新人教版选修1-1《第2章 磁场》2015年单元测试卷（浙江省杭州市桐庐县分水高中）（解析版）
文档属性
| 名称 | 新人教版选修1-1《第2章 磁场》2015年单元测试卷（浙江省杭州市桐庐县分水高中）（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 97.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-03-01 12:33:25 | ||
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文档简介
新人教版选修1-1《第2章 磁场》2015年单元测试卷（浙江省杭州市桐庐县分水高中）
一、选择题
1．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极受磁场力的方向
2．关于磁感线和电场线的描述，正确的有（ ）
A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极
B．电场线不一定闭合，磁感线一定闭合
C．磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹
D．沿磁感线方向磁场不断减弱
3．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为（ ）
A．φa＜φb B．φa＞φb C．φa=φb D．无法比较
4．如图所示，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）
A．增大电流I
B．增加直导线的长度
C．使导线在纸面内顺时针转30°
D．使导线在纸面内逆时针转60°
6．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
7．如图所示，将一根长为l的直导线，由中点 ( http: / / www.21cnjy.com )折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（ ）
A． BIl B．BIl C． BIl D． BIl
二、填空题
8．在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、 ( http: / / www.21cnjy.com )C顶点处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为 ．方向为 ．若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为 ，方向为 ．
三、解答题
9．如图所示，在倾角为30 ( http: / / www.21cnjy.com )°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外．以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系．
（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？
（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大．
10．（电磁炮是一种理想的兵器，它的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要原理如图所示．1982年澳大利亚制成了能把2.2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）．若轨道宽为2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（轨道摩擦不计）
11．如图所示，电源电动E=2V， ( http: / / www.21cnjy.com )r=0.5Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨动摩擦因数μ=0.4，导轨的宽度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角为30°与导线垂直且向里的磁场（g=10m/s2）．求：此磁场是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多少？
12．如图所示，光滑导轨与水平面成 ( http: / / www.21cnjy.com )θ角，导轨宽L．匀强磁场磁感应强度为B．金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．求：
（1）B至少多大？这时B的方向如何？
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
新人教版选修1-1《第2章 磁场》2015年单元测试卷（浙江省杭州市桐庐县分水高中）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极受磁场力的方向
【考点】磁感应强度．
【分析】本题考查了磁场的大小与方向，磁感应强 ( http: / / www.21cnjy.com )度B=是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，B由磁场本身决定，当电流方向与磁场方向不在同一直线上时，导体才受到磁场力作用，磁场力的方向与电流、磁场垂直．
【解答】解：ABC、磁感应强度B=是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，B由磁场本身决定，故ABC错误；
D、据磁场方向的规定，磁场方向就是小磁针北极受磁场力的方向，故D正确．
故选：D．
【点评】对于磁感应强度的定义式B=是要明确其定义方法、适用条件，以及各个物理量的含义，可以和电场强度的定义E=类比学习．
2．关于磁感线和电场线的描述，正确的有（ ）
A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极
B．电场线不一定闭合，磁感线一定闭合
C．磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹
D．沿磁感线方向磁场不断减弱
【考点】磁感线及用磁感线描述磁场；电场线．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用．
