5.1 磁场及其描述同步练习 （word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第三册 5.1 磁场及其描述 同步练习
一、单选题
1．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP = 60°，在M、N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，这时O点的磁感应强度大小为B1，若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为（ ）
A．：1 B．：2
C．1：1 D．1：2
2．如图，在水平向右的匀强磁场中，一根通电长直导线垂直于纸面放置，电流的方向向里。a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　）
A．b、d两点的磁感应强度相同
B．a、c两点的磁感应强度相同
C．c点的磁感应强度最大
D．d点的磁感应强度最大
3．如图所示，a、b、c为水平面内的三点，其连线构成一个等边三角形，两根长直导线竖直放置且过a、b两点，两导线中分别通有方向相反的电流I1和I2。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度可用公式表示，公式中的k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的距离。若两根长导线在c点产生的磁场的磁感应强度方向沿图中虚线由c点指向a点，则电流I1：I2值为（　　）
A．1：2 B． C．2：1 D．
4．下列物理量中， 属于标量的是（　　）
A．动量 B．冲量 C．磁感应强度 D．磁通量
5．超导是当今高科技的热点之一，当一块磁体靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，对磁体有排斥作用，这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就采用了这项技术，磁体悬浮的原理是（　　）
A．超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡
B．超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同
C．超导体使磁体处于完全失重状态
D．超导体对磁体的磁力与磁体对超导体的磁力是一对平衡力
6．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
7．关于磁感应强度，正确的说法是（　　）
A．根据定义式B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与Il成反比
B．B是矢量，方向与F的方向一致
C．B是矢量，方向与放在该点的小磁针N极指向垂直
D．在确定的磁场中，某点的B是确定的，不同点的B可能不同；磁感线密的地方B大些，磁感线疏的地方B小些
8．研究发现通电长直导线周围的磁场与电流强度成正比，与到导线的距离成反比，如图，两根互相垂直的长直导线a、b放置于同一水平面内，a通以向上的电流，b通以向左的电流，b中电流是a中电流的两倍，A、B是平面内的两点．A点到63导线a的距离为，到导线b的距离为r，B点到导线a的距离为r，到导线b的距离为，若B点的磁感应强度大小为，则A点的磁感应强度为（　　）
A．，方向与B点的磁感应强度方向相反
B．，方向与B点的磁感应强度方向相同
C．，方向与B点的磁感应强度方向相反
D．，方向与B点的磁感应强度方向相同
9．下列物理量的单位正确的是（　　）
A．能量E： B．电场强度E：
C．磁感应强度B： D．电压U：
10．在物理学发展历程中，一些科学研究成果极大地推动了人类文明的进程。下列叙述中不符合史实的是（　　）
A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律
B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机
C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值
D．奥斯特根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说
11．在物理学中，常常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值定义的是（　　）
A．角速度 B．电场强度
C．电容 D．磁感应强度
12．如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．O点处的磁场方向O指向N
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、c两点处磁感应强度的大小不相等，方向不相同
13．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
14．下列物理量的单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　）
A．动量， B．磁感应强度， C．功， D．电势，V
15．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
二、填空题
16．一根长为20 cm的导体棒垂直磁场方向放在匀强磁场中。当导体棒中通有0.05 A的电流时，导体棒受到的磁场力大小为4×10－3N，则导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为______。
17．磁感应强度
（1）定义：一段通电直导线___放在磁场中所受的力与导线中的电流和导线的长度的___的比值，叫作磁感应强度。
（2）定义式：。
（3）单位：___，简称____，符号为T。
（4）磁感应强度是表征磁场_____的物理量。
（5）磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时_____所指的方向。
18．磁感线可以形象的表达磁场的分布情况，人们用磁感线的______________大致表达磁场的强弱，用磁感线上某点的___________表示该点的磁场方向。
19．如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一边长为L的单匝正方形线圈恰好有一半在磁场内，线圈平面与磁场方向垂直。则穿过此线圈的磁通量为_____。
三、解答题
20．长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为N.
