．安培认为在原子、分子内部总存在着一种环形电流——分子电流
D．电动势表征了电源将其他形式的能转化为电能的特性
4．如图所示，a、b、c为竖直面内等边三角形的三个顶点，在a，b处分别固定两根垂直纸面的平行通电长直导线，导线中电流大小都恒定为I，a处导线中电流方向垂直纸面向里，b处导线中电流方向垂直纸面向外，在c点水平放置一枚可自由转动的小磁针，忽略地磁场的影响，在下列四幅图中小磁针静止时的指向正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．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
6．下列物理量单位换算错误的是（　　）
A． B． C． D．
7．已知通电圆环中心处磁感应强度大小与电流成正比，与半径成反比。两个载流线圈（小半圆关于虚线ab对称）中的电流相同，关于O1、O2处的磁感应强度的说法正确的是（　　）
A．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且
B．O1、O2处均垂直纸面向里，并且
C．O1处垂直纸面向外、O2处垂直纸面向里，并且
D．O1、O2处均垂直纸面向里，并且
8．A、B、C、D是以AD为直径的半圆弧上的四个点，O为半圆弧的圆心，。在A、D处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，此时O点的磁感应强度大小为B0。若将A、D处的长直导线分别移至B、C处，则此时O点的磁感应强度大小为（　　）
A．B0 B． C． D．
9．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
10．下列表达式中属于比值定义式的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，两通电长直导线垂直纸面放置，它们的电流大小相等、方向相反，菱形abcd的对角线ac与两导线垂直相交，菱形的中心O到两导线的距离相等。则（　　）
A．O点的磁感应强度大小比b点的大
B．O点的磁感应强度大小为零
C．a与c两点的磁感应强度大小相等、方向相反
D．b与d两点的磁感应强度大小相等、方向相反
12．法拉第是19世纪最伟大的实验物理学家之一，他对电磁学的卓越贡献如同伽利略、牛顿对力学的贡献一样，具有划时代的意义，下列有关法拉第的科学贡献的说法中不正确的是（　　）
A．发现电磁感应现象
B．提出场的概念解释电磁作用本质
C．提出分子电流假说
D．用场线形象描述电场和磁场
13．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度的定义式适用于任何电场
B．由真空中点电荷的电场强度公式知，当r→0时，其电场强度趋近于无限大
C．由公式知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
D．沿着电场线的方向电势逐渐降低
14．下列说法，正确的是（ ）
A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，其导电性能越好
B．油罐车后面装一根拖在地上的铁链条是防止静电的危害
C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
D．磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向相同
15．下列关于电场线和磁感线的说法，正确的是
A．电场线和磁感线都是假想的曲线
B．电场线和磁感线都是闭合的曲线
C．电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱
D．电场线上某点的切线方向表示电场方向，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向
二、解答题
16．通电直导线所产生的磁场可表示为，其中B是以T为单位的磁感应强度，I是以A为单位的电流，d是以m为单位的离开导线的距离。利用这个公式，估计如下日常生活中所遇到的磁场的磁感应强度。
（1）家庭导线中的电流很少超过10A，那么距离这种导线0.5m处的磁场大小与地磁场大小相比如何？
（2）765kV的高压输电线中的电流常常可达200A。假定这种输电线的高度为20m，试估计输电线下地面处的磁感应强度。这与家庭电路产生的磁场大小相比如何？
（3）一些组织建议，孕妇不要使用电热毯，以防止磁场引起胎儿健康问题。如果电热毯中的电流为1A，胎儿离电热毯距离为10cm。试求胎儿处磁场的磁感应强度，并将它与地磁场进行比较。
17．通电直导线附近的小磁针如图所示，请标出导线中的电流方向。
参考答案
1．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。
2．B
【详解】
A．单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，电流越大，故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，故B正确；
C．电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，故C错误；
D．磁感应强度由磁场本身决定，与和无关，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．静电力常量是一个无误差常数，既不是库仑通过扭秤测出来的，也不是后人通过库仑扭秤测出来的，而是通过麦克斯韦的相关理论算出来的，故A错误；
B．电容器的电容仅与电容器本身有关，与电容器所带电荷量Q无关，与电容器两端的电压U无关，故B错误；
