备战高考物理选修31第三章磁场磁感应强度(含解析)

2 磁感应强度1．通过实验、类比和分析，寻找描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。

2．进一步体会通过比值法定义物理量的方法。

3．知道磁感应强度的定义，知道其方向、大小、定义式和单位。

4．会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

巨大的电磁铁能吸起成吨的钢材，实验室中的小磁铁却只能吸引几枚小铁钉，说明磁场有强弱之分，怎样认识和描述磁场的强弱呢？答案：提示：像描述电场的强弱，引入电场强度这个物理量一样，磁场中也应该引入描述磁场强弱的物理量。

1．磁感应强度的方向物理学中把小磁针在磁场中静止时______所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。

2．磁感应强度的大小(1)电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I 与导线长度L 的________叫做电流元。

(2)磁感应强度的定义：将一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的________跟该__________的比值叫做该点的磁感应强度。

(3)定义式：B ＝F IL。

(4)磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是________，简称特，符号为T 。

由力F 、电流I 和长度L 的单位决定，1 T ＝1 N A ·m，长度为______的导线通入______的电流，垂直放在磁场中，若受到的力为______，该磁场的磁感应强度就是1 T 。

答案：1．N 极2．(1)乘积IL(2)磁场力F 电流元IL(4)特斯拉 1 m 1 A 1 N1．对磁感应强度的理解(1)在定义式B ＝F IL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置。

因为在磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关。

导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同。

通电导线受力为零的地方，磁感应强度B 的大小不一定为零，这可能是电流方向与B 的方向在一条直线上造成的。

(2)磁感应强度B 的大小只决定于磁场本身的性质，与F 、I 、L 无关。

(3)磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N 极所指的方向，其大小根据电流元的受力来计算。

人教版高二物理（选修31）第三章磁场磁现象和磁场磁感应强度典型例题深度分析（含解析）3.1-3.2磁现象和磁场磁感应强度典型例题深度剖析【例1】以下说法中正确的选项是( )A.磁体与磁体间的相互作用是经过磁场发生的B.电流与电流的相互作用是经过电场发生的C.磁体与电流间的相互作用是经过电场与磁场而共同发生的D.磁场和电场是同一种物质思绪剖析：电流能发生磁场，在电流的周围就有磁场存在，不论是磁体与磁体间还是电流与电流间、磁体与电流间，都有相互作用的磁场力.磁场是磁现象中的一种特殊物质，它的基本特点是对放入磁场中的磁体、电流有磁场力的作用；而电场是电荷周围存在的一种特殊物质，其最基本的性质是对放入电场中的电荷有电场力的作用，它不会对放入静电场中的磁体发生力的作用，因此，磁场和电场是两种不同的物质，各自具有其自身的特点.答案：A温馨提示：①留意磁场与电场的区别；②了解磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间的作用都是经过磁场发生的.【例2】在做〝奥斯特实验〞时，以下操作中现象最清楚的是( )A.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的延伸线上B.沿电流方向放置磁针，使磁针在导线的正下方C.电流沿南南方向放置在磁针的正上方D.电流沿东西方向放置在磁针的正上方思绪剖析：把导线沿南南方向放置在地磁场中处于运动形状的磁针的正上方，通电时磁针发作清楚的偏转.答案：C温馨提示：通电直导线的磁场与磁体发生的磁场实质是相反的.【例3】关于磁场，以下说法中正确的选项是( )A.其基本性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用B.磁场是看不见摸不着、实践不存在而是人们假想出来的一种物质C.磁场是客观存在的一种特殊物质形状D.磁场的存在与否决议于人们的思想，想其有那么有，想其无那么无思绪剖析：磁场是客观存在的一种特殊物质，是不以人的意志为转移的，磁体与磁体之间和磁体与电流之间的相互作用力，就是经过磁场来完成的.答案：AC温馨提示：对比电场来了解磁场的概念.【例1】以下关于磁感应强度大小的说法中正确的选项是[ ]A．通电导线受安培力大的中央磁感应强度一定大B．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相反D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关解答：正确的应选D．点拨：磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场自身决议，磁感应强度的大小可由磁感线的疏密来反映．安培力的大小不只与B、I、L有关，还与导体的放法有关．【例4】在水平匀强磁场中，用两根相反的细绳水平悬挂粗细平均的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子受力都是F，为使F＝0，可采用以下方法中的[ ] A．把电流强度增大到某一值B．把电流强度减小到某一值C．使电流I反向D．使磁场B反向点拨：用左手定那么判定出磁场力方向，再依据平衡知识处置．参考答案：A【例1】以下关于磁感应强度大小的说法中正确的选项是〔〕A．通电导线受磁场力大的中央磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的中央受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相反D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向有关解析：正确答案是D。

