人教版物理高二选修3-1第3章第2节磁感应强度同步检测卷

登陆21世纪教育 助您教考全无忧
人教版物理高二选修3-1第3章
第2节磁感应强度同步检测卷
一、选择题
1．关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的是(　　)
A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于
B．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于
C．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大
D．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同
答案：B
解析：解答：判断磁感应强度的大小，需要在电流元受力最大的前提下进行，即电流元垂直于磁场方向，选项A、B中的力F可能小于或等于最大受力，因此磁感应强度B可能大于或等于；电流元在磁场中受力与其放置方位有关，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大；磁场的方向规定为小磁针N极受力方向，与电流元受力方向不相同。
故选B
分析：判断磁感应强度的大小，电流元垂直于磁场方向，电流元受力最大；电流元在磁场中受力与其放置方位有关，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大；磁场的方向规定为小磁针N极受力方向，与电流元受力方向不相同。
2．由磁感应强度的定义式可知(　　)
A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受磁场力一定为零
B．通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零
C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的
D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关
答案：A
解析：解答：磁感应强度的定义式是在导线与磁场方向垂直时得出的，如果B＝0，则磁场力F＝0，但如果F＝0，则B不一定等于零，磁场力的大小与导体的放置方向有关，则A正确，B、C均错误；磁场一定时，磁感应强度是定值，与放不放导体无关，D错误。
故选A
分析：如果B＝0，则磁场力F＝0，但如果F＝0，则B不一定等于零，磁场力的大小与导体的放置方向有关。
3．关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法错误的是(　　)
A．电场强度的方向与负电荷所受电场力的方向相反
B．电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同
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通电导线在该处所受磁场力的方向相同
答案：D
解析：解答：电场强度的方向是正电荷在电场中所受的电场力的方向，也是负电荷所受电场力的反方向，A、B正确；
磁感应强度的方向是小磁针N极所受磁场力的方向即静止时N极所指的方向，C正确；
磁场中导线的受力方向不是该处磁感应强度的方向，D错误。
故选D
分析：电场强度的方向是正电荷在电场中所受的电场力的方向，也是负电荷所受电场力的反方向；磁感应强度的方向是小磁针N极所受磁场力的方向即静止时N极所指的方向。
4．关于磁感应强度B的方向，下列说法正确的是(　　)
A．B的方向就是小磁针所指的方向
B．B的方向与小磁针N极的受力方向一致
C．B的方向就是通电导线的受力方向
D．B的方向就是该处磁场的方向
答案：BD
解析：解答：B的方向与小磁针N极的受力方向或小磁针静止时N极所指的方向一致。与通电导线受力方向不一致。
故选BD
分析：B的方向与小磁针N极的受力方向或小磁针静止时N极所指的方向一致。
5．关于磁感应强度，下列说法正确的是(　　)
A．由可知，B与F成正比，与IL成反比
B．通电导线放在磁场中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零
C．通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B＝0)
D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定
答案：D
解析：解答：磁感应强度只是一个定义式，而不是决定式；
所以磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关。
故选D
分析：磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关。
6．某地的地磁场强度大约是4.0×10－5 T，一根长为500 m的导线，通入电流强度为10 A的电流，该导线可能受到的磁场力为(　　)
A．0 B．0.1 N C．0.3 N D．0.4 N
答案：AB
解析：解答：由F＝ILB＝10×500×4.0×10－5 N＝0.2 N。这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力，其他放置方向导线受的磁场力要小于0.2 N，平行磁场放置时F＝0.故只要小于0.2 N，大于或等于0的力均是有可能的。
故选AB
分析：I、L、B相互垂直时，导线与磁场方向垂直时得到的磁场力最大。
7．磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号：T)，下列单位中与磁感应强度单位一致的是(　　)
A.　　　　　　　B.
C. D.
答案：A
解析：解答：根据定义式可知A正确，B、C、D错误。
故选A
分析：力的单位是N，电流单位是A，长度L的单位是m，单位也满足四则混合运算。
8．有一段直导线长为1 cm，通有5 A的电流，把它置于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B的值可能为(　　)
A．1 T B．0.5 T C．2 T D．2.5 T
答案：CD
解析：解答：当I与B垂直时，由可解得B＝2 T，但题中未说明I与B垂直，故B的值也可能大于2 T。
故选CD
分析：当I与B垂直时，安培力最大。
9．如图甲所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是图乙中的(　　)
A.
