鲁科版（2019）高二物理必修第三册寒假复习主观题知识点专项练习：5.1磁场及其描述

高二物理鲁科版（2019）必修第三册寒假复习主观题知识点专项练习：5.1磁场及其描述
1．如图，矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L，虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B，O1、O2分别为ad、bc的中点，求
(1)线圈绕ab边向纸外旋转60°角时，穿过线圈的磁通量为多少？
(2)线圈绕cd边向纸外旋转60°角时，穿过线圈的磁通量变化量为多少？
2．图中各图为在磁铁旁边小磁针静止时所处的位置，试判断各图中磁铁的南、北极。
3．两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图甲、乙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。在t＝0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子（不计重力）。若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的比荷均已知，且t0＝，两板间距h＝。
（1）求粒子在0～t0时间内的位移大小与极板间距h的比值；
（2）求粒子在极板间做圆周运动的最大半径（用h表示）。
4．如图所示，在xoy坐标系的第一象限内存在着垂直于平面的匀强磁场，一质量为m带电荷量为+q的小球，以速度v沿x轴正方向射入磁场，恰好在磁场里做匀速直线运动。求：
（1）磁场的方向?
（2）磁场的磁感强度的大小?
5．如图，在平面直角坐标系xOy中，直角三角形区域ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1，线段CO=OB=L，θ=30°；第三象限内存在垂直纸面的匀强磁场B2（图中未画出），过C点放置着一面与y轴平行的足够大荧光屏CD；第四象限正方形区域OBFE内存在沿x轴正方向的匀强电场。一电子以速度v0从x轴上P点沿y轴正方向射入磁场，恰以O点为圆心做圆周运动且刚好不从AC边射出磁场；此后电子经第四象限进入第三象限，经过y轴时速度方向与y轴负方向成60°角，最后到达荧光屏时速度方向恰好与荧光屏平行。已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子的重力，求：
(1)P点距O点的距离d；
(2)电子在电场中的运动时间t；
(3)第三象限内的磁感应强度B2的大小。
6．如图所示，编号1~12（图中未标出）的12根长直导线从左向右依次并列排成长为的直导线带ab，P1、P2是位于b所在的直线上的两点，P1到导线带左端的距离等于P2到导线带右端的距离，都等于，所有长直导线中均通有大小相等、方向垂直纸面向外的恒定电流，ab上所有长直导线产生的磁场在P1处的磁场磁感应强度大小为B1，在P2处的磁场磁感应强度大小为B2，如果将右边编号7~12的6根导线移走，求P2处的磁感应强度大小和方向。（已知通有等大电流的长直导线在相等距离的位置产生的磁感强度大小相等）
7．场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱等特点。将电流元IL垂直于磁场方向放入磁场中某处时，电流元所受到的磁场力F与电流元之比叫做该点的磁感应强度，即：
(1)请根据磁感应强度的定义特点写出电场强度的定义，并说明各物理量的含义；
(2)请根据磁感应强度的定义特点写出重力场强度的定义，并说明各物理量的含义。
8．场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。
①写出电场强度的定义式，并说明各物理量的含义；
②写出磁感应强度的定义式，并说明各物理量的含义。
9．一光滑木杆竖直放在桌面上，上面套有三个磁环、和，处于平衡状态其中环位于桌面上，相邻两磁环间的距离分别为和，如图所示.若两磁环间的作用力与两磁环间的距离的4次方成反比，环的质量为的两倍，忽略环与之间的作用力，则_____
10．长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2
A时，它受到的磁场力大小为N.
（1）该处的磁感应强度B是多大？
（2）若电流不变，导线长度减小到1cm，
则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？
（3）若导线长度不变，电流增大为5A，
则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？
（4）若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？
11．如图所示，竖直放置的通电直导线ab位于垂直纸面向里的匀强磁场中，导线ab长L=0.2m，通以大小I=0.5A、方向向上的电流，导线ab所受的安培力的大小F=0.1N。
（1）判断导线ab所受的安培力的方向；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若导线ab通以电流大小改为I＇=2A，求导线ab所受的安培力大小F＇。
12．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1
cm，电流为0.5
A，所受的磁场力为5×10－4
N．求：
(1)该位置的磁感应强度多大？
(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？
13．场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。
（1）写出电场强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义；
（2）写出磁感应强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义。
14．磁场中放一与磁场方向垂直的导线,通入的电流是2.5
A,导线长1
cm,它受到的磁场力为5×10-2
N。问:
（1）这个位置的磁感应强度是多大?