新课标高中物理选修3-1第三章　磁　场3.1　磁现象和磁场电话软盘磁悬浮列车1. 物质具有吸引铁、钴、镍物质的性质叫 .2. 具有磁性的物体叫 .3. 磁体各部分的磁性强弱不同，磁性最强的部分叫.任何磁体都有两个极：磁极间的相互作用：同名磁极，异名磁极 。

磁性磁体磁极南极(S 极)、北极(N 极)相斥相吸磁电磁体存在两个极电荷有两种电荷同名磁极相互排斥同种电荷相互排斥异名磁极相互吸引异种电荷相互吸引雷击后的刀叉竞具有了磁性富兰克林发现放电可使缝衣针磁化奥斯特实验：电流能够使小磁针发生偏转.电流的磁效应：电流通过导体时，导体周围产生了磁场.电流对磁体产生了作用磁体对通电导线产生了作用通电导线互相之间产生了作用磁场：磁体周围空间存在的一种特殊物质。

磁体之间、通电导线之间、磁体与通电导线的相互作用是通过磁场发生的，电场和磁场一样都是一种物质.磁体/电流磁体/电流磁场磁场的基本性质：对放入其中的磁体或通电导体(运动电荷) 会产生磁力作用。

地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫地磁场。

地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角。

1、磁现象：磁性；磁体；磁极；磁化；退磁2、磁场：磁体和电流周围有磁场。

磁体间的相互作用，磁体与电流间相互作用，电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的。

3、电流的磁效应：电流能在周围空间产生磁场。

4、磁场的基本性质：对放入其中的磁体或通电导体会产生磁力作用。

5、地磁场：地球周围空间存在的磁场叫地磁场地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，但两者并不完全重合，它们之间的夹角称为磁偏角。

3.2-3.3　磁感应强度磁感线磁场电场基本性质对放入其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用对放入其中的电荷具有力的作用力电场力描述的物理量电场强度E 磁场力磁场强度H磁感应强度B磁场与电场强弱 方向N 极磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫磁感应强度.B 是矢量1T=1N/A·m磁感线磁感线电场线定义在磁场中画出一系列有方向的曲线，使这些曲线上各点的切线方向与该点的磁场方向一致在电场中画出一系列有方向的曲线，使这些曲线上各点的切线方向与该点的电场方向一致AB磁感线电场线特点1. 磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向1. 电场线上某点的切线方向就是该点的电场方向2. 疏密表示磁场的强弱 2. 疏密表示电场的强弱3. 不相交、不中断 3. 除电荷（带电导体）处，不相交、不中断4. 闭合曲线：磁体外部，由N极指向S极磁体内部，由S极指向N极4.不是闭合曲线：起始于正电荷(或无穷远)终止于无穷远(或负电荷)地磁场直线电流的磁场（右手定则）环形电流的磁场（右手定则）通电螺线管的磁场（右手定则）B正确表示安培假设中环形电流方向的是 ( )例2　如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是 ( )A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点和磁感应强度的方向不同【解析】由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，合磁感应强度一定不为零，选项A错；由安培定则，两导线在a、b 两处产生的磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线在c、d两处产生的磁场垂直c、d两点与导线的连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，选项C正确；a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错．大小为B0，则O处的磁感应强度大小为( )边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是 ( )C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里【解析】　设电流在三个点中离导线较近的点产生的磁场的磁感应强度为B，在较远的点产生的磁场的磁感应强度为B′，则B>B′.根据右手定则可知，a处的磁感应强度B1＝B′，方向垂直于纸面向外，b处的磁感应强度B2＝B′，方向垂直于纸面向外，c处的磁感应强度B3＝2B＋B′>B′，方向垂直于纸面向里，A、C两项正确．　匀强磁场定义：磁感应强度的大小_________、方向__________的磁场称为匀强磁场．处处相等处处相同特点：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．定义：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向____的面积S 和B 的乘积．垂直T·m 2磁通量单位：1 Wb ＝1______.公式：Φ＝BS例关于磁通量的说法正确的是 ( )A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．穿过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度。

