人教版选修3-1第三章 磁场填空练习题（含答案）．

第三章 磁场
填空练习题.
1.在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点处是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____________．

2.如图所示，右手握住通电直导线，让伸直的拇指方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是　　的环绕方向．

3.一根长20 cm的通电导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力为4×10－3N，则导线中的电流强度为________ A；若将导线中的电流减小为0，则该处的磁感应强度为________ T.
4.如图所示，可以自由转动的小磁针静止不动时，靠近螺线管的是小磁针的________极，若将小磁针放到该通电螺线管内部，小磁针指向与图示位置时的指向相________．(填“同”或“反”)．

5.如图所示，将截面为正方形的真空腔abcd放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．若有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c和d射出的电子的速率之比　　；通过磁场的时间之比为　　．

6.一矩形线圈面积S＝10－2m2，它和匀强磁场方向之间的夹角θ1＝30°，穿过线圈的磁通量Ф＝1×10－3Wb，则磁场的磁感应强度B＝______________；若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量为____________；若线圈平面和磁场方向之间的夹角变为θ2＝0°，则Ф0＝________________.
7.水平的平行轨道MN、PQ上有一辆小车G，俯视情况如图所示，车上有一个通电线框，图中虚线框A、B、C、D等是磁场区域，内有垂直于纸面向里或向外的磁场，磁场的磁感应强度的大小相同．要使小车能向右行驶，此时A区域磁场方向为______，B区域磁场方向为______．

8.如下图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，B与S垂直，线圈一半在磁场中，则当线圈从图示位置绕ad边绕过60°时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为________；当线圈再绕ad边转过30°时，线圈中的磁通量为________，在此过程中磁通量的改变量为________．

9.两个完全相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动．

a．现将AB突然竖直向上平移(平板与磁铁之间始终接触)，并使之停在A″B″处，结果发现两个条形磁铁吸在了一起．
b．如果将AB从原来位置突然竖直向下平移，并使之停在位置A′B′处，结果发现两条形磁铁也吸在了一起，请回答下列问题：
(1)开始时两磁铁静止不动，磁铁间的相互作用力是________力；右侧的磁铁受到的静摩擦力的方向向________．
(2)在a过程中磁铁开始滑动时，平板正在向上加速还是减速呢？答：______________.
(3)在b过程中磁铁开始滑动时，平板正在向下加速还是减速呢？答：______________.
10.如图所示在通电螺线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”)

11.在磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，一根与磁场方向垂直放置、长度L＝0.2 m的通电导线中通有I＝0.4 A的电流，则导线所受磁场力大小为________；若将导线转过90°与磁场方向平行时，导线所受磁场力为________，此时磁场的磁感应强度为________．
12.如图所示，带负电的小球质量为m，电荷量为q，用绝缘细线悬挂在小车上，小车在水平面上以速度v匀速向右运动，若在小车运动区域内加一竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场，则悬线将向________方向偏离竖直方向，偏角θ＝________，悬线的拉力为________．

13.匀强磁场中有一段长为0.2 m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过2.0 A的电流时，受到0.8 N的磁场力，磁场磁感应强度是____T；当通过的电流加倍时，磁感应强度是____T.
14.如图所示，一单匝线圈从左侧进入磁场．在此过程中，线圈的磁通量将　　（选填“变大”或“变小”）．若上述过程所经历的时间为0.1 s，线圈中产生的感应电动势为2 V，则线圈中的磁通量变化了　　Wb．

15.一根长为20 cm的导体棒垂直磁场方向放在匀强磁场中．当导体棒中通有0.05 A的电流时，导体棒受到的磁场力大小为4×10－3N，则导体棒所在处磁场的磁感应强度大小为______．
16.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为____________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置转过90°角，则穿过框架平面的磁通量为__________；若从初始位置转过180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化是__________．

17.一根长20 cm的通电直导线放在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，若它受到磁场力为4×10－3N，则导线中的电流强度是____A．若只将导线中的电流强度减小0.05 A，则该处的磁感应强度为______ T.
18.光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电、电荷量为q、质量为m、可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________．

19.如图所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中．当金属杆中通有方向a→b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T.当金属杆通有方向b→a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2 T．则磁场的磁感应强度B的大小为________．

20.如图所示，质量为m、总长度为L的等边三角形ABC导线框，在A处用细线竖直悬挂于轻杆一端，水平轻杆另一端通过弹簧连接地面，离杆左端处有一固定转轴O.现垂直于ABC施加一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，当在三角形ABC导线框中通以逆时针方向、大小为I的电流时，AB边受到的安培力大小是________，此时弹簧对杆的拉力为________．





答案解析
1.【答案】B　水平向右　B　竖直向下
【解析】如图所示，由安培定则知B处导线在A点的磁感应强度方向水平偏下30°，C处导线在A点的磁感应强度方向水平偏上30°，由平行四边形定则可以求得合磁感应强度方向水平向右，大小为B1＝2Bcos 30°＝B.

