磁感应强度习题43
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磁感应强度达标测试题及答案磁感应强度达标测试题1.下列关于磁场的说法中正确的是( )A.磁场和电场一样,是客观存在的物质B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C.磁极与磁极间是直接发生作用的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析:选A.磁场是一种客观存在于磁极、电流周围的特殊物质,所有的磁现象都是通过磁场发生的.故选项A是正确的.2.(2011年长春检测)实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流磁效应实验时,应排除地磁场对实验的影响.关于奥斯特的实验,下列说法中正确的是( )A.该实验必须在地球赤道上进行B.通电直导线应该竖直放置C.通电直导线应该水平东西方向放置D.通电直导线应该水平南北方向放置解析:选D.小磁针静止时指向南北,说明地磁场的方向为南北方向,当导线南北方向放置时,能产生东西方向的磁场高三,把小磁针放置在该处时,可有明显的偏转,故选项D正确.3.(2011年长沙高二检测)关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )A.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为FILB.由B=FIL知,B与F成正比,与IL成反比C.由B=FIL知,一小段通电导线在某处不受磁场力,说明该处一定无磁场D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向解析:选D.磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的,与是否放置通电导线无关,故选项B错.定义式B=FIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行,如果平行于磁场放置,则力F为零.故选项A、C均错.正确答案为D.4.有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是( )A.B=2 T B.B≤2 TC.B≥2 T D.以上情况都有可能解析:选C.如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1 N,则该点的磁感应强度为:B=FIL=0.15×0.01 T=2 T.如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1 N,由定义式可知,B将大于2 T,应选C.5.图3-1-2如图3-1-2所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.已知:CD段导线长度:4×10-2 m天平平衡时钩码重力:4×10-5 N通过导线的电流:0.5 A解析:由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m.电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G.由磁感应强度的定义式B=FIL得:B=FIL=4.0×10-50.5×4.0×10-2 T=2.0×10-3 T.所以,通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10-3 T.答案:2.0×10-3 T一、选择题1.图3-1-3如图3-1-3所示,假设将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极将( )A.指北B.指南C.竖直向上D.竖直向下解析:选D.地球的北极点是地磁场的S极附近,此处的磁感线竖直向下,故此处小磁针的N极竖直向下,D正确.2.关于地球的磁场,下列说法正确的是( )A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的答案:BD3.(2011年湛江高二检测)关于磁场,下列说法中正确的是( )A.磁场和电场一样,都是客观存在的特殊物质B.磁场对处在其中的磁体有磁场力的作用C.磁铁对通电导线不可能有力的作用D.两根通电导线之间不可能有力的作用解析:选AB.磁场和电场虽然看不见,摸不着,但它们都是客观存在的物质,可以通过磁体或电荷检验它们的存在.磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用.电流与磁体之间,电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的.4.将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图3-1-4能正确反映各量间关系的是( )图3-1-4解析:选BC.匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同,不随F或IL而发生变化,故B正确,D错误.由于导线垂直于磁场,有B=FIL,即F=ILB.可见在B不变的情况下F与IL成正比,所以A错误,C正确.正确答案为B、C.5.(2011年南昌高二检测)某地的地磁场强度大约是4.0×10-5 T,一根长为500 m的导线,通入电流强度为10 A的电流,该导线可能受到的磁场力为( )A.0 B.0.1 NC.0.3 N D.0.4 N解析:选AB.由F=ILB=10×500×4.0×10-5 N=0.2 N.这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力,其他放置方向导线受的磁场力要小于0.2 N,平行磁场放置时F=0.故只要小于0.2 N,大于或等于0的力均是有可能的.