【分析】磁感线是假想的线， ( http: / / www.21cnjy.com )没有起点也没有终点，且是闭合的曲线，磁感线的疏密表示磁场强弱．静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷（或无穷远），止于无穷远（或负电荷）．
【解答】解：A、磁感线在磁体外部磁感线是N极到S极，而内部则是S极到N极．所以是闭合的曲线，故A错误；
B、静电场中的电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合曲线，故B正确；
C、磁感线与小磁针在磁场力作用下的运动轨迹无关，故C错误；
D、磁场的强弱与磁感线的方向无关，故D错误；
故选：B．
【点评】考查电场线与磁感线是否闭合，理解它们的疏密程度表示场的强弱，注意运动轨迹与电场线或感应线没有关系．
3．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为（ ）
A．φa＜φb B．φa＞φb C．φa=φb D．无法比较
【考点】磁通量．
【分析】在磁铁的外部，磁 ( http: / / www.21cnjy.com )感线从N极出发进入S极，在磁铁内部，磁感线从S极指向N极．磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等．穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大．
【解答】解：根据磁感线的分布情况可知， ( http: / / www.21cnjy.com )磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb．
故选B
【点评】本题是非匀强磁场磁通量大小的比较问题，抓住抵消后剩余磁通量进行比较．常见问题，中等难度．
4．如图所示，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】左手定则．
【分析】正确应用左手定则是解答本题的关 ( http: / / www.21cnjy.com )键，在应用时为防止手忙脚乱，可以先让四指和电流方向一致，然后通过旋转手让磁感线穿过手心，从而进一步确定大拇指的指向即安培力方向．
【解答】解：根据左手定则可知：A图中安培力向下，故A错误；
B图中安培力向下，故B正确；
C图中安培力向下，故C错误；
D图中垂直于电流和磁场向外，故D错误．
故选B．
【点评】要熟练应用左手定则判断安培力方向一定平时多加练习，同时注意磁场、电流方向的表示方法．
5．如图所示，直导线处于足够大的匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）
A．增大电流I
B．增加直导线的长度
C．使导线在纸面内顺时针转30°
D．使导线在纸面内逆时针转60°
【考点】安培力．
【分析】根据左手定则的内容，判定安培力的 ( http: / / www.21cnjy.com )方向．左手定则的内容是：伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一平面内，磁感线穿过掌心，四指方向与电流的方向相同，大拇指所指的方向为安培力的方向．而安培力的大小F=BIL，且B与I垂直； 若不垂直时，则将B沿导线方向与垂直方向进行分解．
【解答】解：A、由公式F=BIL，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力．故A正确；
B、由公式F=BIL，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力．故B正确；
C、当使导线在纸面内顺时针转30°时，导线沿磁场方向投影长度缩短，则所受磁场力变小，故C错误；
D、当使导线在纸面内逆时针转60°时，导线沿磁场方向投影长度伸长，则所受磁场力变大，故D正确；
因选不正确的，故选：C
【点评】解决本题的关键会根据左手定则判断电流方向、磁场方向、安培力方向的关系．同时考查安培力大小公式的成立条件
6．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
【考点】安培力；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．
【分析】金属线框abcd放在导线MN ( http: / / www.21cnjy.com )上，导线中电流产生磁场，当导线中电流减小时，穿过线框abcd的磁通量减小，根据楞次定律判断线框abcd感应电流，再由左手定则来确定所受有安培力方向．
【解答】解：金属线框abcd放在导线M ( http: / / www.21cnjy.com )N上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况．若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小．根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针，再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右．故B正确，ACD错误．
故选B
【点评】本题运用楞次定律判断电磁感应中导体的运动方向，也可以根据因果关系，运用安培定则、楞次定律和左手定则按部就班进行分析判断．
7．如图所示，将一根长为l的直 ( http: / / www.21cnjy.com )导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（ ）
A． BIl B．BIl C． BIl D． BIl
【考点】安培力．
【分析】由安培力公式F=BIL进行计算，注意式中的L应为等效长度．
【解答】解：当L的直导线，由中点折成直角形时，有效长度为：
由于磁场和导线垂直，根据安培力公式F=BIL，解得：，故ABD错误，C正确．
故选：C
【点评】对于安培力公式F=BIL要明确其适用条件以及公式中各个物理量的含义．
二、填空题
8．在纸面上有一个等边三角形ABC，在 ( http: / / www.21cnjy.com )B、C顶点处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为 B ．方向为 垂直于BC向右 ．若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为 B ，方向为 垂直于BC向下 ．
【考点】磁感应强度；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．
【分析】根据右手螺旋定则得出两根通电导线在C点的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则得出合场强的大小．
