必修三6.2磁感应强度（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
2．如图所示，两个环形导线内通有大小恒定的电流、，方向如图所示。两环形导线的圆心分别为、，在两圆心连线上有三点，。已知b点的磁感应强度为0，则下列判断正确的是（　　）
A．和方向相同 B．
C．c点的磁感应强度方向一定向右 D．a点的磁感应强度方向一定向右
3．如图所示，是以点为圆心的三分之一圆弧，为圆弧中点，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，方向均垂直纸面向里，整个空间还存在一个磁感应强度大小为的匀强磁场，点处的磁感应强度恰好为零。若将处电流反向，其它条件不变，则点处的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．0
4．图甲为交流感应电动机的工作原理示意图。完全相同的线圈A、B、C竖直固定，其平面互成120°，且中心重合于O点（图中未画出）。当线圈连接三相交流电源时，其中心产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动。若线圈中通入图乙所示的正弦式交流电，三个线圈在的电流方向如图甲所示，此时线圈A中电流在O点产生磁场的磁感应强度大小为B0。已知每个线圈在O点产生磁场的磁感应强度大小与线圈中通入的电流成正比，则此时O点的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．3B0
5．如图所示，三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I，其中P、Q、R为导线上三个点，三点连成的平面与导线垂直，O为PQ连线的中点，且QR=PR。则下列判断正确的是（　　）
A．R点的磁感应强度方向竖直向上
B．P点的磁感应强度方向竖直向下
C．在离Q、R、P三点所连成的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
D．R点与O点的磁感应强度相同
6．如图所示，把一条导线平行地放在小磁针的正上方，当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动。首先观察到这个实验现象的物理学家是（　　）
A．伽利 B．法拉第
C．奥斯特 D．牛顿
7．如图所示，A 和B 为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A 和B 所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法不正确的是（　　）
A．两导线间的空间不存在磁场 B．虚线C处磁感应强度为零
C．AC间磁感应强度垂直纸面向里 D．CB间磁感应强度垂直纸面向外
8．我国是最早在航海中使用指南针的国家，郑和下西洋的船队已经装备了罗盘，如图所示。在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线正下方5cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针（小磁针的N极）指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量为，直导线通电后罗盘指针停在北偏西30°的位置，由此测出该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．已知通有恒定电流I的无限长直导线产生的磁场的磁感应强度与该点到导线的距离成反比。如图所示，有三根无限长、通有大小一样电流的直导线a、b、c等间距放置，其中b中电流与a、c相反，此时与b、c距离都相等的P点磁感应强度为B，现取走导线b，则P点的磁感应强度应为（　　）
A． B． C． D．
11．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
12．国际非电离辐射防护委员会规定，高铁产生的磁场辐射的安全标准为以下。则用国际单位制基本单位表示该磁感应强度正确的是（　　）
A． B．
C． D．
13．下列对磁感线的描述正确的是（　　）
A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向
C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的南极
D．通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆
14．关于安培定则，下列说法正确的是（　　）
A．安培定则仅适用于直线电流周围磁场方向的判断
B．安培定则能适用于多种形状电流周围磁场方向的判断
C．安培定则用于判断直线电流磁场的磁感线方向时，大拇指所指方向与磁场方向一致
D．安培定则用于判断环形电流和通电螺线管磁场的方向时，大拇指所指方向应与电流方向一致
15．如图所示，在由a、b、c、d四根电流相等的导线摆成的空间中，存在A、B、C三个点，其中点位于四根导线摆成的正方形区域的中心，A、两点到点的距离相同且位于同一水平线，A、两点到a、b的距离均相同，且A到d的距离与到d的距离相同，若在A点产生的磁场强度为，下列说法不正确的是（　　）
A．点的磁场强度为0
B．点的磁场大小与A点相同
C．若将d导线撤走，A、点的磁感应强度的绝对值的数量和为
D．若将a导线撤走，A、点的磁感应强度的绝对值的数量和为