（高二）物理教科版选修3—1第3章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、为了解释地球的磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()2、(双选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零3、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．具体做法是：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磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝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 TC．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T4、(双选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是()A．小球受到的洛伦兹力B．小球的加速度C．悬线的拉力D．小球的动能5、空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为()A．3m v03qR B．m v0qR C．3m v0qR D.3m v0qR*6、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()A BC D*7、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误*8、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为v b时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b，当速度大小为v c时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c，不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶2，t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1，t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝1∶2*9、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小*10、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是() A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面*11、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32B12、如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c 相连，物体c的质量M＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？13、如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B ＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．（高二）物理教科版选修3—1第3章磁场含答案教科版选修3--1第三章磁场1、为了解释地球的磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()B[地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，除地磁场的两极外地表上空的磁场都具有向北的分量，由安培定则可知，环形电流内部磁场方向向南，可知B正确，A、C、D错误．故选B.]2、(双选)如图所示，一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上，置于图示方向的磁场中，处于静止状态．现增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是()A．一直增大B．先减小后增大C．先增大后减小D．始终为零AB[若摩擦力方向沿斜面向下，受力分析图如图甲所示，因导体棒静止，有F＝f＋mgsin αF＝ILB由以上两式可知f＝ILB－mgsin α可见当增大电流的过程中，摩擦力f一直增大，A正确；若摩擦力方向沿斜面向上，受力分析图如图乙所示，有F＋f＝mgsin αF＝ILB可得f＝mgsin α－ILB，可见当I增大时，f先减小，后反向增大，B正确．]甲乙3、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．具体做法是：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磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B e＝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 TC [将罗盘放在通电直导线下方，罗盘静止时罗盘指针所指方向为该处的合磁场方向，如图，所以电流在该处产生的磁场的磁感应强度为B1＝Btan θ，代入数据得：B1＝8.66×10－5 T．C正确．]4、(双选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是()A．小球受到的洛伦兹力B．小球的加速度C．悬线的拉力D．小球的动能BD[小球在摆动过程中受重力、绳子拉力和洛伦兹力作用，其中绳子拉力、洛伦兹力对小球都不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，故在最低点前后两次动能相同，由于速度方向不同，故洛伦兹力的方向不同，又a＝v2R，速度大小相同，故a相同，由向心力公式知两次绳子拉力不同，故B、D正确．]5、空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计粒子重力，该磁场的磁感应强度大小为()A．3m v03qR B．m v0qR C．3m v0qR D.3m v0qRA[粒子进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示，根据几何关系可知，粒子做圆周运动的半径r＝3R，由q v B＝m v2 r可得，B＝3m v03qR，选项A正确．]*6、下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是()A BC DC[由左手定则判断可知C项正确．]*7、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度() A．等于4 T B．大于或等于4 TC．小于或等于4 T D．上述说法都错误B[题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝FIL＝0.41×0.1T＝4 T．若导线放置时没与磁场垂直，此时受磁场力为0.4 N，根据磁感应强度定义式B＝FIL可知此处磁感应强度将大于4 T，故B正确．]*8、如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场．一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为v b时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b，当速度大小为v c时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c，不计粒子重力．则()A．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝2∶1B．v b∶v c＝2∶2，t b∶t c＝1∶2C．v b∶v c＝2∶1，t b∶t c＝2∶1D．v b∶v c＝1∶2，t b∶t c＝1∶2A[带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图所示，由几何关系得，r c＝2r b，θb＝120°，θc＝60°，由q v B＝m v2r得，v＝qBrm，则v b∶v c＝r b∶r c＝1∶2，又由T＝2πmqB，t＝θ2πT和θb＝2θc得t b∶t c＝2∶1，故选项A正确，B、C、D错误．]*9、如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小A[设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v＝v0cos θ.粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r＝m vqB.而MN之间的距离为d＝2rcos θ.联立解得d＝2m v0qB，故选项A正确．]*10、(多选)关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，下列说法正确的是() A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面BCD[当电流方向与磁场方向平行时，通电直导线不受安培力作用，故A错误；据左手定则，判定安培力方向总垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面，故B、C、D均正确．]*11、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为()A．2B B．3BC．322 B D．32BB[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝k2l ；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：B a＝B c＝kl＝2B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝2B a＋B＝3B.]12、如图所示，PQ和EF为水平放置的平行金属导轨，间距为L＝1.0 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝20 g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c 相连，物体c的质量M＝30 g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B＝0.2 T 的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10 m/s2.若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应该在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？解析：导体棒的最大静摩擦力大小为f m＝0.5mg＝0.1 N，物体c的重力为G＝Mg＝0.3 N，则f m<G，要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断得知棒中电流的方向为由a到b.若BIL>Mg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向右，设此时电流为I1，则由平衡条件有BI1L－Mg≤f m，解得，I1≤2 A若BIL<Mg，则导体棒所受的静摩擦力方向水平向左，设此时电流为I2，则由平衡条件有Mg－BI2L≤f m，解得，I2≥1 A即ab棒中电流为1 A≤I≤2 A.答案：电流为1 A≤I≤2 A，电流的方向为由a到b13、如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B ＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力大小；(2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒的受力如图所示．则有F＝mgsin 30°F＝0.1 N.(2)根据安培力公式F＝BIL得I＝FBL＝0.5 A.(3)设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)解得R＝EI－r＝23 Ω.答案：(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 Ω11 / 11。