【解答】解：根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右，
如图，根据平行四边形定则得到，C处的总磁感应强度为B总=2Bcos30°=B．方向平行于BC向右，
当C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小，同理，两夹角为120°，则合磁感应强度大小为B，方向垂直BC向下
故答案为： B，平行于BC向右，B，垂直BC向下．
【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断通电电流周围的磁场方向，以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则．
三、解答题
9．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂 ( http: / / www.21cnjy.com )直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外．以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系．
（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？
（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大．
【考点】安培力；磁感应强度．
【分析】对棒受力分析，根据左手定则来确定安培力方向，结合安培力大小表达式，依据力的合成法则，即可求解．
【解答】解：（1）B垂直斜面向上时，导体受力图（右1）
F=ILB
F=mgsinθ
可得；B==
（2）B竖直向上时，导体受力图（右2）
F=ILB
mg=Ncosθ
F=Nsinθ
可得：B==
答：（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，则磁场的磁感应强度；
（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度．
【点评】考查受力分析，掌握力的合成方法，理解左手定则及安培力的大小表达式应用．
10．（电磁炮是一种理想的兵 ( http: / / www.21cnjy.com )器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚制成了能把2.2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）．若轨道宽为2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（轨道摩擦不计）
【考点】安培力；电功、电功率．
【分析】（1）由运动学2ax=v2﹣v02可得弹体的加速度，由F=BIL可求安培力，进而由牛顿第二定律可得磁感应强度．
（2）速度最大时磁场力的功率最大．
【解答】解：
（1）由运动学2ax=v2﹣v02可得弹体的加速度为：
；
安培力为F=BIL，进而由牛顿第二定律可得：
BIL=ma
解得：B=；
（3）速度最大时磁场力的功率最大：Pm=Fv=BILv=5.5×104×10×2×10×103W=1.1×1010W．
答：
（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为55T；
（2）磁场力的最大功率为1.1×1010W．
【点评】本题重点是运动学的应用，由运动学得到加速度才能得到磁感应强度．
11．如图所示，电源电动E=2V，r= ( http: / / www.21cnjy.com )0.5Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨动摩擦因数μ=0.4，导轨的宽度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角为30°与导线垂直且向里的磁场（g=10m/s2）．求：此磁场是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多少？
【考点】安培力．
【分析】导体棒受重力、轨道的弹力、安培 ( http: / / www.21cnjy.com )力和摩擦力处于平衡，根据受力平衡，判断出安培力的方向，从而得出磁感应强度的方向．摩擦力的方向可能向上，也有可能向下，根据共点力平衡求出安培力的大小范围，从而得出B的大小范围．
【解答】解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．
要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，
根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则：B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg
若摩擦力方向向下，则：B2ILsin30°﹣μB2ILcos30°=mg
其中电流I=代入数据解得：B1=3T，B2=16.3T
故所求磁感应强度的范围3T≤B≤16.3T
答：此磁场是斜向下；
磁感应强度B的范围是3T≤B≤16.3T．
【点评】解决本题的关键会将立体图转换为平面图，利用共点力平衡求出安培力的范围，从而得出磁感应强度的范围．
12．如图所示，光滑导轨与水平面成θ角， ( http: / / www.21cnjy.com )导轨宽L．匀强磁场磁感应强度为B．金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．求：
（1）B至少多大？这时B的方向如何？
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
【考点】安培力；共点力平衡的条件及其应用；左手定则．
【专题】共点力作用下物体平衡专题．
【分析】带电金属杆进行受力分析，除重力、支持 ( http: / / www.21cnjy.com )力外，还有在磁场中受到安培力，三力处于平衡状态．由此可知安培力的方向，从而由左手定则来确定磁场的方向，由平衡可得安培力的大小，可以算出磁场的强度．
仅对磁场方向改变时，安培力的方向也随着改变，利用平衡条件来求出电流的大小．
【解答】解：（1）只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小．
根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，
