6.2磁感应强度 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）必修三 6.2 磁感应强度
一、单选题
1．如图，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，设螺线管的M端为x=0处。磁传感器调零后，测量通电螺线管轴线x上各点的磁感应强度B并绘出B-x图，则最符合实际的B-x图线是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，在yz平面的环形金属线圈以坐标系原点O为中心，xy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（图中未画出），可绕z轴在xy平面自由转动，当环形线圈中的电流为2.0A时，磁针与+x轴的夹角为37。（已知环形电流在O点产生的磁场，其磁感应强度和电流成正比，sin37＝0.6）。若要使磁针与+x轴的夹角变为45，则环形线圈中的电流应调整为（　　）
A．1.2A B．1.5A
C．1.8A D．2.5A
3．如图所示，长直导线中通有竖直向上的恒定电流，矩形金属线框在A处，两者均在同一竖直平面内，将金属线框在平面内平移到B处，A、B两位置关于长直导线对称，则下列判断正确的是（　　）
A．线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向里
B．线框从A处平移到B处，磁通量先增大后减小
C．线框从A处平移到B处，磁通量变化量为0
D．若将线框绕长直导线从A处以导线为轴转动到B处，磁通量变化量为0
4．在匀强磁场中，有一根长0.4m的通电导线，导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为16N，则磁感应强度的大小为（　　）
A．0T B．1T C．2T D．4T
5．如图，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I，此时纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度大小为B0，则（　　）
A．a点处的磁感应强度的方向竖直向下
B．若仅将直导线P的电流反向，则a点处的磁感应强度的方向竖直向下
C．若仅将直导线P的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为
D．若仅将直导线P的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为
6．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
7．一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
8．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
9．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
10．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
11．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
12．如图所示，两根通电长直导线垂直放置，通有相同大小的电流，方向已标出。O点距两直导线的距离相等，此时测得O点的磁感应强度大小为，现将通电长直导线B顺时针转动90°（从上往下看），则此时O点的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
13．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
14．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
15．如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（　　）
A．直导线中电流方向垂直纸面向里
B．d点的磁感应强度为0
C．a点的磁感应强度为2T，方向向右
D．b的磁感应强度为，方向斜向下，与磁场方向成135°角
二、填空题
16．如图所示，、分别表示蓄电池两极，、分别表示螺线管两端。当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管端。则为蓄电池的______（选填“正”或“负”）极，螺线管端为______（选填“S”或“N”）极。
17．在利用如图所示装置进行“探究影响通电导线受力的因素”的实验时，我们更换磁性强弱不同的磁体，按实验步骤完成以下实验探究：
保持I与l不变，按磁性从弱到强改换磁体，观察悬线摆动的角度变化，发现磁体磁性越强，悬线摆动的角度越大，表示通电导线受的力越___________，力F与Il的比值越___________，即B越___________，这表示B能反映磁场的___________。
18．有一个蓄电池，不知道它的正负极。把它如图所示那样，通过电阻跟螺线管连接起来，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，可知螺线管___________（选填“左”或“右”）端是N极，从而可以判断___________（选填“左”或“右”）端是电池的正极。
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，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕轴转过角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？
21．如图所示，一光滑绝缘圆管轨道位于竖直平面内，半径为0.2m。以圆管圆心O为原点，在环面内建立平面直角坐标系xOy，在第四象限加一竖直向下的匀强电场，其他象限加垂直于环面向外的匀强磁场。一带电量为+1.0C、质量为0.1kg的小球（直径略小于圆管直径），从x坐标轴上的b点由静止释放，小球刚好能顺时针沿圆管轨道做圆周运动。（重力加速度g取10m/s2）
（1）求匀强电场的电场强度E；
（2）若第二次到达最高点a时，小球对轨道恰好无压力，求磁感应强度B；
（3）求小球第三次到达最高点a时对圆管的压力。
22．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的。在图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个？请简述理由。
23．如图所示，一个课外物理兴趣小组通过实验研究通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律。他们将磁传感器从螺线管外部，沿轴心线逐步向内部移动，绘制出磁感应强度与相对距离关系的图线，改变通电螺线管中的电流，重复实验操作，得到不同电流下A、B两条曲线，如图所示。
（1）由图所示的图像可知，通电螺线管内部的磁感应强度具有什么特点？
（2）比较图线A、B所对应的电流大小关系，并说明理由。