故正确答案为A、B.图3-1-56.如图3-1-5所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,质量为m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为( )A.F=MgB.mg<F<(M+m)gC.F=(M+m)gD.F>(M+m)g解析:选D.在铁片B上升的过程中,轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引的和.在铁片B上升的过程中,对B有F引-mg=ma,所以F引=mg+ma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反.所以F=Mg+mg+ma.7.图3-1-6一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图3-1-6所示,导线上的电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90°的过程中,导线所受的安培力( )A.大小不变B.大小由零逐渐增大到最大C.大小由零先增大后减小D.大小由最大逐渐减小到零答案:B8.在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的直导线a和b,a、b导线的方向均与磁场方向垂直,但两导线中的电流不同,因此所受的力也不同,如图3-1-7所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系.a、b各自有一组F、I的数据,在图象中各描出一个点.在A、B、C、D四幅图中,正确的是( )图3-1-7解析:选BC.通电导线在磁场中受的力F=BIL,由题意知,a、b两导线中长度相等,电流不同,所受力不同,但力F与I成正比,F-I图线一定是过原点的直线,因此答案只有B、C两幅图正确.二、计算题9.如图3-1-8所示,长为L、质量为m的导体棒图3-1-8用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多大?解析:由细线拉力恰好为0可知,磁场力为:F=mg又∵F=BIL解得:B=mgIL.答案:mg/IL10.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为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?(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?解析:(1)由磁感应强度的定义式得:B=FIL=5×10-2 N2.5 A×1×10-2 m=2 T.(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度是2 T.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行.答案:(1)2 T (2)2 T (3)见解析11.(2011年浙江宁波联考)金属滑杆ab连着一图3-1-9弹簧,水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上,如图3-1-9所示,垂直cd与ef有匀强磁场,磁场方向如图所示,合上开关S,弹簧伸长2 cm,测得电路中电流为5 A,已知弹簧的劲度系数为20 N/m,ab的长为L=0.1 m.求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少?解析:弹簧拉力F弹=kΔx金属杆所受磁场力:F=BIL由平衡条件知:F=F弹即ILB=kΔx故B=kΔxIL=0.8 T.答案:0.8 T高中物理常见的力公式常见的力公式1.重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上)6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109Nm2/C2,方向在它们的连线上)7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L 时:F=0)9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关高中英语,由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕;(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
高三物理磁感应强度试题答案及解析1.如图甲所示,质量为m、通有电流I的导体棒ab置于倾角为θ、宽度为d的光滑平行导轨上,图乙是从b向a方向观察时的平面视图.欲使导体棒ab能静止在导轨上,可在导轨所在的空间加一个垂直于导体棒ab的匀强磁场,图乙中水平、竖直或平行导轨、垂直导轨的①②③④⑤五个箭头分别表示磁场的可能方向.关于该磁场的大小及方向,下列说法中正确的是()A.磁场磁感应强度的最小值为B.磁场磁感应强度的最小值为C.磁场的方向不可能是方向①②⑤D.磁场的方向可能是方向③④⑤【答案】BD【解析】对导体棒进行受力分析,如图所示,由图知,当安培力与斜面平行时,安培力最小,磁感应强度也最小,根据物体的平衡可得BId=mgsinθ,故,所以A错误;B正确;根据左手定则可判断,当磁场的方向是方向①时,安培力竖直向下,不可能平衡;磁场的方向是方向②时,安培力垂直向下,也不可能平衡;磁场的方向是方向⑤时,安培力竖直向上,当F=mg时,导体棒是平衡的,所以C错误;磁场的方向是方向③时,安培力水平向右,可能平衡;磁场的方向是方向④时,安培力平行斜面向上,也可能平衡;磁场的方向是方向⑤时,安培力竖直向上,当F=mg时,导体棒是平衡的,所以D正确;【考点】本题考查物体的平衡、安培力2.