山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-1：磁场 单元测试题（含解析）

磁场
1．关于条形磁铁周围的磁感线，下列说法正确的是
A．条形磁铁两端附近磁感线可以相交
B．越接近条形磁铁两端，磁感线越密集
C．离条形磁铁较远的地方，磁感线是断开的
D．磁感线是真实存在的曲线
2．如图所示，a、b两根垂直纸面的直导线通有大小相等的电流，P点到a、b距离相等，要使P点产生图示方向的磁场，则a、b中电流的方向为
A．都垂直纸面向里
B．都垂直纸面向外
C．a中电流垂直纸面向里，b中电流垂直纸面向外
D．a中电流垂直纸面向外，b中电流垂直纸面向里
3．一不计重力的带正电粒子沿纸面竖直向下飞入某一磁场区域，在竖直平面上运动轨迹如图所示，则该区域的磁场方向是
A．沿纸面水平向右 B．沿纸面水平向左
C．垂直向外 D．垂直向里
4．下列四幅图表示的工具或装置，利用地球磁场工作的是( )
A． B．
C． D．
5．关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A．通电导体棒长度L越长，则B越小
B．通电导体棒中电流I越大，则B越小
C．通电导体棒所受安培力的方向就是B的方向
D．B的大小和方向只由磁场本身决定
6．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是(　　)
A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极
B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向
C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D．磁感线是闭合的曲线
7．关于磁通量，下列叙述正确的是(　　)
A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大
C．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大
D．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大
8．如图所示，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l，在两导线中均通有方向垂直于纸面向里大小相等的电流时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为B．则P中的电流在a点处产生磁场的磁感应强度的大小为（　　）
A． B． C． D．
9．在磁场中有一小段长为L、通有电流I的导线，关于导线所在处的磁感应强度，以下说法中正确的是：( )
A．若该导线所受磁场力为零，则该处磁感应强度一定为零
B．若该导线所受磁场力不为零，则该处磁感应强度一定为F/IL
C．若该导线所受磁场力不为零,则磁场力方向即为该处的磁感应强度方向
D．若该导线所受的磁场力有最大值，则用F/IL来定义该处的磁感应强度
10．如图，a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（ ）
A．沿 O 到 a 方向
B．沿 O 到 c 方向
C．沿 O 到 b 方向
D．沿 O 到 d 方向
11．11．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2.0A的电流时，受到0.8N的安培力，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．
12．磁场是存在于磁体和___________周围空间的一种物质；通常用_________来定量描述磁场的强弱．
13．如图，当开关闭合后，通电螺线管边的小磁针按如图所示方向偏转，则通电螺线管的a端为______极，（N极或S极）当图中滑片P向右移动过程中，通电螺线管的磁性将______（选填：“增强”、“减弱”或“不变”）．
14．如图所示，在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里,如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中磁感应强度最大的是_________点，磁感应强度最小的是_________点。
15．在匀强磁场里，有一条长0.2m通电导线，导线中的电流为5A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的安培力为0.4N，求匀强磁场磁感应强度B。
16．垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=25cm 通电电流强度I=10A 若它所受安培力F=1N ，求该磁场的磁感应强度B是多少？
17．垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L＝10cm，电流I＝1A，导线所受的安培力F＝5N，求：
（1）该磁场的磁感应强度B是多大？
（2）若将通电导线平行磁场方向放入该磁场，则通电导线受到的安培力是多少?
