☆英杰高中物理辅导☆ 高二同步辅导资料
第2节 磁感应强度
【例1】(多选)关于磁场方向的说法中正确的是( )
A. 小磁针北极受力的方向
B. 小磁针静止时北极所指的方向
C. 磁场N极到S极的方向
D. 小磁针南极受力的方向
【例2】有关磁感应强度的下列说法中,正确的是 ( )
A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B. 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零
C. 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F/IL 21*cnjy*com
D. 由定义式B=F/IL可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小
【例3】 如图甲所示,在蹄形磁铁间垂直磁感应强度方向放置一长为L、质量为m的铝制金属杆,金属杆用两根金属细丝悬挂在绝缘支架上,在金属杆中通以恒定电流I,结果金属丝在磁场作用下偏离竖直方向θ角(已知导线受的磁场力方向水平),如图乙所示(侧视图). 求蹄形磁铁磁极间的磁感应强度.
【例4】下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法,不正确的是( )
A. 电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同
B. 电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同
C. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D. 磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同
【例5】磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B2/2μ. 式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数. 为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δ l,并测出拉力F,如下图所示,因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=________.2·1·c·n·j·y
【例6】如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3T,B2=4T,A点的磁感应强度大小为 ( )21·世纪*教育网
A. 7T B. 1T
C. 5T D. 大于3T小于4T
限时:15分钟 期待值:95%
★课时跟踪训练★A卷
1. 关于磁感应强度下列说法中,正确的是 ( )
A. 放在磁场中的通电导线,电流越大,受到的磁场力也越大,表示该处的磁感应强度越大
B. 磁感线的指向就是磁感应强度的方向
C. 垂直磁场放置的通电导线的受力方向即磁感应强度的方向
D. 磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向均无关
2.(多选) 下列说法中正确的是 ( )
A. 电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
B. 一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零
C. 把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D. 把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱www-2-1-cnjy-com
3. 下列关干磁感应强度大小的说法中正确的 ( )
A. 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B. 通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C. 放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D. 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和方向无关
4. 在磁感应强度的定义式B中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是( )
A. B由F、I和L决定 B. F由B、I和L决定
C. I由B、F和L决定 D. L由B、F和I决定
5. 在匀强磁场里,有一根长1.2m的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为1.8N,则磁感应强度的大小为_____________Twww.21-cn-jy.com
6. 在磁感应强度的大小为2T匀强磁场里,有一根长8m的通电导线,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为32N,则导线中的电流为________________A2-1-c-n-j-y
7. 一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直. 若它受到的安培力为4×10-3N则导线中的电流强度是__________A. 若将导线中的电流减小0.05A,则该处的磁感应强度为________T,当导线的长度在原位置缩短为原来的一半时,磁感应强度为____________T。21cnjy.com
★课时跟踪训练★B卷
1. (2014·安达模拟)长10cm的通电直导线,通以1A的电流,在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4N,则该磁场的磁感应强度为( )【来源:21cnj*y.co*m】
A. 等于4T B. 大于或等于4T
C. 小于或等于4T D. 上述说法都错误
2. 关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A. 一小段通电导体放在磁场A处,受到的磁场力比B处的大. 说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大21·cn·jy·com
B. 由B=F/IL可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的IL成反比21教育名师原创作品
C. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
3.(多选) 将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图象能正确反映各量间关系的是 ( )21*cnjy*com
4.(多选) 一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是 ( )
5. 在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20cm,通电电流I=0.5A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场撤走,则P处磁感应强度为 ( )
A. 零
B. 10T,方向竖直向上
C. 0.1T,方向竖直向下
D. 10T,方向肯定不沿竖直向上的方向
6. 如图所示,通电导线l垂直放于磁场中,导线长8m,磁感应强度B的值为2T,导线所受的力为32N,求导线中电流的大小.【出处:21教育名师】
7. 在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求:【版权所有:21教育】
① 磁感应强度的大小;
② 这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力。
8. 在同一水平面内的两导轨互相平行,相距2m,置于磁感应强度大小为1.2T,方向竖直向上的匀强磁场中,一质量为3.6kg的铜棒垂直放在导轨上,当棒中的电流为5A时,棒沿导轨做匀速直线运动,则当棒中的电流为8A时,棒的加速度大小为多少.【来源:21·世纪·教育·网】
9. 匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长2cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为4×10-3N,问:
(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,则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?