欧姆在探索通过导体的电流、电压、电阻的关系时因无电源和电流表,他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电流,具体做法是:在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针偏转了30°,问当他发现小磁针偏转了60°,通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)A.2I B.3I C.I D.无法确定【答案】B【解析】设地磁场磁感应强度为B地,当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:当夹角为30°时,有:B1=kI=B地tan30°①当夹角为60°时,有:B2=kI1=B地tan60°②由①②解得:I=3I,故B正确.1【考点】矢量合成的平行四边形定则3.有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度5 A,把它置于磁场中某点,受到的安培力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是()A.B=2 T B.B≤ 2 TC.D.以上情况均可能【答案】C【解析】长为1cm,电流强度为5A,把它置入某磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,当垂直放入磁场时,则公式得:,若不是垂直放入磁场时,则磁感应强度比2T还要大.即故选:C【考点】磁感应强度.点评:磁感应强度的定义式可知,是属于比值定义法,且导线垂直放入磁场中.即B与F、I、L均没有关系,它是由磁场的本身决定.例如:电场强度一样.同时还要注意的定义式是有条件的.4.在磁场中某处,有一小段通电导体,下面说法中正确的是()A.通电导体在该处所受力为零,该处的磁感应强度必为零B.该处磁感应强度的大小,与这段导体的电流成正比C.若该处磁感应强度不为零,而这段导体受力为零,表明导体中的电流方向一定与磁场方向平行D.若通电导体受力不为零,则导体中的电流方向一定与该处磁场方向垂直【答案】C【解析】磁场的强弱是由磁场本身决定,与其他因素等无关,因此AB说法错误。
3.2 磁感应强度作业一、选择题1.有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是( )A.B的方向就是小磁针N极所指的方向B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C.B的方向就是通电导线的受力方向D.B的方向就是该处磁场的方向解析:磁场的方向就是磁感应强度的方向,规定为小磁针静止时N极所指方向或小磁针N极受力方向,它与通电导线所受力的方向是不一致的.答案:BD 2.下列说法中正确的是( )A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值,即B=FIL B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=FIL只是定义式,它的大小取决于场以及导线在磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向解析:根据磁感应强度的定义,通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”,只有在这个方向导线所受磁场力才最大,本题A选项未注明导线放置的方向,所以是错误的.通电导线若放置方向与电流平行时,也不受磁场力作用,所以B选项也是错误的.在磁场场稳定的情况下,磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是唯一确定的,与放入的检验通电导线无关,选项C正确.根据左手定则,磁场力方向与磁感应强度方向垂直,选项D错误.答案:C 3.把小磁针N极向东置于地磁场中,放手后小磁针将(从上向下看)( ) A.顺时针转B.逆时针转C.不动D.无法判定解析:地球表面磁感应强度的方向由南向北,故小磁针应顺时针转.答案:A4.由磁感应强度定义式B=FIL知,磁场中某处的磁感应强度的大小( )A.随着通电导线中电流I的减小而增大B.随着IL乘积的减小而增大C.随着通电导线所受磁场力F的增大而增大D.跟F、I、L无关解析:由磁感应强度B的定义式B=FIL可知,B的大小可由F、I、L表示出,但不是由它们决定的,而是由磁场本身决定,所以D项正确,A、B、C项错误.答案:D5.以下说法中正确的是( )A.通电导线在某处所受磁场力为零,那么该处的磁感应强度必定为零B.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为FILC.如果将一段短导线(有电流)放入某处,测得该处的磁感应强度为B,若撤去该导线,该处的磁感应强度为零D.以上说法均不正确解析:如果通电导线与磁感线平行放入,无论磁场多强,导线也不会受力,故A错.若导线与磁场既不垂直,也不平行,那么B也不会等于FIL,而应比FIL大,同时如果L太长,测出的磁场强度不是某点的磁场强度,而是导线所处区域的平均磁场强度,所以B错.磁场中某点磁感应强度的大小是由磁场本身决定的,因此C也错.答案:D6.下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法,正确的是( ) A.电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B.电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D.磁感应强度的方向与小磁针静止后,N极所指的方向相同解析:电场的方向与磁感应强度的方向都是人为规定的.正电荷在电场中受力的方向规定为电场中该点的电场方向,所以B对,A错.在磁场中规定小磁针静止时N极所指的方向或N极的受力方向为该点磁感应强度的方向,故C、D均对.答案:BCD7.