二、填空题
16．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________。
17．判断下列说法正确还是错误。
（1）天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体。( )
（2）磁场看不见、摸不着，因此磁场是人们假想的，实际并不存在。( )
（3）电流与电流的相互作用是通过电场产生的。( )
（4）磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的。( )
（5）一环形电流产生的磁场，环内的磁感线与环外的磁感线数目相等。( )
18．有两条长直的导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．a、b的连线水平，c是的中点，d点与c点关于b点对称．已知c点的磁感应强度为，d点的磁感应强度为，则分析可得a处导线在d点的磁感应强度的大小为_______、方向为_________（选填“向上”“向下”或“向右”）．
19．通电螺线管的磁场
安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指与________一致，伸直的拇指所指的方向就是________磁场的方向或者说拇指所指的方向是它的________的方向。
三、解答题
20．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？
21．在条形或蹄形铁芯上绕有线圈，根据如图所示小磁针指向在图中画出线圈的绕线方向。
22．奥斯特发现电流磁效应的实验示意图如图所示。他将导线沿南北方向放置在小磁针的上方时，磁针转动了。请简述磁针能够转动的原因。
23．如果你在森林里迷路了，而身边有一个指南针，但上面关于南、北极的标记都脱落了，好在还有备有电池的手电筒和一段导线。你有什么办法能确定指针的南、北极
24．如图所示，小磁针静止在通电螺线管的内部，请分别标出通电螺线管磁场方向和小磁针的南北极。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
AB．由题意，根据安培定则以及对称性可知I1和I2大小相同、方向相反，故AB错误；
CD．根据对称性可知，电流I1在a、b两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B1，且方向均向右，在c点产生的磁感应强度大小设为B1′，方向向右；电流I2在b、c两点产生的磁感应强度大小相等，均设为B2，且方向均向左，在a点产生的磁感应强度大小设为B2′，方向向左，如图所示
由于b点磁感应强度为零，所以
比较各点到相应导线的距离可知
若取向右为正方向，则
所以c点的的磁感应强度方向一定向左，a点的磁感应强度方向一定向右，故C错误，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
三条导线的磁场如图所示
由矢量的叠加可知，三条导线产生的磁场合磁感应强度为
结合题意可得
若将处电流反向，三条导线产生的磁场如图所示
根据磁感强强度的叠加可知，点处的磁感应强度大小为，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
由题意可知，时刻，线圈B和线圈C的电流为线框A的，则线圈B和线圈C在O点产生的磁场大小为，由右手螺旋定则则可知，线圈A产生的磁场方向垂直线框A平面向右下，线圈B产生的磁场方向垂直线框B平面向左下，线圈C生的磁场方向垂直线框C面向里，如图所示
由磁感应强度的叠加可知O点的磁感应强度
方向与线圈A产生的磁场方向相同，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．根据右手螺旋定则和磁场的叠加原理可得
可以得到以下结论
因Q在R点产生的磁场垂直于QR斜向上；P在R点产生的磁场方向垂直PR斜向下，则R点的磁感应强度沿方向水平，A错误；
B．因Q在P点产生的磁场垂直于QP竖直向上；R在P点产生的磁场方向垂直PR斜向上，P点的磁感应强度方向斜向右上方，B错误；
C．根据同方向电流相互排斥，反方向电流相互吸引，在离Q、R两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，可能存在合力为零的位置，该位置应该在RO两点的连线上，所以磁感应强度为零的位置也存在，C正确。
D．因PQ两处的电流在O点的合磁场为零，则O点的磁感应强度方向向右，则R点与O点的磁感应强度方向不相同，大小也不一定相同，D错误；
故选C。
6．C
【详解】
当导线中有电流通过时，小磁针会发生转动，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特。
故选C。
7．A
【详解】
设A、B两导线电流在空间产生的磁场分别为BA、BB，由安培定则可知，导线A电流在AB间产生的磁场垂直纸面向里，导线B电流在AB间产生的磁场垂直纸面向外，因两导线电流相等，在AC区域，BA>BB，合磁场方向垂直纸面向里；在BC区域BA故选A。
8．A
【详解】
由题意可知，该通电直导线在其正下方5cm处产生磁场的磁感应强度与地磁场的水平分量合成后的合磁场方向沿北偏西30°，则直导线产生的磁场大小为
故选A。
9．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。
10．D
【详解】
