5.1磁场及其描述综合训练 （word版含答案）

5.1磁场及其描述
一、选择题（共15题）
1．关于磁感应强度与通电导线在磁场中受力情况及相互关系，下列说法正确的是（ ）
A．一小段通电直导线在磁场中不受安培力作用，则该处磁感应强度一定为零
B．一小段通电直导线所受安培力的方向一定与磁场方向垂直
C．一小段通电直导线所受安培力的方向、磁场方向、导线中的电流方向，这三者总是互相垂直的
D．通电直导线在磁场中所受安培力越大，其磁感应强度一定越大
2．关于磁场，以下说法正确的是（　　）
A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零
B．磁场中某点的磁感强度，根据公式，它跟F，I，L都有关
C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向
D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量
3．如图所示，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，二者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a处的磁感应强度大小为B0，长直导线在某点产生的磁场的磁感应强度与该点到长直导线的距离成反比。若仅让P中的电流反向，则a处磁感应强度的大小为（ ）
A．2B0 B．
C． D．B0
4．下列说法正确的是
A．电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度定义式为
B．磁感应强度B是矢量，其定义式为
C．电流I是标量，其定义式为I＝neSv
D．电容C是标量，平行板电容器的电容定义式为
5．由磁感应强度的定义式B=可知（ ）
A．通电导线L所在处受到的磁场力F为零．该处的磁感应强度B也一定为零
B．磁感应强度B的方向与F的方向一致
C．该定义式只适用于匀强磁场
D．只要满足L很短、Ⅰ很小的条件，该定义式对任何磁场都适用
6．1876年美国物理学家罗兰完成了著名的“罗兰实验”．罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂了一个小磁针，将圆盘绕中心轴按如图所示方向高速旋转时，就会发现小磁针发生偏转．忽略地磁场对小磁针的影响，则下列说法错误的是(　　)
A．小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了感应电流
B．小磁针发生偏转说明了电荷的运动会产生磁场
C．当小磁针位于圆盘的左上方时，它的N极向左侧偏转
D．当小磁针位于圆盘的左下方时，它的N极向右侧偏转
7．关于电场和磁场的概念，下列说法正确的是（　　）
A．试探电荷q置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度有可能为零
B．试探电荷q置于某处电势能为零，该处的电势一定为零
C．电流元置于磁场中，所受的磁场力一定不为零
D．电流元置于某处所受的磁场力为F，该处的磁感应强度大小一定为
8．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流大小均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为、和，下列说法正确的是（ ）
A．
B．，
C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里
D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
9．下列物理量的单位采用国际单位制的基本单位，其中正确的是（　　）
A．功率P的单位是kg·m2/s2
B．电阻R的单位是kg·m2/（A2·s2）
C．电场强度E的单位是kg·m/（A·s3）
D．磁感应强度B的单位是kg·m/（A·s2）
10．已知通电长直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小为，为常量，为电流，为该点到导线的距离。电流大小相同的三根长直导线垂直于纸面放置于等边三角形的三个顶点、、上，点是点关于bd连线的对称点，已知导线在点产生的磁感应强度大小为，则三根导线在点处产生的合磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
11．关于静电场中的电场强度和磁场中的磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度是矢量，真空中点电荷的电场强度定义式为
B．电场强度的公式，适用于任何静电场
C．磁感应强度B是矢量，其定义式为
D．由磁感应强度公式，磁感应强度的大小与直线电流的大小和受力大小有关
12．三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，图为其截面图，电流方向如图所示．若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为（ ）
A．0 B．B C．2B D．B
13．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，如图分别描述的是条形磁铁蹄形磁铁通电直导线、环形电流周围的磁感线分布情况，其中不正确的有（ ）
A． B． C． D．
14．下列关于磁感应强度和磁通量的说法中正确的是（　　）
A．由可知，B与F成正比，与I和L的乘积IL成反比
B．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，由磁场本身决定
C．穿过一个面的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零
D．磁感应强度和磁通量都是矢量
15．关于磁感线的描述，下列哪种说法是正确的是：（ ）
A．磁感线从磁体的N极出发，终于磁体的S极
B．磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向
C．磁场中某处的磁感线较密，表示该处的磁场较强
D．磁感线是闭合曲线
二、填空题
16．磁通量
（1）定义：匀强磁场中___________和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ=BS。
（2）拓展：磁场与平面不垂直时，这个面在垂直于磁场方向的___________与磁感应强度的乘积表示磁通量。
（3）单位：国际单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb=___________。
（4）引申：，表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
17．如图所示，在三维直角坐标中存在着磁感强度为B的匀强磁场，面积为S的矩形平面与y轴平行，且与xOy平面的夹角为，当B沿x轴方向时穿过这个面的磁通量为__________，当B沿y轴方向时穿过这个面的磁通量为__________，当B沿z轴方向时穿过这个面的磁通量为__________。
18．在匀强磁场中，有一段与磁场垂直的长为10cm的导线，当导线通过的电流时，导线受到的安培力大小为，则该磁场的磁感应强度是______T．
19．关于基本概念，判断是否正确，对的标明√，不对的标明×，不对的改正：
（1）电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低( )
（2）电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越差。( )
（3）磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，并在S极终止。( )
（4）通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同。( )
（5）在磁场越强的地方通电导线受到的安培力不一定越大。( )
（6）物理学中用到大量的科学方法建立概念，如理想模型、等效替代、比值定义法等等，下列选项用到“比值定义法”方法的是( )
A．质点　　B．电场强度　　C．磁感应强度　　D．磁通量
三、综合题
20．如图所示，（a）（b）是直线电流的磁场，（c）（d）是环形电流的磁场，（e）（f）是通电螺线管的磁场.试在图中补画出电流的方向或磁感线方向.