在测定某磁场中一点的磁场时,得到图中的几个关系图象,正确的是( )解析:由公式F=BIL知,当磁感应强度B和导线长度L恒定时,F与I成正比,A对,B错.B不随I的改变而改变,C错,D对.答案:AD 8.以下是关于电场和磁场的几种描述,其中正确的是( )A.电荷在某处不受电场力作用时,该处的电场强度不一定为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用时,该处的磁感应强度不一定为零C.如果运动电荷在电场中只受电场力作用,则它经过一段时间后动能一定发生变化D.如果运动电荷在磁场中只受磁场力作用,则它经过一段时间后动能不一定发生变化解析:电荷在电场中一定要受电场力作用,但导线与磁场平行时所受的磁场力为零,故A错,B对.而电荷所受的洛伦兹力对电荷不做功,如电荷在同一等势面上运动,电场力也可以不做功,C、D错.考生因为对电场力与磁场力的区别及电场力与磁场力做功的特点不理解,可能错选其他选项.答案:B二、非选择题9.在匀强磁场里,有一根长1.2 m的通电导线,导线中的电流为5 A,这根导线与磁场方向垂直时,所受的磁场力为 1.8 N,则磁感应强度的大小为________.解析:根据B=FIL=1.85×1.2T=0.3 T.此题为公式的直接应用,注意公式的适用条件.答案:0.3 T10.一根长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,若它受到的安培力为4×10-3N,则导线中的电流是________ A,若将导线中的电流减小0.05 A,则该处的磁感应强度为________ T.解析:根据B=FIL,得I=FBL=4×10-30.4×0.2A=0.05 A.当将导线中的电流减小0.05 A时,该处的磁感应强度仍为0.4 T,与导线中的电流及受力无关.答案:0.05;0.411.在磁感应强度为10-2 T的磁场中,有一根长0.2 m的通电直导线,导线中的电流为10 A,将这根导线与磁场垂直放置,那么它将受到多大的磁场力作用?解:由B=FIL可以得出F=BIL,代入数据得F=10-2×10×0.2 N=2×10-2N.12.磁感应强度为矢量,它可以分解为几个分量.(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B,与水平方向的夹角为θ,那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大?(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的,那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大?在极地上空地磁场的水平分量是多大?解:(1)因为磁感应强度大小为B,与水平方向的夹角为θ,所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为:B水平=B cosθ;B竖直=B sinθ;(2)在赤道上空,因为θ=0°,故有B竖=0;在极地上空,因为θ=90°,故有B 水平=0.。
磁感应强度的方向1.有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是()A.B的方向就是小磁针N极所指的方向B.B的方向与小磁针在任何情况下N极受力方向一致C.B的方向与小磁针在任何情况下S极受力方向一致D.B的方向就是通电导线的受力方向答案 B磁感应强度的大小2.(2013·泰安一中高二检测)关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.由B=FIL可知,B与F成正比与IL成反比B.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关C.通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场(即B=0)D.通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零答案 B(时间:60分钟)题组一磁感应强度的方向1.关于磁感强度,正确的说法是()A.根据定义,磁场中某点的磁感强度B的方向与导线放置的方向有关B.B是矢量,方向与F的方向一致C.B是矢量,方向与小磁针在该点静止时S极所指的方向相反D.在确定的磁场中,某点的磁感应强度方向与该点是否放小磁针无关答案CD2.关于磁感应强度的下列说法中,正确的是()A.磁感应强度的方向就是小磁针N极的受力方向B.磁感应强度是标量C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关答案 AD题组二 对磁感应强度的定义式B =F IL的理解 3.下列说法中正确的是( )A .磁场中某点的磁感应强度可以这样测定:测出一小段通电导线受到的磁场力F ,与该导线的长度L 、以及通过的电流I ,根据B =F IL可算出该点的B B .通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C .磁感应强度B =F IL只是定义式,它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与B 、I 、L 以及通电电线在磁场中的方向无关D .放置在磁场中的1 m 长的导线,通以1 A 的电流,受力为1 N ,该处的磁感应强度大小为1 T.答案 C4.有一段直导线长1 cm ,通过5 A 电流,把它置于垂直于磁场中的某点时,受到的磁场力为0.1 N ,则该点的磁感应强度的B 值大小为( )A .1 TB .5 TC .2 TD .2.5 T答案 C解析 根据B =F IL =0.15×0.01T =2 T. 5.磁感应强度的单位是特斯拉(T),与它等价的是 ( )A.N A·mB.N·A mC.N·A m 2D.N A·m 2答案 A解析 当导线与磁场方向垂直时,由公式B =F IL知,磁感应强度B 的单位由F 、I 、L 的单位决定.