（1）该处的磁感应强度B是多大？
（2）若电流不变，导线长度减小到1cm， 则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？
（3）若导线长度不变，电流增大为5A， 则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？
（4）若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？
21．实验室中的磁铁能吸引几只铁钉，而工地上的电磁铁却能吸引上吨重的物体（如图所示）。可见不同磁体的磁性是不同的，那么如何定量描述不同磁体的磁性强弱呢
22．磁带、磁盘等生活中的许多器具都利用了磁体的磁性，请简述它们是怎样利用磁体的磁性来工作的．
23．如图，边长为l的n匝正方形线框内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，则穿过线框的磁通量是多少？
24．磁场中放一与磁场方向垂直的导线,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N．问:
（1）这个位置的磁感应强度是多大
（2）如果把通电导线中的电流增大到5 A时,这一点的磁感应强度是多大 此时导线受到的磁场力为多大？
（3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
设该电流在距其R处产生的磁场为B，当M处长直导线未移动时有
B1= 2B
将M处长直导线移至P处，根据磁场的叠加原理有
根据余弦定理有
解得
则
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
根据安培定则，直导线在abcd各点的磁场方向如图；各点的磁感应强度都等于直导线在该点的磁场与匀强磁场B在该点磁场的矢量和，则
A．由磁场叠加可知，b、d两点的磁感应强度不相同，选项A错误；
B．a、c两点的磁感应强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；
CD．直导线在d点的磁场与匀强磁场B方向相同，由磁场叠加可知，d点的磁感应强度最大，选项C错误，D正确。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
由安培定则，结合两根长导线在c点产生的磁场方向沿图中虚线由c点指向a点，那么两导线在c点磁感线的方向如图所示
依据三角知识，则有
由题知通电直导线产生磁场的磁感应强度的表示式为，则有
解得
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
动量、冲量、磁感应强度都是矢量，磁通量没有方向，是标量。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
AC．磁体悬浮在空中，重力和超导体对磁体的作用力平衡，竖直方向加速度为零，不处于失重状态，故A正确，C 错误；
B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以超导体电流的磁场方向和磁体的磁场方向相反，故B错误；
D．超导体对磁体的磁力与磁体对超导体的磁力是一对相互作用力，故D错误。
故选A。
6．C
【解析】
【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。
7．D
【解析】
【详解】
A. 磁感应强度B是.描述磁场本身性质的物理量，磁感应强度B与F，与Il均无关，故A错误；
B．B是矢量，根据左手定则可知，B的方向与F的方向相互垂直，故B错误；
C．B是矢量，方向与放在该点的小磁针N极指向一致，故C错误；
D．磁感应强度B是描述磁场本身性质的物理量，在确定的磁场中，某点的B是确定的，不同点的B可能不同；磁感线密的地方B大些，磁感线疏的地方B小些，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
根据题意，通电长直导线周围的磁场与电流强度成正比，与到导线的距离成反比可知，磁感应强度的关系式为
根据安培定则，长直导线a在B点产生的磁感应强度垂直直面向外，长直导线b在B点产生的磁感应强度垂直直面向外，设a中的电流强度为I，则b中的电流强度为，所以B点的磁感应强度为
根据安培定则，长直导线a在A点产生的磁感应强度垂直直面向里，长直导线b在A点产生的磁感应强度垂直直面向里，所以A点的磁感应强度为
方向与B点的磁感应强度方向相反，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
A．是电荷量Q的单位，不是能量的单位，故A错误；
B．已知
则电场强度单位为，故B错误；
C．已知
，，，
可得
可知磁感应强度单位为，故C正确；
D．已知
即电压的单位为，故D错误。
故选C。
【知识拓展】
国际单位制中的七个基本单位
物理量名称 单位名称 单位符号
长度 米 m
质量 千克 kg
时间 秒 s
电流 安（培） A
热力学温度 开（尔文） K
发光强度 坎（德拉） cd
物质的量 摩（尔） mol
10．D
【解析】
【详解】
A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律，故A正确；
B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机，故B正确；
C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值，故C正确；
D．安培根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故D错误。
本题选错误的，故选D。
11．A
【解析】
【详解】
A．当半径一定时，角速度与线速度成正比，当线速度一定时，角速度与半径成反比，故角速度不是比值定义的，故A正确；
B．电场强度的大小与受力的大小、试探电荷的电荷量都无关，所以电场强度是比值定义的，故B错误；
C．电容由电容器本身决定，与、无关，所以电容是比值定义的，故C错误；
D．磁感应强度仅与磁场本身有关，与无关，与的乘积无关，所以磁感应强度是比值定义的，故D错误。
故选A。
12．C
【解析】
【详解】
A．由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下，A错误；
B．两通电直导线在ab两点的磁场方向均向下，结合对称性可知a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，B错误；
C．由图可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，C正确；
D．a、c两点处磁感应强度的方向相同，D错误。
故选C。
13．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。
14．B
【解析】
【详解】
A根据
可知动量的单位是，不是国际单位制的基本单位，故A错误；
B根据
可知磁感应强度的单位
故B正确；
C根据
可得功的单位
故C错误；
D根据电势的定义
可得电势的单位
故D错误。
故选B。
15．A
【解析】
【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。
16．0.4T
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可得导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为
17． 垂直 乘积 特斯拉 特 强弱 N极
【解析】
略
18． 疏密程度 切线方向
【解析】
【详解】
[1][2]磁感线可以形象地描述磁场的分布。磁感线的疏密程度可以反映磁场的强弱；磁感线上切线方向表示该点磁场方向。
19．
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由计算磁通量的公式，可得
20．（1）0.1T；（2）N，0.1T；（3）N，0.1T；（4）0.1T，0。
【解析】
【详解】
（1）根据磁感应强度的定义
（2）匀强磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此B=0.1T
导线长度减小到1cm，则它所受磁场力
（3）匀强磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B=0.1T
电流增大为5 A，则它所受磁场力
（4）磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关
若导线与磁场方向平行，磁感应强度不变，即B=0.1T，则磁场力为0
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
类比电场强度定量描述电场的强弱，我们可以用一个类似的物理量描述磁场的强弱，即磁感应强度。
22．见解析；
【解析】
【详解】
以磁带为例，认识磁记录的原理：磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录声音和影像．录制时，磁带通过一块电磁铁(磁头)产生的磁场随声音或影像信号的改变而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，变化的磁场会移动磁性颗粒，于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息．当播放录制内容时，磁带再次通过磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致．如果破坏磁性粒子的排列方式，则可将所录制的内容清除掉．
23．
【解析】
【详解】
穿过线框的磁通量
24．（1）2T（2）0.1N（3）不能肯定此处没有磁场
【解析】
【详解】
(1)磁感应强度的大小为
(2)导线电流发生变化，不会影响磁场的变化，故磁场不变还是2T，安培力为
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页