大小满足：BI1L=mgsinθ，
（2）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，
沿导轨方向合力为零，得BI2Lcosθ=mgsinθ
【点评】要会区分左手定则与右手定则：左手定则是判定磁场力的，而右手定则是判定感应电流方向的．同时还利用三力平衡知识来求解．
一、选择题
1．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极受磁场力的方向
2．关于磁感线和电场线的描述，正确的有（ ）
A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极
B．电场线不一定闭合，磁感线一定闭合
C．磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹
D．沿磁感线方向磁场不断减弱
3．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为（ ）
A．φa＜φb B．φa＞φb C．φa=φb D．无法比较
4．如图所示，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）
A．增大电流I
B．增加直导线的长度
C．使导线在纸面内顺时针转30°
D．使导线在纸面内逆时针转60°
6．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
7．如图所示，将一根长为l的直导线，由中点 ( http: / / www.21cnjy.com )折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（ ）
A． BIl B．BIl C． BIl D． BIl
二、填空题
8．在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、 ( http: / / www.21cnjy.com )C顶点处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为 ．方向为 ．若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为 ，方向为 ．
三、解答题
9．如图所示，在倾角为30 ( http: / / www.21cnjy.com )°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外．以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系．
（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？
（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大．
10．（电磁炮是一种理想的兵器，它的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要原理如图所示．1982年澳大利亚制成了能把2.2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）．若轨道宽为2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（轨道摩擦不计）
11．如图所示，电源电动E=2V， ( http: / / www.21cnjy.com )r=0.5Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨动摩擦因数μ=0.4，导轨的宽度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角为30°与导线垂直且向里的磁场（g=10m/s2）．求：此磁场是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多少？
12．如图所示，光滑导轨与水平面成 ( http: / / www.21cnjy.com )θ角，导轨宽L．匀强磁场磁感应强度为B．金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．求：
（1）B至少多大？这时B的方向如何？
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
新人教版选修1-1《第2章 磁场》2015年单元测试卷（浙江省杭州市桐庐县分水高中）
参考答案与试题解析
一、选择题
1．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由B=可知，B与F成正比，与IL成反比
B．由B=可知，一小段通电导线在某处不受磁场力，则说明该处一定无磁场
C．通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极受磁场力的方向
【考点】磁感应强度．
【分析】本题考查了磁场的大小与方向，磁感应强 ( http: / / www.21cnjy.com )度B=是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，B由磁场本身决定，当电流方向与磁场方向不在同一直线上时，导体才受到磁场力作用，磁场力的方向与电流、磁场垂直．
【解答】解：ABC、磁感应强度B=是采用比值法定义的，B大小与F、IL无关，B由磁场本身决定，故ABC错误；
D、据磁场方向的规定，磁场方向就是小磁针北极受磁场力的方向，故D正确．
故选：D．
【点评】对于磁感应强度的定义式B=是要明确其定义方法、适用条件，以及各个物理量的含义，可以和电场强度的定义E=类比学习．
2．关于磁感线和电场线的描述，正确的有（ ）
A．电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极
B．电场线不一定闭合，磁感线一定闭合
C．磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹
D．沿磁感线方向磁场不断减弱
【考点】磁感线及用磁感线描述磁场；电场线．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用．
【分析】磁感线是假想的线， ( http: / / www.21cnjy.com )没有起点也没有终点，且是闭合的曲线，磁感线的疏密表示磁场强弱．静电场中的电场线不是闭合的曲线，始于正电荷（或无穷远），止于无穷远（或负电荷）．