在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称T,1 T =1 N A·m. 6.一根长为0.2 m 通电导线,导线中的电流为2 A ,放在磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是( )A .0.4 NB .0.2 NC .0.1 ND .0答案 BCD7.在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的直导线a 和b ,a 、b 导线的方向均与磁场方向垂直,但两导线中的电流不同,因此所受的力也不一样.下图的几幅图象表现的是导线所受的力F 与通过导线的电流I 的关系.a 、b 各自有一组F 、I 的数据,在图象中各描出一个点.在A、B、C、D四幅图中,正确的是哪一幅或哪几幅()答案BC题组三磁感应强度与电场强度的比较8.下列说法中正确的是()A.电荷在电场中某处不受电场力的作用,则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用,则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处,它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱答案AC解析通电导线受磁场力与电荷受电场力不同,安培力的大小与导线放置的方向有关,导线与磁场方向垂直时磁场力最大,导线与磁场方向平行时磁场力为零.9.关于磁感应强度B和电场强度E的比较下列说法正确的是()A.磁感应强度B和电场强度E都是矢量B.磁感应强度B和电场强度E都是由场本身决定的C.磁感应强度B和电场强度E的方向是检验电流和检验电荷在场中受力的方向D.磁感应强度B和电场强度E都是用比值来定义的答案ABD题组四磁感应强度的综合应用10.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?(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受磁场力多大?答案(1)0.1 T(2)0.1 T(3)0解析(1)由B=FIL,得B=5×10-40.01×0.5T=0.1 T.(2)该处的磁感应强度不变,B=0.1 T.(3)电流元平行磁场放置时,不受磁场力,F=0.图32211.如图322所示,ab、cd为相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,质量为3.6 kg的金属棒MN垂直于导轨放在其上,当金属棒中通以8 A的电流时,金属棒受到水平方向的磁场力的作用沿着导轨做匀加速运动,加速度为2 m/s2,当棒中通以同方向的5 A的电流时,棒恰好沿着导轨做匀速运动,求此匀强磁场的磁感应强度的大小.答案 1.2 T解析设磁感应强度为B,金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ,金属棒的质量为m,金属棒在磁场中的有效长度为L=2 m.当棒中的电流为I1=5 A时,金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡,金属棒做匀速直线运动.由平衡条件可得BI1L=μmg①当金属棒中的电流为I2=8 A时,棒做加速运动,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:BI2L-μmg=ma②将①代入②得B=ma(I2-I1)L =3.6×23×2T=1.2 T.。
1.下列关于磁场的说法中正确的是( )A.磁场和电场一样,是客观存在的物质B.磁场是为了解释磁极间相互作用而人为规定的C.磁极与磁极间是直接发生作用的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生解析:选A.磁场是一种客观存在于磁极、电流周围的特殊物质,所有的磁现象都是通过磁场发生的.故选项A是正确的.2.(2011年长春高二检测)物理实验都需要有一定的控制条件.奥斯特做电流磁效应实验时,应排除地磁场对实验的影响.关于奥斯特的实验,下列说法中正确的是( ) A.该实验必须在地球赤道上进行B.通电直导线应该竖直放置C.通电直导线应该水平东西方向放置D.通电直导线应该水平南北方向放置解析:选D.小磁针静止时指向南北,说明地磁场的方向为南北方向,当导线南北方向放置时,能产生东西方向的磁场,把小磁针放置在该处时,可有明显的偏转,故选项D正确.3.(2011年长沙高二检测)关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )A.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为F ILB.由B=FIL知,B与F成正比,与IL成反比C.由B=FIL知,一小段通电导线在某处不受磁场力,说明该处一定无磁场D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向解析:选D.磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的,与是否放置通电导线无关,故选项B错.定义式B=FIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行,如果平行于磁场放置,则力F为零.故选项A、C均错.正确答案为D.4.有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为 N,则该点的磁感应强度B一定是( )A.B=2 T B.B≤2 TC.B≥2 T D.以上情况都有可能解析:选C.如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F= N,则该点的磁感应强度为:B=FIL=错误! T=2 T.