21．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
22．下列有关磁感应强度的说法错在哪里？
(1)磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量；
(2)若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为0；
(3)若有一小段长为l、通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是。
23．请判断下列情形中电流的方向。
(1)图（a）中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(2)图（b）中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(3)当电流通过螺线管时，磁针N的指向如图（c）所示。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
A．当电流方向与磁场的方向平行，所受安培力为，而此时的磁感应强度不为零，故A错误；
B．根据左手定则可知，安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直，即与电流和磁场方向都垂直，故B正确；
C．只要通电直导线与磁场方向不平行，导线就会受到安培力的作用，故C错误；
D．磁感应强度只与磁场本身有关，故D错误；
故选B．
2．D
【详解】
A．电流在磁场中某点的受力情况，与电流方向和磁场的夹角有关，若电流方向和磁场方向平行，则电流不受磁场力的作用，故A错误；
B．磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与F、I、L都无关，故B错误；
C．磁场中某点的磁感应强度的方向和该点的磁场方向一致，故C错误；
D．当平面与磁场垂直时，穿过平面的磁通量为
可得
即磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
根据右手定则，可判断P、O在a点处产生的磁场方向如图所示
由题意可知
由几何知识得BP和BQ的夹角为，则做平行四边形为菱形，对角线为角平分线，则
解得
若仅让P中的电流反向，根据右手定则，可判断P、O在a点处产生的磁场方向如图所示
根据题意
由几何知识得和BQ的夹角为，则做平行四边形为菱形，对角线为角平分线，则根据几何知识
故选B。
4．B
【详解】
A. 电场强度E是矢量，真空中点电荷的电场强度决定式为，故A错误．
B. 磁感应强度B是矢量，其定义式为，故B正确．
C. 电流I是标量，其定义式为，故C错误．
D. 电容C是标量，平行板电容器的电容决定式为，故D错误．
5．D
【详解】
试题分析：磁场中一点的磁感应强度的大小与外界因素无关，只和磁场本身的性质有关，A错误；根据左手定则可得磁感应强度B的方向与F的方向垂直，B错误；该定义式只要满足L很短、Ⅰ很小的条件，该定义式对任何磁场都适用，C错误D正确；
6．A
【详解】
A．本题中不符合感应电流的产生条件，故无法产生感应电流，故A错误；
B．由题意可知，小磁针受到磁场力的作用，原因是电荷的定向移动，从而形成电流，而电流周围会产生磁场，因此B正确；
CD．圆盘带负电，根据安培定则可知，产生的磁场方向向上，等效为上方N极的条形磁铁，故小磁针处于圆盘的左上方时，小磁针的N极将向左侧偏转，故C正确；同理，若小磁针处于圆盘的左下方时，则小磁针的N极向右侧偏转，故D正确．
7．B
【详解】
A. 试探电荷q置于某处所受电场力不为零，该处的电场强度一定不等于零，A错误；
B. 试探电荷q置于某处电势能为零，该处的电势一定为零，B正确；
C. 电流元置于磁场中，若电流与磁感线平行，电流所受的磁场力等于零，C错误；
D. 电流元置于某处所受的磁场力为F，只有垂直放入磁场时，该处的磁感应强度大小才等于，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
由题意可知，a点的磁感应强度由三条通电导线在此处产生磁场的磁感应强度叠加而成，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在b点与a点情况相同，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在c点三条通电导线产生的磁场方向相同，且均垂直纸面向里，所以叠加而成的磁场最强，方向垂直纸面向里。
故选C。
9．C
【详解】
A．由公式可知功率P的单位是kg·m2/s3，选项A错误；
B．由公式可知电阻R的单位是kg·m2/（A2·s3），选项B错误；
C．由公式可知电场强度E的单位是kg·m/（A·s3），选项C正确；
D．由公式可知磁感应强度B的单位是kg/（A·s2），选项D错误。
故选C。
10．B
【详解】
设、两点间距为，则、两点间距为，点处导线在点产生的磁感应强度为，根据
可知点和点处导线在点产生的磁感应强度大小都为，根据右手螺旋定则，两者夹角为60°，对两者矢量合成如图所示
根据几何关系，可得点和点处的导线在点产生的磁感应强度的矢量和大小为，与点处的导线在点产生的磁感应强度方向相反，所以三根导线在点处产生的磁感应强度大小为。
故选B。
11．C
【详解】
A．电场强度是矢量，其定义式为，公式为点电荷场强的决定式，故A错误；
B．电场强度的公式仅适用于匀强电场，故B错误；
