必修三6.2磁感应强度 练习（word版含答案）

粤教版（2019）必修三 6.2 磁感应强度
一、单选题
1．关于磁现象的电本质，下列说法中正确的是（　　）
A．磁与电紧密联系，有磁必有电，有电必有磁
B．永久磁铁的磁性不是由运动电荷产生的
C．不管是磁体产生的磁场还是电流产生的磁场都起源于电荷的运动
D．根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的，因此任何磁体都不会失去磁性
2．下列有关物理学史的说法，正确的是（　　）
A．库仑发现了电流的磁效应 B．法拉第提出了电荷周围存在电场
C．库仑测出了元电荷的电量 D．奥斯特提出了分子电流假说
3．一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B＝0.1T的匀强磁场中，以导线为中心，R为半径的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点磁感应强度为0。则下列说法正确的是（　　）
A．直导线中电流方向垂直纸面向外
B．b点的磁感应强度为0.1T
C．c点的磁感应强度为0.2T
D．如果将通电导线撤去，匀强磁场的磁感应强度就为零
4．一根软铁棒被磁化是因为（ ）
A．软铁棒中产生了分子电流
B．软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C．软铁棒中分子电流消失了
D．软铁棒中分子电流取向变得大致相同
5．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
6．下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）
A．密立根测定了静电力常量 B．元电荷、点电荷都是理想化模型
C．安培首先发现了电流的磁效应 D．法拉第最早提出了“场”的概念
7．如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向里、大小为的恒定电流，两导线连线（水平）的延长线处，一可自由转动的小磁针静止时N极方向平行于纸面向下、忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流，下列判断正确的是（　　）
A．，方向垂直纸面向外 B．，方向垂直纸面向外
C．，方向垂直纸面向里 D．，方向垂直纸面向里
8．如图所示，两根相互绝缘的通电长直导线平行且水平地放置于真空中，两导线间的距离为，两导线中电流为，电流方向垂直于纸面向里。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度，其中为常量，为导线中的电流，为磁场中某点到导线的垂直距离。空间中有一点到两导线的距离都是，则点的磁感应强度为（　　）
A．，水平向左 B．，竖直向上
C．，水平向右 D．，竖直向下
9．如图所示，等腰的底边长为，．在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里；在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外，两导线中的电流大小均为I。已知在无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数，I是导线中的电流强度，r是该点到直导线的距离）表示，则P点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
10．下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中符合安培右手螺旋定则的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，通电直导线的左侧O处有一小磁针（图中未画出），静止时小磁针的北极垂直纸面向里。图中连线与导线垂直，下列说法正确的（　　）
A．直导线中的电流方向是从A流向C
B．关于直导线与O对称的E处的磁场与O处磁场相同
C．将小磁针平移到O的左侧D处，静止时北极垂直纸面向外
D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，小磁针顺时针旋转（从A向C看）
12．用比值法定义物理量是物理学中重要的方法．下列表达式中，属于比值法定义物理量的是（　　）
A． B． C． D．
13．如图所示，在软铁芯上绕有图示绕法的线圈，在其右端放一小磁针，小磁针的N极（　　）
A．受到向右的磁场力 B．受到向左的磁场力
C．受到向里的磁场力 D．不受磁场力
14．有一种磁悬浮地球仪，通电时地球仪会悬浮在空中，如图甲所示。实现原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮在空中。下列说法正确的是（　　）
A．地球仪根据异名磁极互相排斥的原理工作
B．线圈中的电流的频率可能为
C．电路中的端点须连接直流电源的正极
D．增大线圈中的电流，地球仪悬浮的高度会降低
15．如图，在截面为圆的绝缘长管内表面两相互垂直的直径两端分别固定有四根轻质平行长直导线a、b、c、d，导线中通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。每根长直导线单独存在时，在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小均为（k为常量，r为圆心到导线的距离），则此时O处的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．0
二、填空题