18．试写出一种在野外辨别方向的方法_____．
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
条形磁铁两端附近磁感线不可能相交，故A错误；条形磁铁两端的磁感线的分布较密，该处的磁场较强，故B正确；磁感线是闭合曲线，故C错误；磁感线是为了形象的描述磁场引入的假想的曲线，不是实际存在的；故D错误；
2．C
【解析】
【详解】
依据安培定则知，要使P点磁场方向向下，应使a中电流的磁场垂直aP斜向下，使b中电流的磁场垂直bP斜向下，又根据安培定则知，a中电流向纸里，b中电流向纸外．故C正确，ABD错误．
3．D
【解析】
带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，根据左手定则可得，磁场的方向垂直向里，D正确。
4．B
【解析】
【详解】
磁卡是利用磁条工作,磁性黑板是利用黑板的磁性;电磁起重机是利用电磁体;只有指南针是利用地磁场工作,磁体的S极指向南方;故B正确；ACD错误；
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
磁场的强弱由磁场本身决定，与放入磁场的通电导体棒无关，A、B错误，D正确；由左手定则可知通电导体棒受到的安培力与磁场是垂直的，C错误．
6．D
【解析】
【详解】
A、磁体外部磁感线由N极指向S极，而内部磁感线由S极指向N极；故A错误；
B、通电导体受力方向与磁场方向相互垂直；故B错误；
C、磁场的方向不能决定磁场的强弱，只有磁感线的疏密才能说明磁场的强弱，故C错误；
D、磁感线分布特点：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极，磁感线是闭合的曲线，故D正确。
7．C
【解析】
【详解】
A．在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积。故A项错误。
B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，但两线圈与磁场方向夹角未知，则穿过两线圈中磁通量的大小关系不确定。故B项错误。
C．线圈与磁场方向的夹角不确定，同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大。故C项正确。
D．一个线圈放在M、N两处，放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，由于线圈与磁场方向的夹角不确定，所以两处的磁感应强度关系不确定。故D项错误。
8．B
【解析】
【详解】
由于两电流在a处产生的磁感应强度大小为B如图所示，P中电流在a点处产生的磁感应强度大小与Q中电流在a点处产生的磁感应强度大小相等，方向夹角为60°，
根据矢量的合成法则，结合三角知识，则有B＝2Bp?cos30°，解得
，故故B正确，ACD错误。
9．D
【解析】
【详解】
A．当通电直导线的方向与磁场的方向平行时，通电直导线受到的安培力为0，而磁感应强度却不为0，故A错误；
B．只有当磁场B与电流I垂直时，才有F=BIL，故当导线所受磁场力不为0时，但不能肯定此时B⊥I，故B不一定等于，故B错误；
C．根据左手定则，磁场力方向与磁场方向是垂直关系，故不能说磁场力方向就是磁感应强度方向，故C错误；
D．若该导线所受的磁场力有最大值，则此时磁场B与电流I垂直，即此时满足F=BIL，则用来定义该处的磁感应强度，故D正确．
10．B
【解析】
【详解】
由题意可知，由右手螺旋定则知，b与d导线电流在o处产生的磁场正好相互抵消，而a与c导线在o处产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则可得，磁场方向水平向左，当一带正电的粒子从正方形中心o点沿垂直纸面向外运动，由左手定向可知，所受的洛伦兹力方向向下，即为由o到c，故B正确。
11． 2 2
【解析】因为通电导线与磁场垂直，则磁场的磁感强度为，磁场的磁感强度由磁场本身决定，当通入的电流加倍时，磁场的磁感强度仍为，此时受到的安培力为．
12．电流 磁感应强度
【解析】
【详解】
[1]根据电流的磁效应，电流周围存在磁场；
[2]磁场的强弱通常用磁感应强度来描述。
13．N 减弱
【解析】
当开关闭合后，通电螺线管右端的小磁针按如图所示方向偏转，说明通电螺线管的b端和小磁针的N极相吸引，则通电螺线管的b端为S极，故a端为N极；当滑片向右移动时，接入电阻变大，由欧姆定律得电磁铁中的电流减小，则通电螺线管的磁性减弱.
14．a；c；
【解析】
【分析】
该题考查了磁场的叠加问题，用右手定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项；
【详解】
用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，如图所示：
a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加变大，磁感应强度最大；
b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，磁感应强度叠加变大，方向向左上。
c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小，磁感应强度最小；
d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向向右上；
即在这四点中磁感应强度最大的是a点，磁感应强度最小的是c点。
【点睛】
磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量，它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则，在平时学习时要加强注意。
15．0.4T
【解析】试题分析：由于电流方向与磁场方向垂直，利用磁感应强度的定义式即可求解。
根据定义式可得磁感应强度为：
点睛：本题主要考查了磁感应强度的定义式，明确磁感应强度定义式的情景是解题的关键，即电流方向与磁场方向垂直。
16．0.4T
【解析】根据F=BIL可得
17．（1）50T （2）0
【解析】(1)磁感应强度的大小为：
故磁感应强度的大小为0.4T．
(2)若磁场的方向与导线方向平行，则安培力F=0．
【点睛】解决本题的关键知道当磁场方向与导线方向垂直，F=BIL；当磁场方向与导线方向平行，F=0．
18．树木朝南的一侧枝叶繁茂．
【解析】
早晨起床，面向太阳，前面是东，后面是西，左边是北，右边是南；你可以在林中找一棵树桩，根据它的年轮来识别方向，因为其年轮总是南面的宽而弱面的窄；你可以观察一棵独立的树，其南侧的枝叶茂盛而北侧的则稀疏；你可以根据蚂蚁的洞穴来识别方向，因为妈蚁的洞口大都是朝南的；在岩石众多的地方，你也可以找一块醒目的岩石来观察，岩石上布满苍苔的一面是北侧，干燥光秃的一面为南侧．