人教版高中物理选修3-1第三章第2节磁感应强度巩固练习
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磁感应强度巩固练习一、单选题1.关于磁感应强度,下列说法正确的是()A. 由B=F可知,B与F成正比,与IL成反比ILB. 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2.一根长为0.1m的电流为1A的通电导线,在磁场中某处受到的安培力大小为0.4N,则该处的磁感应强度一定为()A. 等于4 TB. 大于或等于4 TC. 小于或等于4 TD. 可能为03.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,∠MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的磁感应强度大小为B1.若将N处的长直导线移至P处,则O点的磁感应强度大小变为B2,则B2与B1之比为()A. 1:1B. 1:2C. √3:1D. √3:24.两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同,环面垂直,环中通有相同大小的恒定电流,如图所示,则圆心O处磁感应强度的方向为(AA′面水平,BB′面垂直纸面)()A. 指向左上方B. 指向右下方C. 竖直向上D. 水平向右5.有两根长直导线a、b互相平行放置,图所示为垂直于导线的截面图。
在图示的平面内,O点为两根导线连线ab的中点,1 / 10M、N为ab的中垂线上的两点,它们与ab的距离相等。
若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流,已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比。
则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是()A. M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同B. M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反C. 在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D. 若在N点放一小磁针,静止时其北极沿ON指向O点6.如图所示,a、b、c为纸面内等边三角形的三个顶点,在a、b两顶点处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向垂直于纸面向里,则c点的磁感应强度B的方向为()A. 与ab边平行,向上B. 与ab边平行,向下C. 与ab边垂直,向右D. 与ab边垂直,向左7.磁场中某点磁感应强度的方向是()A. 正电荷在该点的受力方向B. 小磁针N极在该点的受力方向C. 运动电荷在该点的受力方向D. 一小段通电直导线在该点的受力方向8.关于磁感应强度B的概念,下列说法中正确的是()A. 根据磁感应强度B的定义式B=F/IL可知磁感应强度B与F成正比,与IL成反比B. 一小段通电导线放在磁感应强度为零处,它所受的磁场力一定为零C. 一小段通电导线在某处不受磁场力作用,该处的磁感应强度一定为零D. 磁场中某处磁感应强度的方向,与通电导线在该处所受磁场力的方向相同9.磁场中某区域的磁感线如图所示,则()A. a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a>B bB. a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B bC. a、b两处磁场方向一定相同D. a处没有磁感线,所以磁感应强度为零二、多选题10.如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时两者在纸面内平行放置。
当导线中通过如图所示的电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上,这一现象说明()A. 小磁针感知到了电流的磁场B. 小磁针处的磁场方向垂直纸面向里C. 小磁针处的磁场方向垂直纸面向外D. 把小磁针移走,该处就没有磁场了11.某地的地磁场强度大约是4.0×10−5T,一根长为500m的导线,通入电流强度为10A的电流,该导线可能受到的磁场力为()A. 0B. 0.1NC. 0.3ND. 0.4N12.三根平行的长直导线,分别通过一个等边三角形的三个顶点且与三角形所在平面垂直,O点到三个顶点的距离相等,如图所示.已知abc中的电流强度之比为1:1:2,方向如图所示.若a在O处的磁感强度为B ,则下列说3 / 10法中正确的是()A. O点的磁感强度为3BB. O点的磁场沿aO方向C. 导线c受到的安培力沿Oc方向D. 导线b受到的安培力方向与cb边平行三、计算题(本大题共5小题,共50.0分)13.如图所示,ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5A的电流时,质量为3.6kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8A时,棒能获得2m/s2的加速度,已知金属棒受到的磁场力方向水平.求匀强磁场的磁感应强度的大小.14.长0.1m的通电导线,放入匀强磁场中,且与磁场方向垂直,导线中的电流强度是0.5A,受到的磁场力是1.5×10−3N,则该处磁感应强度B为多少?15.三根平行的直导线,分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,如图所示.现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B,则该处的磁感应强度的大小和方向如何?16.有一根长L=0.2m的直导线,通有I=3A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F=6×10−2N,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I′=10A而其他不变,则该导体受到的安培力F′是多大?17.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L,质量为m的通电直导体棒,棒内电流大小为I,方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系.(1)若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场,使导体棒在斜面上保持静止,求磁场的磁感应强度多大?(2)若加一方向垂直水平面向上的匀强磁场使导体棒在斜面上静止,该磁场的磁感应强度多大.5 / 10答案和解析1.DA.由磁感应强度的定义式B=FIL可知,是属于比值定义的。