(3) 若导线长不变,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各是多少?
(4) 若让导线与磁场平行,该处的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大?
特斯拉
特斯拉(Nikola Tesla,1856—1943)生于克罗地亚的史密里安,后加入美国国籍.早年在巴黎欧洲大陆爱迪生公司任职,因创造性的劳动,被转送到美国的爱迪生电器研究中心,与爱迪生(1847—1931)共同工作.21世纪教育网版权所有
他发明了交流发电机.后来,他开创了特斯拉电气公司,从事交流发电机、电动机、变压器的生产,并进行高频技术研究,发明了高频发电机和高频变压器.1893年,他在芝加哥举行的世界博览会上用交流电做了出色的表演,并用他制成的“特斯拉线圈”证明了交流电的优点和安全性.
1889年,特斯拉在美国哥伦比亚实现了从科罗拉多斯普林斯至纽约的高压输电试验.从此,交流电开始进入实用阶段.此后,他还从事高频电热医疗器械、无线电广播、微波传输电能、电视广播等方面的研究.21教育网
为表彰他早在1896—1899年实现200 kV、架空57.6 m的高压输电成果,与制成著名的特斯拉线圈和在交流电系统的贡献,在他诞辰百年纪念时(1956),国际电气技术协会决定用他的名字作为磁感应强度的单位.
☆英杰高中物理辅导☆ 高二同步辅导资料
第2节 磁感应强度
★教学大纲要求★
1. 知道磁场的强弱用磁感应强度表示.
2. 掌握磁感应强度的方向规定,理解磁感应强度大小的表达式,进一步理解磁感应强度的概念.
3. 会简单地计算磁感应强度的大小.
★知识考点诠释★
知识点1 磁感应强度的方向
1. 磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物理量,用符号“B”表示.
2. 感应强度的方向
物理学上规定: 小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向,简称为磁场的方向.
3. 条形磁铁周围小磁针的分布情况
★说明★小磁针在磁场中静止时所受力为零,即N极与S极所受磁场力平衡,故描述磁场方向时应为小磁针N极受力方向或静止时N极所指的方向,而不能说成是小磁针的受力方向.
【例1】(多选)关于磁场方向的说法中正确的是( )
A. 小磁针北极受力的方向
B. 小磁针静止时北极所指的方向
C. 磁场N极到S极的方向
D. 小磁针南极受力的方向
【解析】小磁针静止时N极所指的方向,或小磁针N极受力的方向为该点磁场的方向,也就是该点磁感应强度的方向,所以选项A、B正确.21教育网
【答案】AB
知识点2 磁感应强度的大小
1. 利用控制变量法定量的描述电流在磁场中的受力情况
定性演示(控制变量法)①保持通电导线的长度不变,改变电流的大小
②保持电流不变,改变通电导线的长度。
观察导线受力情况可知,通电导线和磁场方向垂直时,通电导线受力(磁场力)大小F∝IL,写成等式为:F = BIL 21·cn·jy·com
式中B为比例系数。
注意:① B与导线的长度和电流的大小无关 ②在不同的磁场中B的值不同(即使同样的电流导线的受力也不样)21·世纪*教育网
2. 电流元
(1) 定义: 物理学中把很短一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流元.
(2) 理解: 孤立的电流元是不存在的,因为使导线中有电流,就必须把它连到电源上.
3. 匀强磁场
(1) 定义: 强弱和方向处处相同的磁场
(2) 来源: ① 两个距离很近的异名磁极间,除边缘部分外;
② 通电螺线管内部的磁场;
③ 相隔一定距离的两个平行的线圈(赫姆霍茨线圈,通电时,其中间区域)
4. 磁场对通电导线的作用力
(1) 内容: 通电导线与磁场方向垂直时,它受力的大小与I和L的乘积成正比.
(2) 公式: F=BIL.
★说明★ ① B为比例系数,与导线的长度和电流的大小都无关.
② 不同的磁场中,B的值是不同的.
③ B应为与电流垂直的值,即式子成立的条件为: B与I垂直.
5. 磁感应强度
(1) 定义: 在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线受到的安培力的作用F,跟电流I和导线长度L的乘【来源:21·世纪·教育·网】
积IL的比值,叫做通电直导线所在处的磁场的磁感应强度.