B
C.
D.
答案：C
解析：解答：通电螺线管外部中间处的磁感强度最小，两极最大。
故选C
分析：通电螺线管外部中间处的磁感强度最小，两极最大。
10．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物理量间关系的是(　　)
A.
B.
C.
D.
答案：B
解析：解答：由F＝BIL知：匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误．B、L一定时，F与I成正比，随I的增大而增大，故A、C错误。
故选B
分析：由F＝BIL结合控制变量法判断正确图像。
11．一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，则不可以用表示磁感应强度B的是(　　)
A.
B.
C.
D.
答案：D
解析：解答：当通电导线垂直于磁场方向时，才可以用表示磁感应强度，只有D不符合要求。
故选D
分析：当通电导线垂直于磁场方向时，才可以用表示磁感应强度。
12．把长度L、电流I都相同的一小段电流元放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则(　　)
A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度
B．A、B两点磁感应强度可能相等
C．A、B两点磁感应强度一定不相等
D．A点磁感应强度一定小于B点磁感应强度
答案：B
解析：解答：由于电流元方向和磁场方向关系不确定，所以无法比较A、B两点的磁感应强度。
故选B
分析：由于电流元方向和磁场方向关系不确定，无法比较A、B两点的磁感应强度大小。
13．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是(　　)
A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间存在电场
B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场
C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场
D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场
答案：D
解析：解答：如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A、B正确；
把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C正确，D错误。
故选D
分析：放入电场中的电荷始终受到电场力，放入磁场中的通电直导线，只有当电流方向与磁场不平行时才受到磁场力的作用。
14．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是(　　)
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
答案：B
解析：解答：导线受到的磁场力F＝BIL.对于题图给出的F I图线，直线的斜率k＝BL，由题图可知ka>kb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度。
故选B
分析：能从图像分析出斜率k=BL是关键，再根据F＝BIL判断A、B两点磁感应强度的大小。
15．现有一段长L＝0.2 m、通有电流I＝2.5 A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是(　　)
A．如果B＝2 T，则F一定为1 N
B．如果F＝0，则B也一定为零
C．如果B＝4 T，则F有可能为1 N
D．当F为最大值时，通电导线一定与B平行
答案：C
解析：解答：当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIL；当导线与磁场方向平行时，F＝0；当导线与磁场方向成任意其他角度时，0故选C
分析：当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIL，当导线与磁场方向平行时，F＝0；磁感应强度是磁场本身的性质，与力F无关。
二、填空题
16．一个面积是40cm2的导线框，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为0.8Wb，则匀强磁场的磁感应强度 。
答案：200T
解析：解答：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS。所以。
分析：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS．当线圈与磁场成θ角时，磁通量Φ=Bssinθ。
17．如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的c端为电源 极，（填“正”或“负”）螺线管的a端为等效磁极的 极。（填“N”或“S”）
答案：正极|S极
解析：解答：通电螺线管内部的磁场方向为从S指向N，与外部相反，根据小磁针的N即向右指判断通电螺线管右端为N极，所以b段为S极。根据安培右手定则，四指弯曲的方向指向电流方向，大拇指所指的即为N极即大拇指指向a，据此判断电流为从c到d，即c为电源正极。
分析：本题考查螺旋管的磁场，根据小磁针指向判断螺旋管南北极和电源正负极。
18．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到6.0×10-2N的磁场力，则磁场的磁感应强度是 T；当通过1.5A的电流时，磁场的磁感应强度是 T。
答案：0.1|0.1
解析：解答：根据,当通过1.5A的电流时，磁场的磁感应强度仍然是0.1T。
分析：考查磁感应强度的定义，由F=BIL可求出磁感应强度，同时磁感应强度由本身性质决定，与放入导线电流大小无关。
19．匀强磁场中有一段长为30cm的长直导线，它与磁场方向垂直，当通过2A的电流时，受到安培力大小为6X10-3N，则磁场的磁感应强度为 T；当导线长度缩短为原来一半时，磁场的磁感应强度是 T
答案：0.01|0.01
解析：解答：由安培力公式F=BIL可知，磁感强度是磁场本身的性质，与放置的电流和所受安培力大小无关，所以当导线长度缩短为原来一半时，磁场的磁感应强度仍是0.0T。
分析：难度较小，公式只是一个计算式，不是决定式，磁感强度是磁场本身的性质，与放置的电流和所受安培力大小无关。
20．长为0.2m的导线垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1A的电流时，导线受到的安培力大小为0.8N，则磁场的磁感应强度为 T，当导线中的电流增大为2A时，导线受到的安培力为 N。
答案：4|1.6
解析：解答：由磁感应强度的定义式可得
当导线中的电流增大为2A时，导线受到的安培力为
分析：公式是磁感应强度的定义式，成立的条件是导线垂直于磁场方向放置，B由磁场的本身决定，与F、IL无关。
三．计算题
21． 如图所示，竖直向下的匀强磁场中，用两条竖直线悬吊一水平通电直导线，导线长为L，质量为m，通入电流I后，悬线偏离竖直方向θ且保持静止，已知导线受到的磁场力方向水平，求磁场的磁感应强度的大小．
答案：导线的受力情况分析如图所示：　
由平衡条件知，F＝mgtan θ
根据磁感应强度的定义式得
.