16．某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。若在某内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则该开始的时刻是第_______s。
17．通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，小磁针的指向如图所示，则螺线管的端为_______（选填“”或“”）极，接电源的_____（选填“正”或“负”）极。
18．直线电流的磁场
安培定则：如图甲所示，用________握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，________所指的方向就是磁感线环绕的方向。直线电流周围的磁感线分布情况如图乙所示。
19．如图所示，一块木板右端固定条形磁铁A，总质量为，将质量为m的条形磁铁B放在木板左端，与A磁铁N、S极相对，与木板间动摩擦因数为0.5。若使整个装置保持水平做自由落体运动，释放的瞬间磁铁B加速度为，则A、B之间的相互作用力大小为_________；若B放回左端，将整个装置放在粗糙水平桌面上（动摩擦因数为0.5）.给B向左的初速度，同时给木板和A向右的初速度，则此瞬间木板的加速度为___________。
三、解答题
20．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，线圈平面面积S=0.4m2。匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度B=0.6T，求：
（1）穿过线圈的磁通量；
（2）把线圈以cd为轴逆时针转过60°，通过线圈磁通量的变化量。
21．自然界中的电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。最早发现通电导线周围存在磁场的科学家是谁？
22．奥斯特在发现电流磁效应的过程中也会受到地磁场的干扰，如何摆放导线和小磁针能够有效看到电流的磁效应？
23．工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故，工厂中大都是利用光电控制设备来避免事故发生的。如图所示为光控继电器的示意图，它由电源、光电二极管（当有光照射时，二极管导通，没有光照时，二极管截止）、放大器、电磁继电器等几部分组成。这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即带动开关，使机床停止工作，避免事故发生。请简述光控继电器的原理。
24．已知某地地面处地磁场的磁感应强度的水平分量约为3×10-5T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验。他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图所示。小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向。请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小。（结果保留一位有效数字）
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【详解】
A．磁与电是紧密联系的，但“磁生电”“电生磁”都有一定的条件，运动的电荷产生磁场，但一个静止的点电荷的周围就没有磁场，故A错误；
B．永久磁铁的磁场也是由运动的电荷（分子电流即电子绕原子核的运动形成的电流）产生的，故B错误；
C．一切磁现象都来源于电流或运动电荷，不管是磁体的磁场还是电流的磁场都起源于电荷的运动，故C正确；
D．根据安培分子电流假说可知，磁体内分子电流总是存在的。磁体有磁性的原因是由于磁体内分子电流取向一致造成的，因此磁体内分子电流是存在，但当磁体受到外力击打、加热等条件下将会失去磁性，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，A错误；
B．法拉第提出了电荷周围存在电场，B正确；
C．密立根通过油滴实验测出了元电荷的电量，C错误；
D．安培提出了分子电流假说，D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．由题知，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向竖直向下，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外，故A正确；
B．通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向上，方向与B的方向相同，大小为0.2T，故B错误；
C．通电导线在c处的磁感应强度方向水平向右，则c点感应强度为，方向与B的方向成45°斜向右上方，故C错误；
D．如果将通电导线撤去，匀强磁场的磁感应强度不变，故D错误。
故选A。
4．D
【详解】
根据安培的分子电流假说，一根软铁棒被磁化是因为软铁棒中分子电流取向变得大致相同。
故选D。
5．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。
6．D
【详解】
A．密立根测定了元电荷的值，库伦测定了静电力常量，选项A错误；
B．点电荷是理想化模型，元电荷不是理想模型，选项B错误；
C．奥斯特首先发现了电流的磁效应，选项C错误；
D．法拉第最早提出了“场”的概念，选项D正确。
故选D。
7．B
【详解】
小磁针静止时N极方向平行于纸面向下，说明该处的磁场方向向下，因I1在该处形成的磁场方向向上，则I2在该处形成的磁场方向向下，且比I1在该处的磁感强度大，所以合磁场方向向下，由安培定则可知I2方向垂直纸面向外且I2>I1，ACD错误，B正确。
故选B。
8．C
【详解】