(2) 物理意义: 磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量.
(3) 公式: .
(4) 单位: 在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T. 即
(5) B是矢量,其方向就是磁场方向,即小磁针静止时N极所指的方向.
★说明★ ① 磁感应强度是反映磁场性质的物理量,是由磁场自身决定的,与是否引入电流无关,与引入的电流是否受力无关,因为通电导线取不同方向时,其受力大小不尽相同,在定义磁感应强度时,式中F是直导线垂直于磁场时受到的磁场力. 21*cnjy*com
② 磁感应强度的方向是该处磁场的方向,而不是F的方向.
③ 因为小磁体在磁场中N极和S极都受到磁场力的作用,最终因所受磁场力的合力为零而达到平衡,由于无法单独测量N极的受力,所以不可能从磁极受力这一特性来定义磁感应强度.【版权所有:21教育】
★方法技巧应用★
技巧1. 对磁感应强度定义式的理解
(1) B与I垂直时,磁场力F=BIL,所以
(2) B与I不垂直时,设I与B的夹角为θ,则磁场力F = BILsinθ,所以,在任意情况下,I和L都共线,此公式中的Lsinθ还可理解为垂直于B的长度.
【例2】有关磁感应强度的下列说法中,正确的是 ( )
A. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
B. 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零
C. 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F/IL
D. 由定义式B=F/IL可知,电流强度I越大,导线L越长,某点的磁感应强度就越小
【解析】磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱,因此选项A是正确的;磁感应强度是与电流I和导线长度L无关的物理量,且B=F/IL 中的B、F、L相互垂直,所以选项B、C、D皆是错误的.
【答案】A
【点评】磁场的强弱由磁场本身决定,与磁场中是否放入通电导线,导线放入的位置无关.用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱,导线的作用在于检测.与电场不同的是电场中只要场强不为零,带电粒子一定受力,而磁场中即使磁感应强度不为零.通电导线受力也有可能为零.安培力的大小与B、I、L及电流与磁场的夹角有关.
【例3】 如图甲所示,在蹄形磁铁间垂直磁感应强度方向放置一长为L、质量为m的铝制金属杆,金属杆用两根金属细丝悬挂在绝缘支架上,在金属杆中通以恒定电流I,结果金属丝在磁场作用下偏离竖直方向θ角(已知导线受的磁场力方向水平),如图乙所示(侧视图). 求蹄形磁铁磁极间的磁感应强度. 2·1·c·n·j·y
【解析】分析导线的受力情况如图丙所示,由平衡条件知,F=mgtanθ.
根据磁感应强度的定义式B==
【答案】B=
【点评】本题综合运用了通电导线在磁场中受力及平衡的知识,要正确把握物理情景,从力的关系入手分析.
技巧2. 电场强度与磁感应强度的比较
电场强度(E)
磁感应强度(B)
产生
电荷周围
磁体、通电导线、运动电荷周围
定义的依据
①电场对电荷q有作用力F;②对电场中任一点F∝q,F/q=恒量(由电场决定)③对不同点一般恒量的值不同
①磁场对直线电流IL有作用力F;②磁场中任一点F与磁场方向、电流方向有关,只考虑电流方向垂直磁场方向的情况F∝IL,F/IL=恒量(由磁场决定);③对不同点一般恒量的值不同
定义式
E=F/q
B=F/IL
物理意义
E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小
B在数值上等于垂直于磁场方向长1m,电流为1A的导线所受磁场力的大小
基本性质
对放入其中的电荷有力的作用,电场力能对电荷做功,电场具有能量
对放入其中的磁体和电流、运动电荷有力的作用,磁场力能够做功,磁场具有能量
相互作用
同种电荷相斥、异种电荷相吸
同名磁极相斥,异名磁极相吸
单位
1N/C=1V/m
1T=1N/A·m
【例4】下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法,不正确的是( )
A. 电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同
B. 电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同
C. 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同
D. 磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同
【解析】电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向,磁感应强度的方向是磁针N极受力的方向,故B、C、D正确,A错误.2-1-c-n-j-y
【答案】A
【例5】磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B2/2μ. 式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数. 为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B,一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δ l,并测出拉力F,如下图所示,因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=________.【出处:21教育名师】
【解析】拉力F做功W=F·△l,磁铁与铁片P间隙中磁场能量E=B2/2μ×A·△l,据题意W=E,解以上三式,
B=.