如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于 N,由定义式可知,B将大于2 T,应选C.5.图3-1-2如图3-1-2所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.已知:CD段导线长度:4×10-2 m天平平衡时钩码重力:4×10-5 N通过导线的电流: A解析:由题意知,I= A,G=4×10-5 N,L=4×10-2 m.电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G.由磁感应强度的定义式B=FIL得:B=FIL=错误! T=×10-3 T.所以,通电螺线管中的磁感应强度为×10-3 T.答案:×10-3 T一、选择题1.图3-1-3如图3-1-3所示,假设将一个小磁针放在地球的北极点上,那么小磁针的N极将( )A.指北B.指南C.竖直向上D.竖直向下解析:选D.地球的北极点是地磁场的S极附近,此处的磁感线竖直向下,故此处小磁针的N极竖直向下,D正确.2.关于地球的磁场,下列说法正确的是( )A.在地面上放置一个小磁针,小磁针的南极指向地磁场的南极B.地磁场的南极在地理北极附近C.地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D.地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的答案:BD3.(2011年湛江高二检测)关于磁场,下列说法中正确的是( )A.磁场和电场一样,都是客观存在的特殊物质B.磁场对处在其中的磁体有磁场力的作用C.磁铁对通电导线不可能有力的作用D.两根通电导线之间不可能有力的作用解析:选AB.磁场和电场虽然看不见,摸不着,但它们都是客观存在的物质,可以通过磁体或电荷检验它们的存在.磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用.电流与磁体之间,电流与电流之间的相互作用都是通过磁场发生的.4.将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图3-1-4能正确反映各量间关系的是( )图3-1-4解析:选BC.匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同,不随F或IL而发生变化,故B正确,D错误.由于导线垂直于磁场,有B=FIL,即F=ILB.可见在B不变的情况下F 与IL成正比,所以A错误,C正确.正确答案为B、C.5.(2011年南昌高二检测)某地的地磁场强度大约是×10-5T,一根长为500 m的导线,通入电流强度为10 A的电流,该导线可能受到的磁场力为( )A.0 B. NC. N D. N解析:选AB.由F=ILB=10×500××10-5 N= N.这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力,其他放置方向导线受的磁场力要小于 N,平行磁场放置时F=0.故只要小于 N,大于或等于0的力均是有可能的.故正确答案为A、B.图3-1-56.如图3-1-5所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B 为铁片,质量为m,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为( ) A.F=MgB.mg<F<(M+m)gC.F=(M+m)gD.F>(M+m)g解析:选D.在铁片B上升的过程中,轻绳上的拉力F大小等于A、C的重力Mg和B对A的引力F引的和.在铁片B上升的过程中,对B有F引-mg=ma,所以F引=mg+ma.由牛顿第三定律可知B对A的引力F′引与A对B的引力F引大小相等、方向相反.所以F=Mg+mg +ma.7.图3-1-6一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图3-1-6所示,导线上的电流由左向右流过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90°的过程中,导线所受的安培力( )A.大小不变B.大小由零逐渐增大到最大C.大小由零先增大后减小D.大小由最大逐渐减小到零答案:B8.在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的直导线a和b,a、b导线的方向均与磁场方向垂直,但两导线中的电流不同,因此所受的力也不同,如图3-1-7所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系.a、b各自有一组F、I的数据,在图象中各描出一个点.在A、B、C、D四幅图中,正确的是( )图3-1-7解析:选BC.通电导线在磁场中受的力F=BIL,由题意知,a、b两导线中长度相等,电流不同,所受力不同,但力F与I成正比,F-I图线一定是过原点的直线,因此答案只有B、C两幅图正确.二、计算题9.如图3-1-8所示,长为L、质量为m的导体棒图3-1-8用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I 时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B 为多大解析:由细线拉力恰好为0可知,磁场力为:F =mg又∵F =BIL 解得:B =mg IL. 答案:mg /IL10.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元,通入的电流是 A ,导线长1 cm ,它受到的安培力为5×10-2N .