【解答】解：A、磁感线在磁体外部磁感线是N极到S极，而内部则是S极到N极．所以是闭合的曲线，故A错误；
B、静电场中的电场线一定不闭合，磁感线一定是闭合曲线，故B正确；
C、磁感线与小磁针在磁场力作用下的运动轨迹无关，故C错误；
D、磁场的强弱与磁感线的方向无关，故D错误；
故选：B．
【点评】考查电场线与磁感线是否闭合，理解它们的疏密程度表示场的强弱，注意运动轨迹与电场线或感应线没有关系．
3．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量φa和φb大小关系为（ ）
A．φa＜φb B．φa＞φb C．φa=φb D．无法比较
【考点】磁通量．
【分析】在磁铁的外部，磁 ( http: / / www.21cnjy.com )感线从N极出发进入S极，在磁铁内部，磁感线从S极指向N极．磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等．穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大．
【解答】解：根据磁感线的分布情况可知， ( http: / / www.21cnjy.com )磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb．
故选B
【点评】本题是非匀强磁场磁通量大小的比较问题，抓住抵消后剩余磁通量进行比较．常见问题，中等难度．
4．如图所示，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（ ）
A． B． C． D．
【考点】左手定则．
【分析】正确应用左手定则是解答本题的关 ( http: / / www.21cnjy.com )键，在应用时为防止手忙脚乱，可以先让四指和电流方向一致，然后通过旋转手让磁感线穿过手心，从而进一步确定大拇指的指向即安培力方向．
【解答】解：根据左手定则可知：A图中安培力向下，故A错误；
B图中安培力向下，故B正确；
C图中安培力向下，故C错误；
D图中垂直于电流和磁场向外，故D错误．
故选B．
【点评】要熟练应用左手定则判断安培力方向一定平时多加练习，同时注意磁场、电流方向的表示方法．
5．如图所示，直导线处于足够大的匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）
A．增大电流I
B．增加直导线的长度
C．使导线在纸面内顺时针转30°
D．使导线在纸面内逆时针转60°
【考点】安培力．
【分析】根据左手定则的内容，判定安培力的 ( http: / / www.21cnjy.com )方向．左手定则的内容是：伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一平面内，磁感线穿过掌心，四指方向与电流的方向相同，大拇指所指的方向为安培力的方向．而安培力的大小F=BIL，且B与I垂直； 若不垂直时，则将B沿导线方向与垂直方向进行分解．
【解答】解：A、由公式F=BIL，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力．故A正确；
B、由公式F=BIL，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力．故B正确；
C、当使导线在纸面内顺时针转30°时，导线沿磁场方向投影长度缩短，则所受磁场力变小，故C错误；
D、当使导线在纸面内逆时针转60°时，导线沿磁场方向投影长度伸长，则所受磁场力变大，故D正确；
因选不正确的，故选：C
【点评】解决本题的关键会根据左手定则判断电流方向、磁场方向、安培力方向的关系．同时考查安培力大小公式的成立条件
6．如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（ ）
A．向左 B．向右 C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里
【考点】安培力；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．
【分析】金属线框abcd放在导线MN ( http: / / www.21cnjy.com )上，导线中电流产生磁场，当导线中电流减小时，穿过线框abcd的磁通量减小，根据楞次定律判断线框abcd感应电流，再由左手定则来确定所受有安培力方向．
【解答】解：金属线框abcd放在导线M ( http: / / www.21cnjy.com )N上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况．若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小．根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针，再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右．故B正确，ACD错误．
故选B
【点评】本题运用楞次定律判断电磁感应中导体的运动方向，也可以根据因果关系，运用安培定则、楞次定律和左手定则按部就班进行分析判断．
7．如图所示，将一根长为l的直 ( http: / / www.21cnjy.com )导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（ ）
A． BIl B．BIl C． BIl D． BIl
【考点】安培力．
【分析】由安培力公式F=BIL进行计算，注意式中的L应为等效长度．
【解答】解：当L的直导线，由中点折成直角形时，有效长度为：
由于磁场和导线垂直，根据安培力公式F=BIL，解得：，故ABD错误，C正确．
故选：C
【点评】对于安培力公式F=BIL要明确其适用条件以及公式中各个物理量的含义．
二、填空题
8．在纸面上有一个等边三角形ABC，在 ( http: / / www.21cnjy.com )B、C顶点处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为 B ．方向为 垂直于BC向右 ．若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为 B ，方向为 垂直于BC向下 ．
【考点】磁感应强度；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．
【分析】根据右手螺旋定则得出两根通电导线在C点的磁感应强度的方向，根据平行四边形定则得出合场强的大小．