【答案】B=.
技巧3. 磁场的叠加
像电场一样,磁场也遵循叠加原理.如果有几个磁场同时存在,则它们的磁场互相叠加,这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和.【来源:21cnj*y.co*m】
由于磁感应强度是矢量,所以叠加时采用平行四边形定则或矢量三角形定则.
【例6】如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3T,B2=4T,A点的磁感应强度大小为 ( )
A. 7T B. 1T
C. 5T D. 大于3T小于4T
【解析】根据矢量三角形定则有
【答案】C
限时:15分钟 期待值:95%
★课时跟踪训练★A卷
1. 关于磁感应强度下列说法中,正确的是 ( )
A. 放在磁场中的通电导线,电流越大,受到的磁场力也越大,表示该处的磁感应强度越大
B. 磁感线的指向就是磁感应强度的方向
C. 垂直磁场放置的通电导线的受力方向即磁感应强度的方向
D. 磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向均无关
【解析】放在磁场中的通电导线,电流越大,受到的磁场力也越大,但该处的磁感应强度却不变.A错;磁感线某点切线的指向就是磁感应强度的方向,B错;垂直于磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度方向垂直,C错;磁感应强度的大小、方向与放入其中的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向等均没有关系,磁感应强度是比值定义,D对
【答案】D
2.(多选) 下列说法中正确的是 ( )
A. 电荷在某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零
B. 一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零
C. 把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D. 把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱21*cnjy*com
【解析】电荷在电场中某处受电场力F=Eq知,只要F≠0,q≠0,则该处的电场强度一定不为零,同理F=0,q≠0,则该处的电场强度一定为零,A选项正确;一小段通电导线在磁场某处受安培F=BILsinθ知,当θ=0时,即使磁场存在,但由于电流方向平行于磁场方向,所以不受安培力,故一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一不定为零,B选项错误;把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱,这是电场强度的定义式,故C选项正确;把一小段通电导线垂直放在磁场中某处,而不是任意放置,它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱,所以D选项错误。
【答案】AC
3. 下列关干磁感应强度大小的说法中正确的 ( )
A. 通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B. 通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C. 放在匀强磁场中各处的通电导线,受力大小和方向处处相同
D. 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和方向无关
【解析】本题考查对磁感应强度的理解.因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与通电导线的受力及方向都无关.所以A选项错,D选项正确.因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关,而且与通电导线的取向有关,故B选项错;对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等,但当导线在各个位置的方向不同时,磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大,与磁场平行时受磁场力为零),而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同,所以C选项错.
【答案】D
4. 在磁感应强度的定义式B中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是( )
A. B由F、I和L决定 B. F由B、I和L决定
C. I由B、F和L决定 D. L由B、F和I决定
【解析】B=F/IL为磁感应强度的定义式,B与F、I、L无关,A错;F=BIL是F 的计算式,所以F与B、I、L有关,B对,I和L由外界决定,C、D错。
【答案】B
5. 在匀强磁场里,有一根长1.2m的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为1.8N,则磁感应强度的大小为_____________T21cnjy.com
【解析】由于电流元IL和B垂直,可直接利用公式B=F/IL求得B=0.3T
【答案】0.3
6. 在磁感应强度的大小为2T匀强磁场里,有一根长8m的通电导线,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为32N,则导线中的电流为________________A
【解析】由于电流元IL和B垂直,可直接利用公式B=F/IL求得I=2A
【答案】2
7. 一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直. 若它受到的安培力为4×10-3N则导线中的电流强度是__________A. 若将导线中的电流减小0.05A,则该处的磁感应强度为________T,当导线的长度在原位置缩短为原来的一半时,磁感应强度为____________T。www.21-cn-jy.com
解析】由于电流元IL和B垂直,则I=F/BL=0.05A;磁感应强度大小由磁场本身决定,所以均为0.4T
【答案】0.05;0.4;0.4
★课时跟踪训练★B卷
1. (2014·安达模拟)长10cm的通电直导线,通以1A的电流,在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4N,则该磁场的磁感应强度为( )www-2-1-cnjy-com
A. 等于4T B. 大于或等于4T
C. 小于或等于4T D. 上述说法都错误
【解析】题目中没有给出导线如何放置,若导线与磁场垂直,则由磁感应强度定义式得出B===4T.