24．一光滑木杆竖直放在桌面上，上面套有两个磁环X、Y并处于平衡状态，其中环X位于桌面上，两磁环间的距离为，如图所示。若将Y磁环改为Z磁环，平衡时X、Z磁环间的距离为。已知两磁环间的作用力与两磁环间的距离d的4次方成反比，环Z的质量为Y的两倍，则等于多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
由于通电螺线管内部的磁场时匀强磁场，磁感应强度处处相同，由于内部磁感线比管口密，磁感应强度B较大，ABD错误，C正确。
故选C。
2．B
【详解】
根据安培定则可知环形电流在O点产生的磁场方向沿+x轴方向，设地磁场的磁感应强度大小为B，当环形线圈中的电流为I1=2.0A时，由题意并根据磁感应强度的矢量合成法则可得
若要使磁针与+x轴的夹角变为45，设环形线圈中的电流应调整为I2，同理可得
联立以上两式解得
故选B。
3．D
【详解】
A．根据安培定则，线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向外，A错误；
B．如下图所示，线框在位置3时的磁通量等于零，所以线框从A处平移到B处，磁通量增大、减小、零、增大、减小，B错误；
C．线框在A处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向外，线框在B处时，线框表面的磁场垂直于线框平面向里，所以线框从A处平移到B处，磁通量变化量不等于0，C错误；
D．若将线框绕长直导线从A处以导线为轴转动到B处，磁感线始终从一个方向穿过线框，所以磁通量变化量为0，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
根据导线与磁场方向垂直时
则
故选C。
5．C
【详解】
A．在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为，如下图所示
可知a点处的磁感应强度的方向水平向右，故A错误；
BCD．设电流I时，导线在处产生的磁感应强度为，根据矢量的叠加可得
解得
若仅将直导线P的电流反向，如图所示
则a点处的磁感应强度的方向竖直向上，根据矢量的叠加可得则a点处的磁感应强度大小为，故C正确，BD错误。
故选C。
6．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。
7．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。
8．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。
9．D
【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。
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
ABCD．将题中的立体图转变成俯视图
设A、B两通电导线在O点产生的磁场的磁感应强度分别为，如图1所示，由于O点到两根导线的距离相等，且两根导线中的电流大小相等，则两根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小相等，则
将通电长直导线B顺时针转动90°，两根通电直导线平行，此时两根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图2所示，则有
故C正确，ABD错误。
故选C。
【点睛】
13．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。
14．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。
15．C
【详解】
A．根据题意可知点的磁感应强度为0，则直导线在点的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知直导线的电流方向垂直纸面向外，故A错误；
B．直导线在点的磁感应强度竖直向上，匀强磁场的磁感应强度水平向右，合磁感应强度不为0，故B错误；
C．直导线在点的磁感应强度水平向右，与匀强磁场的磁感应强度方向相同，结合点的磁感应强度为0可知a点的磁感应强度为2T，方向向右，故C正确；
D．直导线在点的磁感应强度竖直向下，与匀强磁场的合磁感应强度为，方向斜向右下，与磁场方向成角，故D错误。
故选C。
16． 正 N
【详解】
[1]由右手螺旋定则可知，电流由F流出，故F为蓄电池正极；
[2]小磁针N极转向Q端，这说明磁感线指向Q端，故Q端为S极，P端为N极。
17． 大 大 大 强
略
18． 右 右
【详解】
[1] 通过电后，发现小磁针的N极立即向螺线管偏转，可知螺线管左端是S极，右端是N极。
[2] 用右手握住螺线管，使大拇指指向螺线管的N极，四指环绕的方向就是电流的方向，由此可知，电流从电源右端流出、左端流入，因此，电源的右端为正极，左端为负极。
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．BS，，0，－2BS
【详解】
在题图所示位置时，磁感线与线框平面垂直，则穿过线框平面的磁通量为
当线框绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示
则穿过线框平面的磁通量
转过90°时，线框平面与磁感线平行，则
线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过的方向改变了，故穿过线框平面的磁通量变化量为
21．（1）1N/C ；（2）0.5T ；（3），方向竖直向上
【详解】
(1)小球第一次刚好过最高点，此时速度v1=0，则
解得
(2)小球第二次过最高点是速度为，由动能定理可知
又
解得
(3)小球第三次过最高点时速度为，小球受圆管向下的压力为FN
又
解得
根据牛顿第三定律可知 小球第三次到达最高点a时对圆管的压力为，方向竖直向上。
22．B
【详解】
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（最下边）；而根据安培定则：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B正确。
23．见解析
【详解】
（1）由图知通电螺线管中沿轴线上各点磁感应强度分布的特点为：通电螺线管边缘两侧轴线上各点的磁感应强度随d的增大先增大后减小；通电螺线管中轴线上中心附近对称点的磁感应强度大小基本相等，则通电螺线管管内中部磁场近似为匀强磁场。
（2）由无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度
B = k
可知导线到这一点的距离一定，电流越大产生的磁感应强度越大，由于该物理兴趣小组研究的是通电螺线管中心轴线上磁感应强度的分布规律，则可将通电螺线管看作无数根通电导线组成，而导线到中心轴线上某一点的距离可视为一定，则由图可看出A在通电螺线管中轴线上中心附近对称点的磁感应强度比B的大，则说明A所对应的电流大于B所对应的电流。
24．
【详解】
设Y质量为m，则Z质量为2m，由题可设两磁环间的作用力为
分别对磁环Y和Z受力分析，根据平衡条件可得
对Y环
对Z环
联立解得
答案第1页，共2页
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