B与F、IL均没有关系,故A 错误;B.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,如果将通电导线拿走,那点安培力不存在,但该点的磁感应强度仍存在。
故B错误;C.通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场,但当通电导线与磁场平行放置,不受安培力,所以通电导线不受安培力的地方不一定不存在磁场。
故C错误;D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线没有关系,当通电导线不放入磁场中,则一定没有磁场力,但该处的磁感应强度仍然存在。
故D正确;2.B解:安培力为:F=BILsinθ;当通电导线与磁场垂直时,磁场强度是最小的,为:F=BIL=B×1×0.1N=0.4N解得:B=4T,故可以说明该处的磁感应强度一定大于或等于4T;故B正确,ACD错误。
3.B解:依题意,每根导线在O点产生的磁感强度为B12,方向竖直向下,则当N移至P点时,O点合磁感强度大小为:B2=2×B12×cos60°=B12,则B2与B1之比为1:2。
4.A解:根据安培定则可知:导体环AA′在O处产生的磁场方向为竖直向上,导体环BB′在O 处产生的磁场方向为水平向左,按平行四边形定则可知,O处磁感应强度的方向为指向左上方。
5.BAB.根据右手螺旋法则,导线周围的磁场的磁感线,是围绕导线形成的同心圆,由于两个导线通过的电流是大小相等,方向相同的,7 / 10M、N为中垂线的两点,左边即M点两个磁场方向都向下右边N点两个磁场方向都向上。
所以两点大小相同方向相反。
所以两根导线分别在M点和N点产生的磁感应强度大小相等,方向相反,故A错误,B正确;C.在线段MN上中点O产生的磁感应强度方向相反,互相抵消,磁感应强度为零,故C 错误;D.由于在N点产生的磁感应强度方向向上,所以在N点放一小磁针,静止时其北极向上,故D错误。
6.B解:根据右手螺旋定则,a电流产生的磁场垂直于ac,b电流产生的磁场垂直于bc,如图,根据平行四边形定则,则合场强的方向竖直向下,与ab边平行.故B正确,A、C、D错误.7.B解:A、磁感应强度的方向与正运动电荷在该点的受力方向垂直.故A错误.B、磁场中某点磁感应强度的方向就是磁场方向,与小磁针N极在该点的受力方向相同.故B正确.C、磁感应强度的方向与运动电荷在该点的受力方向垂直.故C错误.D、磁感应强度的方向与通电直导线在该点的受力方向垂直.故D错误.8.B是采用比值法定义的,B大小与F、IL无关,B由磁场本身决解:A、磁感应强度B=FIL定,故A错误;B、根据F=BIL可知,当磁感应强度为零处,它所受磁场力一定为零,故B正确.C、当导体方向与磁场方向在一条线上时,导体不受磁场力作用,此时磁感应强度并非为零,故C错误;D、根据左手定则可知,磁场方向与磁场力方向垂直,故D错误.9.BAB.根据磁感线的疏密程度表示场强的强弱,知a、b两处的磁感应强度的大小不等,B a<B b,故A错误,B正确;C.磁感线的切线方向表示该点的磁场方向,由图可知,a、b两处磁场方向一定不同,故C错误;D. a处没有磁感线,但磁感应强度不为零,故D错误。
10.AB解:当通入如图所示的电流时,发现小磁针偏转,说明电流周围存在磁场,即小磁针感知到了电流的磁场,根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向里,把小磁针移走,磁场仍然客观存在.故AB正确.CD错误11.AB解:当B与I垂直时,安培力大小F=BIL,知安培力的最大值为:F=BIL=4×10−5×500×10N=0.2N,可知安培力的大小范围0≤F≤0.2N.故A、B正确,C、D错误.12.ACAB、根据右手螺旋定则,电流a在O产生的磁场平行于bc向左,b电流在O产生的磁场平行ac指向右下方,电流c在O产生的磁场平行ab指向左下方;如图,由于三导线电流强度之比为1:1:2,到O点的距离相同,所以产生的磁感应强度之比也是1:1:2,根据平行四边形定则,则O点合场强的方向垂直Oc向下,大小为3B.故A正确,B 错误;CD、根据矢量的合成可知,a、b在c处的磁场一定垂直于oc向下,根据左手定则,结合矢量合成法则,导线a受到的安培力方向水平向左,而导线b受到的安培力方向平行于ac斜向左上方,故C正确,D错误.13.解:导体棒受到安培力和摩擦而平衡,由平衡条件可得:BI1L=μmg,①当金属棒中的电流为I2=8A时,棒做加速运动,加速度为a,根据牛顿第二定律得:BI2L−μmg=ma,②将①代入②得:B=maI2L−I1L =3.6×23×2=1.2T.14.解:当导线与磁场垂直时,根据磁感应强度的定义式有:B=FIL =1.5×10−30.5×0.1T=0.03T,15.解:根据安培定则,I1与I3在O点处产生的磁感应强度相同,I2在O点处产生的磁感应强度的方向与B1(B3)相垂直,又知B1、B2、B3的大小相等均为B,根据矢量的运算法则可知O处的实际磁感应强度大小为:9 / 10B合=√B2+(2B)2=√5B,方向如图,tanθ=2BB=2,解得:θ=arctan 216.解:(1)根据F=BIL得,磁感应强度为:B=FIL =6×10−23×0.2T=0.1T(2)根据安培力的大小公式得:F=BI′L=0.2=0.1×10×0.2N=0.2N17.解:(1)B垂直斜面向上时,导体受力图(右1)F=ILBF=mgsinθ可得;B=mgsinθLI =mg2IL(2)B竖直向上时,导体受力图(右2)F=ILBmg=NcosθF=Nsinθ可得:B=mgtanθIL =√3mg3IL。