C．安培认为在原子、分子内部总存在着一种环形电流——分子电流，故C正确；
D．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
由右手螺旋定则可知导线a、b分别在导线c处产生的磁场方向的夹角为120°，如图所示
根据平行四边形定则可知合磁场的磁感应强方向水平向左，由于磁感线的方向即小磁针N极的指向，可知小磁针N极应指向左边。
故选B。
5．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。
6．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。
7．A
【详解】
设大圆在O点的磁感应强度大小为B大，小圆在O点的磁感应强度大小为B小，根据叠加原理和安培定则
O1磁感应强度方向向外
O2磁感应强度方向向里
所以
综上所述，A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【详解】
设长直导线在O点的磁感应强度大小为B，根据安培定则和叠加原理
解得
故选D。
9．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。
10．D
【详解】
A．加速度的定义是速度变化量与所用时间的比值，加速度的比值定义式是 ，而公式表示，加速度与力F成正比，与m成反比，不属于比值定义，故A不符合题意；
B．电流的比值定义式为 ，而表示电流与电压成正比，与电阻成反比，不属于比值定义，故B不符合题意；
C．电功率的比值定义式为 ，热功率的比值定义式为，而不属于比值定义，故C不符合题意；
D．当通电导体与磁场垂直时，磁感应强度等于导体所受安培力与导体长度和电流乘积的比值，即磁感应强度的比值定义式为，故D符合题意。
故选D。
11．A
【详解】
AB．设右边通电导线在产生的磁场大小为，右边通电导线在产生的磁场大小为，则有
根据对称性可知左边通电导线在产生的磁场大小为，左边通电导线在产生的磁场大小为；根据磁场的叠加原理可得两通电长直导线在点产生的磁感应强度大小为
所以点处的磁感应强度大小不为零；根据平行四边形进行合成得两通电长直导线在点产生的磁感应强度大小为
所以有
故A正确，B错误；
C．由安培定则和磁场的叠加原理可得两通电长直导线在点产生的磁感应强度方向向下，两通电长直导线在点的磁感应强度方向向下，则、两点处的磁感应强度方向相同；根据磁场的叠加原理和对称性知，、两点处的磁感应强度大小相等，故C错误；
D．根据安培定则判断得知，右边通电导线产生的磁场方向沿逆时针方向，左边通电导线产生的磁场方向沿顺时针方向，由于对称可知两根通电导线在、两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得、两点的磁感应强度大小相等，由磁场的叠加原理可得、两点处的方向都向下，故D错误。
故选A。
12．C
【详解】
A．法拉第通过实验最先发现电磁感应现象，故A正确；
B．法拉第引入了场的概念，并以此解释电磁间的相互作用，故B正确；
C．安培提出分子电流假说，故C错误；
D．法拉第引入了电场线和磁感线，用场线形象描述电场和磁场，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
13．AD
【详解】
A．是电场强度的定义式，适用于任何电场，A正确；
B．当r→0时，场源电荷不能看成点电荷了，公式不再成立，故B错误；
C．公式成立条件是电流I与B相垂直，当I与B平行时，通电导体也不受磁场力，故C错误；
D．沿着电场线的方向电势逐渐降低，而且是降落最快的方向，D正确。
故选AD。
14．AB
【详解】
电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越小，其导电性能越好，选项A正确；油罐车后面装一根拖在地上的铁链条是防止静电的危害，选项B正确；电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关，选项C错误；磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点通电导线受力方向垂直，选项D错误.
15．ACD
【详解】
电场线和磁感线都是假想的，在空间不是实际存在的线，故A正确；磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极．在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极．所以磁感线是闭合的，而电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不相交不闭合，故B错误；电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱，故C正确；电场线上某点的切线方向表示电场方向，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向，故D正确．所以ACD正确，B错误．
16．（1），；（2），；（3），
【详解】
（1）家庭导线中的电流I=10A，d=0.5m处的磁场大小为
而地磁场的磁感应强度约为，则；
（2）电流为200A，输电线的高度为20m，则磁感应强度为
比较可得；
（3）电热毯中的电流为1A，胎儿离电热毯距离为10cm，则磁感应强度为
比较可得。
17．沿导线向上
【详解】
由题知：用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向。由图根据以上方法可判断出通电直导线周围的磁感线方向正视是逆时针方向的，因为小磁针静止时，N极的指向为磁场方向，则直导线中电流方向向上。如图所示