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 (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 解析:(1)由磁感应强度的定义式得:B =F IL =5×10-2N A×1×10-2 m=2 T. (2)磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L 、电流I 的大小无关,所以该点的磁感应强度是2 T.(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能: ①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行. 答案:(1)2 T (2)2 T (3)见解析11.(2011年浙江宁波高三联考)金属滑杆ab 连着一图3-1-9弹簧,水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd 、ef 上,如图3-1-9所示,垂直cd 与ef 有匀强磁场,磁场方向如图所示,合上开关S ,弹簧伸长2 cm ,测得电路中电流为5 A ,已知弹簧的劲度系数为20 N/m ,ab 的长为L = m .求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少解析:弹簧拉力F弹=kΔx金属杆所受磁场力:F=BIL由平衡条件知:F=F弹即ILB=kΔx故B=kΔxIL= T.答案: T。
磁感应强度,磁通量练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、单选题1.关于磁感应强度的下列说法中,正确的是可知,B与电流强度I成反比A.由B=FIL可知,B与电流受到的安培力F成正比B.由B=FILC.垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的导线的电流大小、导线长度、导线取向等均无关2.关于磁感应强度的下列说法中,正确的是A.通电导线在磁场中受到安培力越大的位置,则该位置的磁感应强度越大B.磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度方向D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的导线所通过的电流大小、导线长度、导线所受安培力等均无关3.如图所示为通电螺线管产生的磁场,关于a、b两点磁感应强度的描述,下列说法正确的是()A.大小相等,方向相同B.大小相等,方向不同C.大小不等,方向相同D.大小不等,方向不同4.如图所示,一根质量为m的金属棒AC,用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中,通入A→C方向的电流时,悬线张力不为零,欲使悬线张力为零,可以采用的办法是()A.不改变电流和磁场方向,适当减小电流B.不改变磁场和电流方向,适当增大磁感强度C.只改变电流方向,并适当增加电流D.只改变电流方向,并适当减小电流5.关于磁感应强度的方向,下列方法不正确的是( )A.小磁针静止时S极所指的方向B.小磁针静止时N极所指的方向C.小磁针N极的受力方向D.同磁场方向一致6.如图所示是等腰直角三棱柱,其中底面abcd为正方形,边长为L,它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是( )A.通过abcd平面的磁通量大小为L2·BB.通过dcfe平面的磁通量大小为√22L2·BC.通过abfe平面的磁通量大小为零D.通过bcf平面的磁通量为零7.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∶1B.1∶2C.1∶4D.4∶18.如图所示,在条形磁铁外套有A、B两个大小不同的圆环,穿过A环的磁通量ΦA与穿过B环的磁通量ΦB相比较,有()A.ΦA<ΦB B.ΦA=ΦBC.ΦA>ΦB D.不能确定9.如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为S,匝数为n,线圈与匀强磁场B夹角为θ=45°.现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°,则线圈在此过程中磁通量的改变量的大小为( )A.0B.√2BSC.√2nBS D.无法计算10.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为L,匝数为N,过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B,则穿过线图的磁通量为Φ,若线圈绕OO′轴转过60°的过程中,磁通量的变化量为ΔΦ,则关于Φ和ΔΦ的大小正确的是()A.BL22,BL24B.NBL22,NBL24C.BL2,BL22D.NBL2,NBL2211.如图所示,面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,一半在磁场中,则穿过线圈的磁通量为A.0 B.1BS2C.BS D.2BS二、多选题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。
磁感应强度练习题及答案(经典)
以下是一些经典的磁感应强度练题及其答案,供您练和复。
请查阅答案并进行自我评估。
练题
1. 一根长直导线中通过电流 I,其长度为 L。
求导线所产生的磁感应强度 B 的表达式。
2. 一根长直导线中通过电流 I,距离导线 r 的地方,求磁感应强度 B 的表达式。
3. 一个平面长方形线圈,宽度为 a,长度为 b,通过线圈的电流为 I。
求线圈中心处的磁感应强度 B。
4. 一根长直导线在距离其上一点 r1 处有电流 I1,距离其上一点 r2 处有电流 I2。
求这两个点处的磁感应强度 B1 和 B2 的比值。
5. 在一个磁感应强度恒定的磁场中,一平面线圈在某一时刻的
摆动频率为f。
如果将线圈的圈数加倍,摆动频率会发生什么变化?