高中物理人教版选修3-1教学案：第三章第2节磁感应强度含答案第2节磁感应强度一、磁感应强度的方向1．磁感应强度描述磁场的强弱和方向的物理量，用符号“B ”表示。

2．磁感应强度的方向小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向。

二、磁感应强度的大小1．控制变量法探究影响通电导线受力的因素图3-2-1如图3-2-1所示，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀1．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其方向为小磁针静止时N 极所指的方向。

2．磁感应强度的定义式为：B ＝F IL，但磁感应强度的大小和方向与受力和电流无关。

3．磁感应强度是矢量，磁感应强度的运算遵守矢量运算法则。

4．匀强磁场是指磁感应强度的大小和方向处处都相同的磁场。

1．自主思考——判一判(1)与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量。

(×)(2)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向。

(×)(3)小磁针的N极和S极所受磁场力的方向是相反的。

(√)(4)通电导线在场中受到的磁场力为零，则说明该处的磁感应强度为零。

(×)(5)磁感应强度的大小与电流成反比，与其受到的磁场力成正比。

(×)(6)磁感应强度的大小等于通电导线受到的磁场力大小F与电流I和导线长度L的乘积的比值。

(×)2．合作探究——议一议(1)磁场对通电导体也有力的作用，该力的方向是否为磁场方向？提示：不是磁感应强度方向，二者垂直。

(2)“一个电流元垂直放入磁场中的某点”，磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比，与电流元成反比。

”这种说法是否正确，为什么？提示：这种说法不正确。

磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化。

对磁感应强度的理解1．磁感应强度的决定因素磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的，与通过导线的电流大小、导线的长短无关，与导线是否受磁场力以及磁场力的大小也无关。

2020--2021人教物理选修3—1第3章磁场附答案人教选修3—1第三章磁场1、磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是()A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理2、如图所示，两条通电直导线平行放置，长度为l1的导线中电流为I1，长度为l2的导线中电流为I2，l2所受l1的磁场力大小为F2，且由l1产生的磁场的磁感应强度方向在l2处垂直于纸面向外，其大小为()A．B＝F2I2l2B．B＝F2I1l1C．B＝F2I2l1D．B＝F2I1l23、如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。

圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶14、(双选)如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如图中箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是()A B C D5、如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应()A．向左偏转B．向上偏转C．向下偏转D．不偏转6、(双选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。

设D形盒半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是()A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子7、如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。

2020--2021人教物理选修3—1第三章磁场含解析人教选修3—1第三章磁场1、如图所示，假如将一个小磁针放在地球的北极附近的磁极上方，那么小磁针的N极将()A．指北B．指南C．竖直向上D．竖直向下2、磁性是物质的一种普遍属性，大到宇宙星体，小到电子、质子等微观粒子，几乎都会有磁性，地球就是一个巨大的磁体。

在一些生物体内也会含有微量磁性物质，鸽子就是利用这种体内外磁性的相互作用来辨别方向的。

若在鸽子身上绑一块永久磁铁，且其产生的磁场比附近的地磁场强的多，则在长距离飞行中()A．鸽子仍能如平时一样辨别方向B．鸽子会比平时更容易的辨别方向C．鸽子会迷失方向D．不能确定鸽子是否会迷失方向3、磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是()A．NA·mB．N·AmC．N·Am2D．NA·m24、如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。

a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN 的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。

关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同5、(双选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法正确的是()A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C．使线圈平面始终与磁感线平行D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等6、有一个通入交变电流的螺线管如图所示，当电子以速度v沿着螺线管的轴线方向飞入螺线管后，它的运动情况将是()A．做匀速直线运动B．做匀加速直线运动C．做匀减速直线运动D．做往复的周期运动7、在直角坐标系xOy的第一象限内，存在一垂直于xOy平面、磁感应强度大小为2 T的匀强磁场，如图所示，一带电粒子(重力不计)在x轴上的A点沿着y轴正方向以大小为2 m/s的速度射入第一象限，并从y轴上的B点穿出。