CD．磁感应强度B是矢量，其定义式为，磁感应强度大小与直线电流无关，只由磁场本身性质决定，选项C正确，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向左，大小为B；
下面左边导线产生的B方向斜向左上方，与水平成60°角；
下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角；
则根据平行四边形定则进行合成可知，上方的导线与右下方的导线产生的磁场夹角为120°，则合场强大小为B，方向沿左上方与水平方向成60°角，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向沿左上方与水平方向成60°角。
故选C。
13．ABC
【详解】
AB．根据磁体外部的磁感线N极指向S极，AB错误，符合题意；
C．根据安培定则可知，直导线中电流方向向下，则磁感线方向（俯视）沿顺时针方向，C错误，符合题意；
D．根据安培定则，环形导线的电流方向与磁感线的方向关系如题图D所示，D正确，不符合题意。
故选ABC。
14．BC
【详解】
A．公式为比值法定义，B与F、与I和L的乘积IL均无关。A错误；
B．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，由磁场本身决定。B正确；
C．如果平面与磁场平行，则穿过该面的磁通量为零，但是该处的磁场不为零。C正确；
D．磁感应强度是矢量，磁通量是标量。D错误。
故选BC。
15．BCD
【详解】
A、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，是闭合曲线，故A错误，D正确；
B、磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述，磁场越强，磁感线越密集，磁感线的切线方向即为磁场方向，故BC正确．
16． 磁感应强度B 投影
17． 0
【详解】
由
要求B与垂直；故当B沿x轴方向时穿过这个面的磁通量为
当B沿y轴方向时穿过这个面的磁通量为
当B沿z轴方向时穿过这个面的磁通量为
18．1
【详解】
已知，，则根据得磁感应强度的大小为：.
19． ×，见解析 √ ×，见解析 ×，见解析 √ BC
【详解】
（1）电场强度和电势没有必然的联系，电场强度大的地点电势可能很小，电场强度小的地方电势可能很大，故错误；
（2）电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越差，故正确；
（3）磁感应是闭合曲线，在磁体外部，磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极，在磁铁内部，磁感线从永久磁铁的S极发出指向N极，故错误；
（4）通电导线所受安培力的方向与磁场的方向垂直，故错误；
（5）根据可知在磁场越强的地方通电导线受到的安培力不一定越大，故正确；
（6）A．质点运动的是理想模型法，故A错误；
B．电场强度的定义式，电场强度的大小与试探电荷的电场力无关、与试探电荷的电荷量无关，仅与电场本身有关系，用到了比值定义法，故B正确；
C．磁感应强度的定义式，磁感应强度的大小与安培力的大小无关，与通电导体的长度无关和电流强度无关，仅与磁场本身有关，属于比值定义法，故C正确；
D．磁通量定义式，不属于比值定义法，故D错误。
故选BC。
20．如图所示
【详解】
图（a），已知磁场沿顺时针方向，则电流垂直纸面向里；
图（b），电流右侧的磁场方向向里，左侧的磁场方向向外，则电流的方向向上；
图（c），已知环形电流内部磁场方向垂直纸面向外，则电流沿逆时针方向；
图（d），环形电流从右侧流出，从左侧流入，由右手螺旋定则可知磁场方向向下；
图（e），根据螺线管中电流方向外侧向上，利用右手螺旋定则可以确定螺线管的磁场方向向左；
图（f），根据螺线管中上边的电流方向向外，下边的电流方向向里，利用右手螺旋定则可以确定螺线管中磁场方向向右.如图所示.
21．（1）2T（2）0.1N（3）不能肯定此处没有磁场
【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．
22．见解析
【详解】
(1)磁感应强度是用来表示磁场强弱和磁场方向的物理量；
(2)若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度不一定为0，可能通电导线与磁感应强度方向平行；
(3)若有一小段长为l、通以电流为I的导体，垂直放入磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是。
23．(1) 从右向左；(2)逆时针方向； (3)从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向
【详解】
(1)根据右手螺旋定则，将右手握住通电直导线，四根手指指向磁感线的环绕方向（从左向右看，磁场逆时针方向），则大拇指方向即为电流方向，电流向左；
(2)根据右手螺旋定则，大拇指方向是为磁场方向（垂直于纸面向外），则四根手指环绕方向即为电流方向，故电流为逆时针方向；
(3)因为小磁针N指向电源右端，所以螺线管右端为S极，根据右手螺旋定则判断，将右手握住螺线管，大拇指方向指向螺线管N极方向，则四根手指环绕方向即为电流方向，故电源右端为正极，左端为负极，从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向。
答案第1页，共2页