答案
1. 磁感应强度B = μ₀ * I / (2πL),其中μ₀是真空中的磁导率。
2. 磁感应强度B = μ₀ * I / (2πr),其中μ₀是真空中的磁导率。
3. 线圈中心处的磁感应强度B = μ₀ * I * a / (2 * (a² + b²)),其
中μ₀是真空中的磁导率。
4. 磁感应强度比值 B1 / B2 = I1 / I2。
5. 加倍线圈的圈数,摆动频率将变为原来的两倍。
希望以上练习题和答案对您有所帮助。
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磁场中的磁感应强度练习题及解答磁场中的磁感应强度练习题及解答一、选择题1. 在一个匀强磁场中,一个电荷粒子的轨迹为A. 直线B. 圆弧C. 双曲线D. 椭圆2. 一个电子垂直进入一个匀强磁场,其受力方向为A. 由外向内B. 由内向外C. 垂直于电子的运动方向D. 受力为零3. 在垂直于磁场方向的直导线中,电流方向为从南到北,导线上的力方向为A. 垂直于导线方向向上B. 垂直于导线方向向下C. 延导线方向向左D. 延导线方向向右4. 在地球的地磁场中,南北杆的磁力线方向A. 南指北B. 北指南C. 与北极和南极平行D. 与南极和北极垂直5. 在一个匀强磁场中,一个带电粒子受到的洛伦兹力大小与带电粒子在磁场中的速度和磁感应强度之间的关系为A. 正比关系B. 反比关系C. 平方反比关系D. 无关二、计算题1. 在一个磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,一根长度为1m的导线以速度5m/s直线通过磁场。
如果导线的方向与磁场方向垂直,求导线上感受到的洛伦兹力的大小。
解:由洛伦兹力公式F = qvBsinθ 可得,此处电荷量q为导线中的电荷数量,速度v为导线运动的速度,B为磁感应强度,θ为磁场和速度方向之间的夹角。
题中导线长度为1m,速度为5m/s,磁感应强度为0.2T,导线和磁场垂直,故θ = 90°。
代入公式得F = qvBsinθ = q * 5 * 0.2 * 1 = qN所以导线上感受到的洛伦兹力的大小为qN。
2. 一个电子以速度4×10^5m/s沿x轴正方向运动,进入一磁感应强度为0.8T的磁场区域,且磁场方向沿y轴正方向,求电子受到的洛伦兹力的大小和方向。
解:由洛伦兹力公式 F = q vBsinθ 可得,此处电荷量q为电子的电荷量,速度v为电子的运动速度,B为磁感应强度,θ为磁场和速度方向之间的夹角。
题中电子速度为4×10^5m/s,磁感应强度为0.8T,电子沿x轴正方向运动,磁场方向沿y轴正方向,故θ = 90°。
电流和磁感应强度的变化练习题一、选择题1. 当导线中的电流方向与磁场方向一致时,导线两侧的磁感应强度为:A. 零B. 最大C. 最小D. 无法确定2. 螺线管中通过电流时,螺线管内外的磁感应强度分别为:A. 外强内弱B. 外弱内强C. 相等D. 无法确定3. 当电流通过导线时,距离导线越远的位置,磁感应强度越:A. 大B. 小C. 相等D. 没有关系4. 轴线与环形线圈平行的位置上,环形线圈中心点的磁感应强度为:A. 最大B. 最小C. 零D. 无法确定5. 在匀强磁场中放置一根导线,电流方向与磁场方向垂直,此时导线两侧的磁感应强度:A. 相等B. 不相等,但绝对值相等C. 不相等,且绝对值不相等D. 无法确定二、填空题1. 根据安培环路定理,当电流通过闭合回路时,环路上的磁感应强度之和为_________。
2. 沿闭合回路一周的路径方向与磁场方向垂直时,为_________。
3. 北极指向地理南极,地理北极指向磁南极,所以磁场与地理场方向_________。
4. 电流元在磁场中受力方向由_________确定。
5. 安培环路定理适用于_________磁场。
三、计算题1. 一根导线长度为0.5m,电流为2A,置于匀强磁场中,导线两侧的磁感应强度相差0.1T,求匀强磁场的磁感应强度。
2. 一根导线长度为1.2m,电流为3A,垂直于地面的磁场中,导线受到的磁力为0.5N,求磁场的磁感应强度。
3. 一个平面线圈的半径为10cm,通以电流2A,处于匀强磁场中,磁感应强度为0.4T,求线圈中心点的磁感应强度。
四、应用题某地有一水力发电站,水从高处注入发电机组中,通过涡轮驱动发电机转动产生电流。
涡轮位于一个磁场中,其磁感应强度大小为0.5T,并且涡轮与磁场垂直。
在涡轮旋转过程中,由于电磁感应的原理,发电机产生了正方向的电流。
1. 当涡轮按逆时针方向旋转时,电流的方向是什么?2. 如果涡轮的转速增加,电流的大小会有什么变化?3. 如果磁场的磁感应强度变为原来的三倍,电流的大小会有什么变化?4. 如果涡轮转动的方向改为顺时针,电流的方向会发生什么变化?为什么?五、解答题1. 电流和磁感应强度之间的关系是怎样得到的?请结合安培环路定理进行解释。
下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是()
.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处所受磁场
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3.(上图右图)在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的直导线a和b,a、b导线的方向均与磁场方向垂直,但两导线中的电流不同,因此所受的力也不同,如图中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系.a、b各自有一组F、I的数据,在图象中各描出一个点.在A、B、C、D四幅图中,正确的是(
的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多大?如果将
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