【解答】解：根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右，
如图，根据平行四边形定则得到，C处的总磁感应强度为B总=2Bcos30°=B．方向平行于BC向右，
当C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小，同理，两夹角为120°，则合磁感应强度大小为B，方向垂直BC向下
故答案为： B，平行于BC向右，B，垂直BC向下．
【点评】解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断通电电流周围的磁场方向，以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则．
三、解答题
9．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上垂 ( http: / / www.21cnjy.com )直纸面放置一根长为L，质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外．以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系．
（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感应强度多大？
（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大．
【考点】安培力；磁感应强度．
【分析】对棒受力分析，根据左手定则来确定安培力方向，结合安培力大小表达式，依据力的合成法则，即可求解．
【解答】解：（1）B垂直斜面向上时，导体受力图（右1）
F=ILB
F=mgsinθ
可得；B==
（2）B竖直向上时，导体受力图（右2）
F=ILB
mg=Ncosθ
F=Nsinθ
可得：B==
答：（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，则磁场的磁感应强度；
（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度．
【点评】考查受力分析，掌握力的合成方法，理解左手定则及安培力的大小表达式应用．
10．（电磁炮是一种理想的兵 ( http: / / www.21cnjy.com )器，它的主要原理如图所示．1982年澳大利亚制成了能把2.2kg的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s）．若轨道宽为2m，长100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（轨道摩擦不计）
【考点】安培力；电功、电功率．
【分析】（1）由运动学2ax=v2﹣v02可得弹体的加速度，由F=BIL可求安培力，进而由牛顿第二定律可得磁感应强度．
（2）速度最大时磁场力的功率最大．
【解答】解：
（1）由运动学2ax=v2﹣v02可得弹体的加速度为：
；
安培力为F=BIL，进而由牛顿第二定律可得：
BIL=ma
解得：B=；
（3）速度最大时磁场力的功率最大：Pm=Fv=BILv=5.5×104×10×2×10×103W=1.1×1010W．
答：
（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为55T；
（2）磁场力的最大功率为1.1×1010W．
【点评】本题重点是运动学的应用，由运动学得到加速度才能得到磁感应强度．
11．如图所示，电源电动E=2V，r= ( http: / / www.21cnjy.com )0.5Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5Ω，它与导轨动摩擦因数μ=0.4，导轨的宽度为0.2m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们施一与纸面夹角为30°与导线垂直且向里的磁场（g=10m/s2）．求：此磁场是斜向上还是斜向下？磁感应强度B的范围是多少？
【考点】安培力．
【分析】导体棒受重力、轨道的弹力、安培 ( http: / / www.21cnjy.com )力和摩擦力处于平衡，根据受力平衡，判断出安培力的方向，从而得出磁感应强度的方向．摩擦力的方向可能向上，也有可能向下，根据共点力平衡求出安培力的大小范围，从而得出B的大小范围．
【解答】解：以静止的金属棒为研究对象，画出其侧视图，受力如图．
要使金属棒静止，通电金属棒所受安培力一定要有向左的分量，由左手定则判定磁场方向应斜向下，
根据平衡条件，若摩擦力方向向上，则：B1ILsin30°+μB1ILcos30°=mg
若摩擦力方向向下，则：B2ILsin30°﹣μB2ILcos30°=mg
其中电流I=代入数据解得：B1=3T，B2=16.3T
故所求磁感应强度的范围3T≤B≤16.3T
答：此磁场是斜向下；
磁感应强度B的范围是3T≤B≤16.3T．
【点评】解决本题的关键会将立体图转换为平面图，利用共点力平衡求出安培力的范围，从而得出磁感应强度的范围．
12．如图所示，光滑导轨与水平面成θ角， ( http: / / www.21cnjy.com )导轨宽L．匀强磁场磁感应强度为B．金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．求：
（1）B至少多大？这时B的方向如何？
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
【考点】安培力；共点力平衡的条件及其应用；左手定则．
【专题】共点力作用下物体平衡专题．
【分析】带电金属杆进行受力分析，除重力、支持 ( http: / / www.21cnjy.com )力外，还有在磁场中受到安培力，三力处于平衡状态．由此可知安培力的方向，从而由左手定则来确定磁场的方向，由平衡可得安培力的大小，可以算出磁场的强度．
仅对磁场方向改变时，安培力的方向也随着改变，利用平衡条件来求出电流的大小．
【解答】解：（1）只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小．
根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，
大小满足：BI1L=mgsinθ，
（2）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，
沿导轨方向合力为零，得BI2Lcosθ=mgsinθ
【点评】要会区分左手定则与右手定则：左手定则是判定磁场力的，而右手定则是判定感应电流方向的．同时还利用三力平衡知识来求解．