当C处的电流方向反向时，如图所示．

由平行四边形定则可知合磁感应强度B2的方向竖直向下，大小等于B.
2.【答案】磁感线
【解析】根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是：右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，故答案为：磁感线.
3.【答案】0.05　0.4
【解析】由F＝ILB得
I＝＝A＝0.05 A
若将导线中的电流减小为0，该处的磁感应强度仍为0.4 T.
4.【答案】N　同
【解析】根据右手螺旋定则，螺线管的左端是S极，所以靠近螺线管的是小磁针的N极，因为螺线管内的磁场方向向右，所以将小磁针放到该通电螺线管内部时，小磁针N极指向磁场方向，即与图示位置时的指向相同．
5.【答案】2∶1 1∶2
【解析】①设电子的质量为m，电量为q，磁感应强度为B，电子圆周运动的半径为r，速率为，由牛顿第二定律得：
解得：=，r与成正比．

由图看出，从c孔和d孔射出的电子半径之比rc∶rd=2∶1，则速率之比∶=∶=
2∶1．
②电子圆周运动的周期为：T=，所有电子的周期相等，
从c孔和d孔射出的电子在盒内运动时间分别为：tc=T，td=，
所以从c孔和d孔射出的电子在盒内运动时间之比：tc∶td=1∶2；
6.【答案】0.2 T　2×10－3Wb　0
【解析】线圈的磁通量Ф＝B·S⊥＝BSsin 30°，所以B＝＝＝0.2 T
若线圈以一条边为轴转180°，则穿过线圈的磁通量的变化量
ΔФ＝Ф－Ф′＝1×10－3Wb－(－1×10－3)Wb＝2×10－3Wb
线圈平面和磁场方向之间的夹角变为0°，则Ф0＝0.
7.【答案】里　外
【解析】要使小车能向右行驶，则线框受到的安培力向右，根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以此时A区域磁场方向垂直纸面向里，B区域磁场方向垂直纸面向外．
8.【答案】0.2 Wb　0　0　0.2 Wb
【解析】图示位置的磁通量Φ1＝B＝0.2 Wb.当线圈从图示位置绕ad边转过60°时，线圈垂直磁场方向的面积S⊥＝Scos 60°＝m2＝S，恰好都在磁场区域内，所以Φ2＝BS⊥＝0.2 Wb，因此ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝0.当线圈再绕ad边转过30°时，线圈与磁场方向平行，Φ3＝0，此过程中磁通量的改变量为ΔΦ2＝|Φ3－Φ2|＝0.2 Wb.
9.【答案】(1)吸引　右　(2)减速　(3)加速
【解析】本题是一道综合性题目，主要考查磁体间的相互作用规律、受力分析、牛顿第二定律．磁铁静止时，二者间的相互吸引力与静摩擦力大小相等，对右侧的磁铁来说，吸引力向左，静摩擦力向右．当平板向上运动而磁铁吸在一起时，说明摩擦力减小，磁铁所受支持力减小，磁铁应处于失重状态，所以平板应向上减速运动，加速度方向向下．当平板向下运动而两磁铁吸在一起时，磁铁应处于失重状态，所以加速度仍向下，故是向下加速运动．
10.【答案】正极　S
【解析】
11.【答案】6.4×10－2N　0　0.8 T
【解析】当磁感应强度B与电流I垂直放置时，由公式B＝可知F＝BIL＝0.8×0.4×0.2 N＝6.4×10－2N
当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时，受到的磁场力的大小为零，磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关，B＝0.8 T.
12.【答案】纸内　arctan　
【解析】由左手定则可知，带负电小球受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里，因此悬线将向纸内方向偏离；对小球受力分析，小球受重力、拉力与洛伦兹力，

根据力的平行四边形定则，结合平衡条件，
则有：tanθ＝
解得：θ＝arctan
由力的合成法则，则有悬线的拉力为
T＝
13.【答案】2　2
【解析】由题，通电导线与磁场垂直，则磁场的磁感应强度为：B＝＝2 T
磁场的磁感应强度由磁场本身决定，当通入的电流加倍时，磁场的磁感应强度仍为2 T.
14.【答案】变大 0.2
【解析】匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，磁通量，面积变大，故磁通量变大；
根据法拉第电磁感应定律E=，故△=nE?△t=1×2×0.1 Wb=0.2 Wb.
15.【答案】0.4 T
【解析】当B与I垂直时有F＝BIL，则：B＝＝0.4 T
16.【答案】BS　BS　0　2BS
【解析】初始位置Φ1＝BS；框架转过60°角时Φ2＝BS⊥＝BScos 60°＝BS；框架转过90°角时Φ3＝BS⊥＝BScos 90°＝0；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180°角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即Φ4＝－BS，所以ΔΦ＝|Φ4－Φ1|＝|(－BS)－BS|＝2BS.
17.【答案】0.05　0.4
【解析】导线与磁场方向垂直，则有导线受到的磁场力为：F＝BIL；
所以有：I＝＝0.05 A
磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，与电流大小无关，电流强度减小0.05 A，则该磁场的磁感应强度仍为0.4 T，
18.【答案】
【解析】以带电小环为研究对象，对小环受力分析如图所示．

F＝mgcosθ，F＝qvB，
解得v＝.
19.【答案】
【解析】导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡．
当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上．
2T＋BIL＝mg①
当ab中的电流由b到a时，磁场力向下．
4T＝BIL＋mg②
解方程组得B＝.
20.【答案】　
【解析】因三角形的总长度为L，则AB的长度为，则AB边受到的安培力F＝，同理其他两边的安培力均为；BC边受到的安培力竖直向上，而BAC段受到的等效安培力竖直向下，故三角形导线框受到的总安培力为0；设轻杆长为S，则由杠杆原理可知：mg＝F·
解得F＝.