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．如图，在竖直面内等边三角形三个顶点处，各有一根长直导线垂直于纸面固定放置。在三根导线中均通有大小相等的电流I，其中P、Q导线中电流垂直纸面向里，M导线中电流垂直纸面向外，则P、Q导线连线的中点处的磁感应强度的方向为（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下
2．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小B与电流I成正比，与该点到直导线的距离r成反比，即。水平面上有一正方形，O点为正方形的中心，过a、b、d分别竖直固定三根长直导线，俯视图如图所示。只有a导线通入方向竖直向上、大小为的电流时，c点的磁感应强度大小为；再给b、d通入方向竖直向下、大小均为的电流时，c点的磁感应强度为零，O点的磁感应强度大小为，则（　　）
A． B． C． D．
3．下列说法中正确的是（　　）
A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值，即B＝
B．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
4．磁感应强度的定义式，式中L表示与磁场方向垂直的一小段通电导体棒的长度，I表示通过导体棒的电流，F表示通电导体棒受到的磁场力，下列说法正确的是（　　）
A．B与F成正比 B．B与IL成反比
C．B的方向与F相同 D．B的大小和方向与IL无关，由磁场本身决定
5．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
6．由相关电磁学知识可以知道，若圆环形通电导线的中心为O，环的半径为R，环中通有大小为I的电流，如图甲所示，则环心O处的磁感应强度大小，其中μ0是真空磁导率．若P点是过圆环形通电导线中心O点的轴线上的一点，且距O点的距离是x，如图乙所示．请根据所学的物理知识判断下列有关P点处的磁感应强度BP的表达式正确的是(　　)
A．BP＝·
B．BP＝·
C．BP＝·
D．BP＝·
7．下列单位与磁感应强度单位不相符的是（ ）
A． B． C． D．
8．为了解释地球的磁性，安培假设地球的磁场是由以地心为圆心的环形电流/引起的。如图所示的四幅图中，能正确表示安培假说中的环形电流方向的是（　　）
A． B．
C． D．
9．仔细观察四幅图，你认为说法正确的是（　　）
①图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家法拉第通过实验首先发现
②图（2）中，标有“，”的电容器，极板上所带的电荷量最多为
③图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，从上往下看做逆时针旋转
④图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大
A．③④ B．①② C．①③ D．②④
10．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等，若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I， 则关于线段M、N上各点的磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零
D．在线段MN上O点的磁感应强度方向向左
11．如图所示，正方形abcd的四个顶角各有一根垂直于正方形平面的细长直导线，通有大小相同的电流，相邻导线电流方向相反，O为正方形的中心，下列说法正确的是（　　）
A．a、b连线中点的磁感应强度为零
B．a、b连线中点与a、d连线中点的磁感应强度相同
C．a、c两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直
D．a、b两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直
12．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）
A．a、b、c的N极都向纸里转
B．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
13．如图所示，在yOz平面的环形金属线圈以坐标系原点O为中心，xOy平面为水平面，地球磁场指向+y方向。位于原点O处的小磁针，可绕 z 轴在xOy平面内自由转动，环形线圈中的电流为16A时，磁针与+x 轴的夹角为37°。已知环形电流环心处的磁感应强度与环形电流强度成正比，则为使磁针与+x 轴的夹角变为53°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，环形线圈中的电流应该调整为（　　）
A．3A B．9A C．12A D．16A
14．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）
15．关于物理学史下列说法正确的是（　　）
A．伽俐略通过理想斜面实验验证了牛顿第一定律
B．电子是由英国物理学家卢瑟福发现的
C．奥斯特发现了电流的磁效应现象，并提出了分子电流假说
D．法拉第提出在电荷的周围存在由它产生的电场这一观点
二、填空题
16．直导线ab内通有稳恒电流，产生磁场方向如图，导线中的电流方向为_________（选填“从a到b”或“从b到a”）；一线框从M处沿ab所在竖直平面向下移动到N处，线框内的磁通量变化情况是________。
17．第一个发现电流的磁效应的科学家是______，第一个研究磁场对直线电流的力的科学家是______
18．某学习小组利用小磁针稳定后的方向来探究通电螺线管周围的磁场方向。
（1）通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向如图所示，则螺线管下方小磁针I指向左边的是_______（选填“N”或“S”）极，螺线管内部小磁针II指向左边的是_________（选填“N”或“S”）极。
（2）根据小磁针静止时所指的方向判断，下面四图中正确的是________
A． B． C． D．
19．如图所示，把小磁针放在桌面上，将一根直导线平行架在静止的小磁针上方，当导线中有电流通过时，小磁针N极的偏转方向为________（“垂直直面向里”“垂直纸面向外”），此实验说明电流能够产生________。
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．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。
22．如图所示，已知磁场的方向，试画出产生相应磁场的电流方向。
23．如果空间某点同时存在多个分磁场，则该处真实磁场为合磁场。合磁场的磁感应强度与分磁场的磁感应强度之间遵循平行四边形定则如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根通电直导线（图中圆环中心处），电流方向指向纸外，a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点，这四点的磁感应强度的大小和方向有何异同？
24．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由安培定则可知，P导线在P、Q导线连线的中点处的磁感应强度方向竖直向下，Q导线在P、Q导线连线中点处的磁感应强度方向竖直向上，由对称性、电流等大可知，两者等大反向，则三导线在P、Q导线连线中点处的磁感应强度的方向即为M导线在P、Q导线连线中点处的磁感应强度的方向，由安培定则知方向为水平向右，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．C
【详解】
AB.根据安培定则做出a、b、d三根导线分别在c点的磁感应强度方向如图所示
与相垂直，而且等大，两者的合磁感应强度与等大反向，设正方形边长为，则有
解得
选项AB错误；