（2）如果把通电导线中的电流增大到5
A时,这一点的磁感应强度是多大?此时导线受到的磁场力为多大？
（3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?
15．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？
（2）若电流增加为10?A，所受磁场力为多大？
16．如图所示，在边长为L的正方形顶点a有一质量为m、电荷量为q的离子源，持续不断地在单位时间内向正方形区域发射n个速率均为v的离子，这些离子沿角度均匀分布。在正方形区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，使得所有离子均能垂直cd边射出，且沿边长ab发射的离子恰好从c点水平射出。在正方形右侧平行于cd
放置一接地金属板M，其上有一沿y轴可移动的、长度为L/2的窗口，允许离子通过。在极板M右侧存在边长也为L的正方形区域，设置一匀强磁场，其方向与左侧磁场相同，使通过窗口的离子都汇集到位于边长中点S的收集器中，不计重力和离子间相互作用。
（1）判断离子带电量的正负；
（2）求左右两区域磁感应强度的大小及磁场区域的最小面积；
（3）单位时间内收集器中离子收集率与窗口中心位置坐标y之间的关系。
17．如图所示,在垂直纸面向外的匀强磁场中,一根长1=0.2
m的直导线垂直磁场方向放置,当导线中通以I=5
A的电流时,导线受到的安培力F=1
N
(1)通电导线所在空间的磁感应强度B的大小为多少?
(2)若通电导线的电流增大到I′=6A，其他条件保持不变，则此时导线受到的安培力F′的大小为多少?
18．有一根长
的直导线，通有I=2A的电流．将此直导线垂直磁场方向放入匀强磁场中，导线受到的安培力
，求：
（1)该匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2)若将导线中的电流增大为,而其他不变，则该导体受到的安培力是多大？
19．如图所示，放在马蹄形磁铁两极之间的导体棒ab，当通有自b到a的电流时，导体棒受到方向向右、大小F=1N的磁场力的作用，已知导体棒在马蹄形磁铁内部的长度L=5cm，通过导体棒的电流大小I=10A，求：
(1)导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场的磁场方向；
(2)马蹄形磁铁中导体棒所在位置的磁感应强度B的大小.
20．在匀强磁场中，有一条长1.2m电阻为6Ω的通电导线，导线中的电流为5A，导线与磁场方向垂直时，所受安培力为1.8N，求：
①磁感应强度B的大小．
②10s内电流在导线上产生的热量．
参考答案
1．(1)；(2)
2．见解析
3．（1）；（2）
4．（1）磁场的方向垂直于xoy平面向里；（2）
5．(1)；(2)；(3)或
6．B2-B1，方向向上
7．见解析所示
8．见解析
9．
10．（1）0.1T；（2）N，0.1T；（3）N，0.1T；（4）0.1T，0。
11．（1）水平向左
（2）1T
（3）0.4N
12．(1)0.1
T　(2)0.1
T
13．(1)
E
指的是电场中某点电场强度，F
指的是检验电荷受到的库仑力，q
指的是检验电荷的电量。
(2)
B
指的是磁场中某点的磁感应强度，F
指的是通电导线垂直磁感应强度时受到的安培力，I
指的是通电电流强度，L
指的是通电导线的有效长度。
14．（1）2T（2）0.1N（3）不能肯定此处没有磁场
15．(1)1T
(2)
0.1N
16．（1）负电；（2）左侧区域磁感应强度的大小，左侧磁场区域的最小面积；右侧区域磁感应强度的大小，右侧磁场区域的最小面积；（3）分段讨论见解析
17．（1）1T；（2）1.2N．
18．(1)
(2)
19．(1)导体棒中的电流在其正右侧位置所形成的磁场方向竖直向上(2)2T
20．(1)0.3T（2）1500J