高中物理鲁科版选修3-1 练习 磁感应强度 Word版含解析

　磁感应强度
/基础巩固
/1下列关于磁感应强度的说法正确的是(　　)
A.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处的磁感应强度一定为零
B.一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力越小,说明该处的磁感应强度越小
C.磁场中某点的磁感应强度的方向就是放在该点的一段通电导体的受力方向
D.磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的导体的受力情况无关
解析:磁场的强弱是由磁场本身决定的,与磁场中是否放入通电导线、导线放置的差别无关,我们在磁场中放入通电导线是为了让磁场的基本特性表现出来,以便定量研究,磁感应强度的方向与放在该点的一小段通电导体的受力方向是两回事,故正确选项为D。
答案:D
/2有人根据公式B=
??
????
提出以下看法,其中正确的是(　　)
A.磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F的大小成正比
B.磁感应强度的数值跟通电导线的电流I成反比
C.磁感应强度的数值跟通电导线的长度L成反比
D.磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,它是客观存在的,它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关
答案:D
/3磁场中任一点的磁场方向为(　　)
A.小磁针受磁场力的方向
B.小磁针北极受磁场力的方向
C.小磁针南极受磁场力的方向
D.通电导线在该处所受磁场力的方向
答案:B
/4(多选)关于磁感应强度B的单位,下列等式中正确的是 (　　)
A.1 T=1 kg·A/s2 B.1 T=1 kg/(A·s2)
C.1 T=1 A/(kg·s2) D.1 T=1 N/(A·m)
解析:根据磁感应强度的定义式B=
??
????
知1 T=1
N
A·m
=1
kg·m
A·m·
s
2
=1
kg
A·
s
2
。可见,选项B、D正确。
答案:BD
/5在某磁场中P处放一个长度为L=20 cm、通电电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的最大磁场力F=1.0 N,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.0
B.10 T,方向竖直向上
C.0.1 T,方向竖直向下
D.10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向
答案:D
/6磁场中,长2 cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2 A时,它受到的磁场力大小为4×10-3 N,则该处的磁感应强度为　　　。若电流不变,导线长度减小到1 cm,导线仍垂直磁场方向,则它受磁场力F为　　　　　　　,该处的磁感应强度为　　　　　　　。?
解析:由公式B=
??
????
代入数据计算
B=
4×1
0
-3
2×0.02
T=0.1 T
由公式F=BIL=0.1×2×0.01 N=2×10-3 N,磁感应强度不变。
答案:0.1 T　2×10-3 N　0.1 T
/能力提升
/1关于电场强度和磁感应强度,下列说法正确的是(　　)
A.电场强度的定义式E=
??
??
,适用于任何电场
B.由真空中点电荷的电场强度公式E=
????
??
2
可知,当??→0时,E→+∞
C.由公式B=
??
????
可知,一小段通电导线在某处若不受磁场力,则说明此处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的磁场力方向
答案:A
/2有一小段通电导线,长为1 cm,电流为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是(　　)
A.B=2 T B.B≤2 T
C.B≥2 T D.以上各种情况都有可能
解析:如果导线与磁场方向垂直放置,则B=
??
????
=2 T。在这种情况下磁场力为最大值,即磁感应强度应为最小值。如果导线沿其他方向放置,受到的磁场力仍为0.1 N,则磁感应强度B应大于2 T,故正确选项为C。
答案:C
/3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两线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的磁场力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
解析: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两点导线的长度L相同,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,B项正确。
答案:B
/4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:在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm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产生磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量的磁感应强度为5.0×10-5 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)
/
A.5.0×10-5 T B.1.0×10-4 T
C.8.66×10-5 T D.7.07×10-5 T
解析:右图为磁场的分布图,
/
则该位置产生的磁感应强度B2的大小为B2=B1tan 60°=8.66×10-5 T。
答案:C
/5如图所示,实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B。
/
已知:CD段导线长度为4×10-2 m
天平平衡时钩码重力为4×10-5 N
通电导线的电流为0.5 A
解析:由题意知I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m。电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G。由磁感应强度的定义式B=
??
????
得B=
4×1
0
-5
0.5×4×1
0
-2
T=2.0×10-3 T。
所以通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10-3 T。
答案:2.0×10-3 T
/6★磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫能量密度,其值为
??
2
2??
,式中??是
磁感应强度,??是磁导率,在空气中??为已知常数。为了近似测得某条形磁铁磁极端面
附近的磁感应强度??,一学生用一根端面面积为??的条形磁铁吸住一相同面积的铁片??,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δ??,并测出拉力??,如图所示。已知??所做的功
等于间隙中磁场的能量,试求磁感应强度??与??、??之间的关系式。
/
解析:用力F把铁片P拉开一段微小距离Δl的过程,实际上就是力F克服磁场力做功,把其他形式的能转化为磁场能的过程。
用力F将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl的过程中,拉力F所做的功W=F·Δl,
磁铁与铁片间距中的能量密度为
??
2
2??
,
故所储存磁场能量E=
??
2
2??
×??·Δl,
据功能关系知W=E,
由以上三式得B=
2????
??
。
答案:B=
2????
??