解析：解答：
导线的受力情况分析如图所示：　
由平衡条件知，F＝mgtan θ
根据磁感应强度的定义式得
.
分析：本题就是一个平衡状态的 求解，画出受力分析图是解题关键。
22．金属滑杆ab连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图所示，垂直cd与ef有匀强磁场，磁场方向如图所示，合上开关S，弹簧伸长2 cm，测得电路中电流为5 A，已知弹簧的劲度系数为20 N/m，ab的长为L＝0.1 m．求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？
答案：弹簧拉力F弹＝kΔx
金属杆所受磁场力：F＝BIL
由平衡条件知F＝F弹
即ILB＝kΔx
所以
解析：解答：弹簧拉力F弹＝kΔx
金属杆所受磁场力：F＝BIL
由平衡条件知F＝F弹
即ILB＝kΔx
所以
分析：弹簧弹力和安培力是一对平衡力，利用二力平衡即可求解。
23．在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1 cm，电流为5 A，所受磁场力为5×10－2 N．求：
(1)这点的磁感应强度是多大？若电流增加为10 A，所受磁场力为多大？
答案：；
电流增加为10 A时受到的磁场力
F＝BIL＝1×10×1×10－2 N＝0.1 N。
(2)若让导线与磁场平行，这点的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？
答案：磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关，若导线与磁场平行，磁感应强度不变，所以B＝1 T；磁场力为0。
解析：解答：(1)；
电流增加为10 A时受到的磁场力
F＝BIL＝1×10×1×10－2 N＝0.1 N。(2)磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关，若导线与磁场平行，磁感应强度不变，所以B＝1 T；磁场力为0。
分析：（1）利用磁感应强度定义式即可求解（2）磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关，若导线与磁场平行，磁场力为0。
24．如图所示，长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中，导体棒与磁场方向垂直，当导体棒中通过的电流为I时，细线上的拉力恰好为零，问磁感应强度B为多大？
答案：由细线拉力恰好为0可知，磁场力为：F＝mg
又∵F＝BIL
解得：
解析：解答：由细线拉力恰好为0可知，磁场力为：F＝mg
又∵F＝BIL
解得：
分析：利用共点力平衡知识求解，属于容易题。
25．边长为10 cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面夹角θ＝30°，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B＝2＋3t(T)，则在第1 s内穿过线圈的磁通量的变化量为多少？
答案：t＝0时，B0＝2 T
t＝1 s时，B1＝(2＋3×1)T＝5 T
由Φ＝BS⊥得：ΔΦ＝ΔBSsin 30°＝(B1－B0)L2sin 30°＝(5－2)×0.12× Wb＝1.5×10－2 Wb。
解析：解答： t＝0时，B0＝2 T
t＝1 s时，B1＝(2＋3×1)T＝5 T
由Φ＝BS⊥得：ΔΦ＝ΔBSsin 30°＝(B1－B0)L2sin 30°＝(5－2)×0.12× Wb＝1.5×10－2 Wb。
分析：磁通量的变化等于末状态磁通量减去初状态磁通量，或者用ΔΦ＝ΔBS，
ΔΦ＝BΔS计算，具体用什么公式要根据具体题意来决定。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 15 页 （共 15 页） 版权所有@21世纪教育网