设导线1在C点产生的磁感应强度为，导线2在C点产生的磁感应强度为，合磁感应强度为B，如图所示，由几何关系可知
由几何关系可得
解得
方向水平向右，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．D
【详解】
根据安培定则可知，固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示，两通电直导线在P点的磁感应强度大小、，均为
根据几何关系可知，、的夹角为，则P点的磁感应强度大小
故选D。
10．C
【详解】
根据安培右手螺旋定则，A图中直导线的右侧磁场应该是向里，左侧向外；B图中磁场应该是顺时针方向；C图中通电线圈内部磁场向里，外部向外；D图中螺线管内部磁场应该向左。故只有C正确。
故选C。
11．A
【详解】
A．静止时小磁针的北极垂直纸面向里，即磁场方向向里，根据安培定则可知直导线中的电流方向是从A流向C，故A正确；
B．根据安培定则可知，关于直导线与O对称的E处的磁场与O处磁场方向相反，故B错误；
C．通电直导线左侧的磁场方向相同，所以将小磁针平移到O的左侧D处，静止时北极依然垂直纸面向里，故C错误；
D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，磁场方向不变，所以小磁针不会转动，故D错误。
故选A。
12．A
【详解】
A．是磁感应强度的定义式，B与F、IL均无关，由磁场本身决定，属于比值定义物理量，A正确；
B．是库仑定律的表达式，库仑力F与点电荷的电量q有关，与电荷间的距离r有关，不是比值定义式，B错误；
C．是电场强度的决定式，电场中某点的场强与场源电荷Q有关，与该点到场源电荷的距离r有关，不是比值定义式，C错误；
D．是闭合电路的电流计算公式，电流I与电源电动势E有关，与R+r有关，不是比值定义式，D错误。
故选A。
13．D
【详解】
根据安培定则可知，螺线管的左边产生的磁场水平向右，右边产生的磁场水平向右，且大小相等，故合磁场为零，故小磁针的N极不受磁场力。
故选D。
14．C
【详解】
A．地球仪根据同名磁极互相排斥的原理工作，故A错误；
B．为使地球仪稳定悬浮在空中，线圈磁场方向应不变，线圈应通直流电，故B错误；
C．磁铁下端是S极，因此线圈上端应是S极，根据右手螺旋定则，可知电路中的端点须连接直流电源的正极，故C正确；
D．增大线圈中的电流，线圈与磁铁的磁场力增大，则地球仪悬浮的高度会升高，故D错误。
故选C。
15．B
本题以通电直导线产生的磁场为背景，考查磁感应强度的叠加。
【详解】
由题意可知，a、b导线在O点产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度是零，c、d导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，合磁感应强度是2B0，因此四根固定平行直导线在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小为，ACD错误，B项正确。
故选B。
16．
【详解】
前2s内磁感应强度方程为
，
后2s磁感应强度方程为
，
某内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则这1s始未时刻的磁感应强度相等，有
解得
17． 正
【详解】
[1][2]由题图可知，小磁针静止时极指向端，则通电螺线管的端为极，通电螺线管的端为极，根据安培定则判断出电流的方向：从端流进，从端流出，接电源的正极，接电源的负极。
18． 右手 弯曲的四指
略
19．
【详解】
[1]若使整个装置保持水平做自由落体运动时，B受力如图所示，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
[2]若B放回左端，将整个装置放在粗糙水平桌面上（动摩擦因数为0.5）.给B向左的初速度，同时给木板和A向右的初速度，木板的受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得
， ，
代入数据解得
20．（1）0.12Wb；（2）0.12Wb
【详解】
（1）穿过线圈的磁通量为
（2）通过线圈磁通量的变化量为
21．奥斯特
【详解】
斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验。奥斯特由于这个贡献而载入物理史册。
22．见解析
【详解】
通电导线的长直导线周围，会有磁场产生，其磁感线的形状为以导线为圆心一封闭的同心圆，且磁场的方向与电流的方向互相垂直，故把通电导线与磁针平行放置，能够有效看到电流的磁效应，由于地磁的原因，小磁针没加外磁场时式指向南北的；加上南北方向导线的电流，根据右手螺旋定则，其磁场方向式东西方向，小磁针指向会立刻改变东西方向，这样变化比较明显。
23．当光照射光电二极管时，二极管导通，电路中通电流，经放大器放大后把M磁化，将衔铁吸住，使开关闭合，使机床工作；当将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，二极管截止，电路断开，没有电流，此时M失去磁性，对衔铁没有吸引力，衔铁在弹簧弹力的作用下离开M，开关断开，机床停止工作。
【详解】
当光照射光电二极管时，二极管导通，电路中通电流，经放大器放大后把M磁化，将衔铁吸住，使开关闭合，使机床工作；当将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，二极管截止，电路断开，没有电流，此时M失去磁性，对衔铁没有吸引力，衔铁在弹簧弹力的作用下离开M，开关断开，机床停止工作。
24．见解析
【详解】
导线的绕向如图所示
由题意，可知
B=B地tan60°≈5×10-5T
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页