无限长直导线产生的磁场的磁感应强度与该点到导线的距离成反比，设P到b、c距离分别为x，则到a的距离为3x，a在P点产生的场强向里，设为，而b、c在P点产生的场强向外，大小应为，因此
撒去b导线后，P点的磁感应强度为a、c两导线在P点产生场强的叠加，即
解得
故选D。
11．B
【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。
12．D
【详解】
根据
可得磁感应强度的单位是，但N不是国际单位制基本单位，又由
可得
联立可得
故ABC错误，D正确。
13．B
【详解】
A．磁感线在磁体的外部从磁体的N极到S极，在内部由S极到N极，选项A错误；
B．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，选项B正确；
C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向与螺线管内部磁感线方向相同，即指向螺线管的N极，选项C错误；
D．根据安培定则可知，直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，且这些同心圆都在跟导线垂直的平面上，但不是等间距同心圆；故D错误；
故选B。
14．B
【详解】
AB．安培定则适用于任何电流或等效电流的磁场方向判断，A错误，B正确；
C．由安培定则的使用方法可知，安培定则用于判断直线电流磁场的磁感线方向时，大拇指所指方向与电流方向一致，C错误；
D．安培定则用于判断环形电流和通电螺线管磁场的方向时，大拇指所指方向应与内部磁场方向一致，故D错误。
故选B。
15．D
【详解】
A．因为四根导线通过的电流大小相等，再根据右手螺旋定则可知，导线a、b在B点产生的磁感应强度大小相等方向相反，导线c、d在B点产生的磁感应强度大小相等方向也相反，则点的磁场强度为0，故A正确；
B．因为四根导线通过的电流大小相等，再根据右手螺旋定则可知，导线a、b在A、C两点产生的磁感应强度都大小相等方向相反，即导线a、b在A、C两点产生的磁感应强度为零。而由于A点距导线d的距离等于C点距导线c的距离，则根据对称性可知，点的磁场大小与A点相同，故B正确；
C．由题意可知，导线d在A点产生的感应强度与导线c在A点产生的感应强度之和为，根据对称性可知，导线d在A点产生的感应强度与导线c在C点产生的感应强度大小相等。若将d导线撤走，A、点的磁感应强度的绝对值的数量和为导线c在C点产生的感应强度大小加上导线c在A点产生的感应强度大小，即为，故C正确；
D．由题意可知，导线d在A点产生的感应强度与导线c在A点产生的感应强度之和为，即
若将a导线撤走，则有
又导线b在A点产生的磁感应强度等于在C点产生的磁感应强度，即
结合对称性可知，A、点的磁感应强度的绝对值的数量和为
故D错误。
本题选不正确的，故选D。
16． 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。
17． 正确 错误 错误 错误 正确
【详解】
（1）[1]天然磁体和人造磁体都能吸引铁质物体，该说法正确；
（2）[2]磁场看不见、摸不着，但是磁场是真实存在的，磁感线是人们假想的，实际并不存在。该说法错误；
（3）[3]电流与电流的相互作用是通过磁场产生的，该说法错误；
（4）[4]磁感线可以用细铁屑来显示，但是磁感线不是真实存在的，该说法错误；
（5）[5]一环形电流产生的磁场，环内和环外磁感线是闭合的，则环内的磁感线与环外的磁感线数目相等，该说法正确。
18． 向下
【详解】
[1][2]．设a处导线在d点的磁感应强度的大小为B，方向方向竖直向下。根据通电直导线产生的磁场磁感应强度与电流成正比，a处导线在c点的磁感应强度的大小为3B，方向竖直向下。由题，两条长直导线恒定电流大小相等，则得到b处导线在c两点的磁感应强度的大小为3B，根据安培定则得到，方向竖直向下。b处导线在d两点的磁感应强度的大小为3B，根据安培定则得到，方向竖直向上。则根据磁场叠加得
B1=3B+3B=6B
B2=3B-B=2B
根据数学知识得到
所以a处导线在d点的磁感应强度的大小为
方向是竖直向下。
19． 螺线管电流的方向 螺线管轴线上 北极
20．
【详解】
穿过线框的磁通量
21．见解析；
【详解】
（1）中小磁针N极向右，则通电螺线管的左端应为S极，再由右手螺旋定则得出线圈的绕向如下图所示．（2）中左端是N极，则绕向如图；
22．导线沿南北方向放置，根据安培定则，电流产生的磁场方向沿东西方向，地球磁场方向沿南北方向，合磁场偏离南北方向，当导线中的电流等于零时，小磁针在地球磁场的作用下指向南北方向，当导线中的电流不等于零时，小磁针将与合磁场方向共线，发生偏转。
【详解】
导线沿南北方向放置，根据安培定则，电流产生的磁场方向沿东西方向，地球磁场方向沿南北方向，合磁场偏离南北方向，当导线中的电流等于零时，小磁针在地球磁场的作用下指向南北方向，当导线中的电流不等于零时，小磁针将与合磁场方向共线，发生偏转。
23．见解析
【详解】
将导线中的一段拉直并把导线两端接在电源的正负极上，直导线中的电流方向从正极流向负极方向，把指南针放在直导线附近，指南针在通电直导线的磁场作用下发生偏转，伸出右手并握住直导线，大拇指指向电流方向，则四根手指环绕的方向即为通电直导线的磁场方向，即为指南针的北极方向。
24．
【详解】
根据安培定则可判断螺线管的磁场方向如图；小磁针的N极指向与磁场方向相同；
答案第1页，共2页
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