CD. a到O点的距离是a到c点的一半，则a在O点产生的磁感应强度大小为，方向如图，b、d在O点产生的磁感应强度大小等大反向，则O点的磁感应强度大小为
选项C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该定义式的条件。故A错误；
B．某处磁感应强度的大小和方向只与场强本身有关，跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关，故B正确；
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，可能是导线的方向与磁场的方向平行，该点的磁感应强度不一定为零。故C错误；
D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
磁感应强度描述的是磁场本身性质的物理量，与放入磁场中的通电导线及受力无关。故ABC错误；D正确。
故选D。
5．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。
6．A
【详解】
本题没有公式可以直接计算P点的磁感应强度，只能采取其他方法处理。
方法一：从单位角度来排除选项：根据题中O点磁感应强度公式，可知P点的磁感应强度表达式的单位应与上式相同，可以看出只有A中表达式的单位与上式一致，BCD中不同，故BCD错误，A正确。
方法二：应用极限思维法，当x＝0时，P点与O点重合，磁感应强度大小，只有A项结果符合，故BCD错误，A正确。
故选A。
7．A
【详解】
A．由于1J = 1Nm，则，与选项D的分析不符，A错误，符合题意；
B．根据可知，单位为Wb/m2，B正确，不符合题意；
C．根据公式单位为N/(Am)，C正确，不符合题意；
D．由于，所以可变化为，D正确，不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
因为地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方，又由根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。
故选B。
9．A
【详解】
①图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家奥斯特通过实验首先发现，①错误；
②图（2）中，标有“，”的电容器，说明这个电容器的额定电压为5.5V，电容量为1.0F，由Q=CU可得
极板上所带的电荷量最多为5.5C，②错误；
③图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，由左手定则可知，导电液体通电后在磁场中受到磁场力作用，从上往下看做逆时针旋转，③正确；
④图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大，④正确。
综上所述③④正确，即A正确，BCD错误。
故选A。
10．B
【详解】
AB．根据安培定则，M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，A错误，B正确；
CD．根据安培定则，在线段MN上O点的磁感应强度为零，CD错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．、两根导线在a、b连线中点的合磁感应强度垂直、向下，、两根导线在a、b连线中点的合磁感应强度垂直、向上，由于、离a、b连线中点的距离较大，所以a、b连线中点的磁感应强度垂直a、b连线向下，故A错误；
B．由对称性可知，a、b连线中点与a、d连线中点的磁感应强度大小相等，方向不同，故B错误；
CD．根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥的规律，、、、四处导线受力如图
且导线间距离越小作用力越大，则四根导线受到的合力方向都是沿对角线指向外侧，可知a、c两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向相反，a、b两点的两根导线受到的安培力大小相等，方向垂直，故D正确，C错误。
故选D。
12．D
【详解】
圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动， b处小磁针的N极向纸外转动。
故选D。
13．B
【详解】
根据题意可知
解得
即
故选B。
14．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。
15．D
【详解】
A．伽俐略利用理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，A错误；
B．1897年英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，揭示了原子有内部结构，B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，安培并提出了分子电流假说，C错误；
D．法拉第提出在电荷的周围存在由它产生的电场的观点，得出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述了电场和磁场，D正确。
故选D。
16． 从b到a 先增大后减小再增大再减小
【详解】
[1]由安培定可知导线中的电流方向为从b到a；
[2]通电导线附近，越靠近导线磁感应强度越大，线框下边刚刚到ab所在平面，线框的磁通量最大，当线框中点到达ab所在平面，磁通量减小到0，当线框上边刚到ab所在平面时磁通量反向增加到最大，再继续向下，磁通量减小，所以线框内的磁通量变化情况是先增大后减小再增大再减小。
17． 奥斯特 安培
【详解】
第一个发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，第一个研究磁场对直线电流的力的科学家是安培。
18． S N A
【详解】
（1）[1]观察通电螺线管正上方小磁针静止时所指的方向，根据异名磁极相互吸引，可知通电螺线管右端为S极，左端为N极，所以再根据异名磁极相互吸引螺线管下方小磁针I指向左边的是S极；
[2]因为通电螺线管内部磁场由S极指向N极，所以通电螺线管内部磁场从右向左，根据小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向，可知小磁针II指向左边的是N极；
（2）[3]先由右手螺旋定则可以判断出通电螺线管右侧为N极，左侧为S极，同理根据异名磁极相互吸引可得A正确。
19． 垂直纸面向外 磁场
【详解】
[1]根据安培定则，水平向左的直线电流将在其下方产生垂直纸面向外的磁场，小磁针N极受向外的磁场力，S极受向里的磁场力，所以小磁针N极的偏转方向为垂直纸面向外；
[2]小磁针在通电导线附近发生偏转，说明电流能够产生磁场。
20．（1）0.1T；（2）N，0.1T；（3）N，0.1T；（4）0.1T，0。
【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
【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。
22．见解析
【详解】
根据右手螺旋定则，作图如下：
23．见解析
【详解】
根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图
根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如图
则这四点的磁感应强度方向如上图所示，大小可由上图看出c点与d点合磁感应强度大小相等；a点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小；b电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大。
24．见解析
【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。
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