若导线放置时没与磁场垂直,此时公式中的L小于实际长度0.1m,此处磁感应强度将大于4T,B对.
【答案】B
2. 关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A. 一小段通电导体放在磁场A处,受到的磁场力比B处的大. 说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B. 由B=F/IL可知,某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的IL成反比
C. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
【解析】磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量,是磁场本身性质的反映. 其大小由磁场以及磁场中的位置决定,与F、I、 L都没有关系,B=F/IL只是磁感应强度的定义式,同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处B和放置的方式共同来决定,所以A, B,C都是错误的.磁感应强度的方向就是该处小磁针N极所受磁场力的方向,不是通电导线的受力方向,所以D正确.
【答案】D
3.(多选) 将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图象能正确反映各量间关系的是 ( )
【解析】匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同,不随F或IL而发生变化,故B正确,D错误.由于导线垂直于磁场,有B=B/IL,即F=ILB.可见在B不变的情况下F与IL成正比,所以A错误,C正确.正确答案为B、C.
【答案】BC
4.(多选) 一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是 ( )21世纪教育网版权所有
【解析】当通电导线垂直于磁场方向时,可用表示B.
【答案】AC
5. 在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20cm,通电电流I=0.5A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0N,其方向竖直向上,现将该通电导线从磁场撤走,则P处磁感应强度为 ( )21教育名师原创作品
A. 零
B. 10T,方向竖直向上
C. 0.1T,方向竖直向下
D. 10T,方向肯定不沿竖直向上的方向
【解析】B==T=10T,方向不沿力的方向
【答案】D
6. 如图所示,通电导线l垂直放于磁场中,导线长8m,磁感应强度B的值为2T,导线所受的力为32N,求导线中电流的大小.
【解析】由于电流元IL和B垂直,则由F=BIL得I==A=2A.
【答案】2A
7. 在磁场中某一点,有一根长1cm的通电导线,导线中的电流为5A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为5×10-2N,求:
① 磁感应强度的大小;
② 这根导线与磁场方向平行时,所受的安培力。
【解析】① 由于电流元IL和B垂直,根据B=F/IL=1T
② 由于电流元IL和B平行,所以不受安培力的作用.
【答案】① 1T ② 0
8. 在同一水平面内的两导轨互相平行,相距2m,置于磁感应强度大小为1.2T,方向竖直向上的匀强磁场中,一质量为3.6kg的铜棒垂直放在导轨上,当棒中的电流为5A时,棒沿导轨做匀速直线运动,则当棒中的电流为8A时,棒的加速度大小为多少.
【解析】由于电流元IL和B垂直,根据F=BIL,当I=5A时,F=BIL=12N,此时棒做匀速直线运动,由平衡可知,阻力大小为12N,若电流为8A时,安培力F'=BLI'=19.2N,由牛顿第二定律有
【答案】2m/s2
9. 匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长2cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2A时,它受到的磁场力大小为4×10-3N,问:
(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,则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少?
(3) 若导线长不变,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各是多少?
(4) 若让导线与磁场平行,该处的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大?
特斯拉
特斯拉(Nikola Tesla,1856—1943)生于克罗地亚的史密里安,后加入美国国籍.早年在巴黎欧洲大陆爱迪生公司任职,因创造性的劳动,被转送到美国的爱迪生电器研究中心,与爱迪生(1847—1931)共同工作.
他发明了交流发电机.后来,他开创了特斯拉电气公司,从事交流发电机、电动机、变压器的生产,并进行高频技术研究,发明了高频发电机和高频变压器.1893年,他在芝加哥举行的世界博览会上用交流电做了出色的表演,并用他制成的“特斯拉线圈”证明了交流电的优点和安全性.
1889年,特斯拉在美国哥伦比亚实现了从科罗拉多斯普林斯至纽约的高压输电试验.从此,交流电开始进入实用阶段.此后,他还从事高频电热医疗器械、无线电广播、微波传输电能、电视广播等方面的研究.
为表彰他早在1896—1899年实现200 kV、架空57.6 m的高压输电成果,与制成著名的特斯拉线圈和在交流电系统的贡献,在他诞辰百年纪念时(1956),国际电气技术协会决定用他的名字作为磁感应强度的单位.