高中物理人教版選修31課時跟蹤檢測（二十）磁感應(yīng)強度

課時跟蹤檢測（二十）磁感應(yīng)強度1．磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉(T)，與它等價的是()A.eq\f(N,A·m) B.eq\f(N·A,m)C.eq\f(N·A,m2) D.eq\f(N,A·m2)解析：選A當導線與磁場方向垂直時，由公式B＝eq\f(F,IL)，磁感應(yīng)強度B的單位由F、I、L的單位決定。在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉，簡稱T,1T＝1eq\f(N,A·m)。2．關(guān)于磁感應(yīng)強度B、電流I、導線長度L和電流所受磁場力F的關(guān)系，下面的說法中正確的是()A．在B＝0的地方，F(xiàn)一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T，I＝1A，L＝1m，則F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A，F(xiàn)＝1N，則B一定等于1T解析：選A應(yīng)用公式B＝eq\f(F,IL)或F＝ILB時要注意導線必須垂直于磁場方向放置。故B、C、D選項錯。應(yīng)選A。3.先后在磁場中A、B兩點引入長度相等的短直導線，導線與磁場方向垂直。如圖1所示，圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中A、B兩點導線所受的力F與通過導線的電流I的關(guān)系。下列說法中正確的是()圖1A．A、B兩點磁感應(yīng)強度相等B．A點的磁感應(yīng)強度大于B點的磁感應(yīng)強度C．A點的磁感應(yīng)強度小于B點的磁感應(yīng)強度D．無法比較磁感應(yīng)強度的大小解析：選B導線受到的磁場力F＝ILB＝BL·I，對于題圖給出的F-I圖線，直線的斜率k＝BL，由圖可知ka＞kb，又因A、B兩處導線的長度L相同，故A點的磁感應(yīng)強度大于B點的磁感應(yīng)強度，B項正確。4．把長度為L、電流為I都相同的一小段電流元放入某磁場中的A、B兩點，電流元在A點受到的磁場力較大，則()A．A點的磁感應(yīng)強度一定大于B點的磁感應(yīng)強度B．A、B兩點磁感應(yīng)強度可能相等C．A、B兩點磁感應(yīng)強度一定不相等D．A點磁感應(yīng)強度一定小于B點磁感應(yīng)強度解析：選B由于電流元方向和磁場方向關(guān)系不確定，所以無法比較A、B兩點的磁感應(yīng)強度，故B正確。5.如圖2所示，可自由轉(zhuǎn)動的小磁針上方有一根長直導線，開始時兩者在紙面內(nèi)平行放置。當導線中通過如圖所示的電流I時，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向里，S極向外，停留在與紙面垂直的位置上，這一現(xiàn)象說明()圖2A．小磁針上的自由電荷受到電流磁場的作用B．小磁針處的磁場方向垂直紙面向里C．小磁針處的磁場方向垂直紙面向外D．把小磁針移走，該處就沒有磁場了解析：選B小磁針可以檢驗磁場的存在，當導線中通入電流時，在導線的周圍就產(chǎn)生了磁場，在小磁針處的磁場方向為N極的受力方向，即垂直紙面向里，選項B正確，A、C錯誤；電流的磁場是客觀存在的特殊物質(zhì)，不會隨小磁針的移走而消失，只要導線中有電流存在，磁場就會存在，選項D錯誤。6.磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為eq\f(B2,2μ)，式中B是磁感應(yīng)強度，μ是磁導率，在空氣中μ為一已知常量。為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強度B，一學生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離ΔL，并測出拉力F，如圖3所示。因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感應(yīng)強度B與F、A之間的關(guān)系為B＝________。圖3解析：由于ΔL很小，則拉力F可認為恒定，做的功W＝F·ΔL，由題意知，間隙中的磁場能為E＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，由于W＝E，則F·ΔL＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，整理得B＝eq\r(\f(2μF,A))。答案：eq\r(\f(2μF,A))7．關(guān)于磁感應(yīng)強度，下列說法中正確的是()A．若長為L、電流為I的導體在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應(yīng)強度必為eq\f(F,IL)B．由B＝eq\f(F,IL)知，B與F成正比，與IL成反比C．由B＝eq\f(F,IL)知，一小段通電導體在某處不受磁場力，說明該處一定無磁場D．磁感應(yīng)強度的方向就是小磁針北極所受磁場力的方向解析：選D磁場中某點的磁感應(yīng)強度B是客觀存在的，與是否放通電導體無關(guān)，定義磁感應(yīng)強度是對它的一種量度。在測量中要求一小段通電導體有正確的放置方位，力F應(yīng)是導體在放置處受到的最大力，也就是通電導體應(yīng)垂直于磁場放置才行，故選項A、B、C錯誤，D正確。8．在勻強磁場中某處P放一個長度為L＝20cm，通電電流I＝0.5A的直導線，測得它受到的最大磁場力F＝1.0N，其方向豎直向上?，F(xiàn)將該通電導線從磁場中撤走，則P處的磁感應(yīng)強度為()A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向下D．10T，方向肯定不沿豎直向上的方向解析：選D導體受到的是最大磁場力F＝1.0N，可判知導體與磁場方向垂直，由B＝eq\f(F,IL)解得B＝10T。由于磁場力的方向是豎直向上的，故可判定磁場的方向一定不會豎直向上，因為二者是互相垂直的關(guān)系，方向可有多種情況。撤走導線后，P處的磁感應(yīng)強度不變，仍為10T。故正確答案為D。9．如圖4所示，直導線處于足夠大的磁場中，與磁感線成θ＝30°角；圖4導線中通過的電流為I，為了增大導線所受的安培力，下列方法不正確的是()A．增大電流IB．增加直導線的長度C．使導線在紙面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)過30°D．使導線在紙面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)過60°解析：選C由磁場力公式F＝ILBsinθ可知，導線與磁場方向垂直時磁場力最大。10．有一小段通電導線，長為10cm，其中的電流強度為5A，把它置于勻強磁場中某處，受到的磁場力為100N，則該處的磁感應(yīng)強度B一定是()A．B＝200T B．B≤200TC．B≥200T D．以上幾種情況都有可能解析：選C當通電導線與磁感應(yīng)強度方向垂直時，B＝eq\f(F,IL)＝200T，可見若通電導線與磁場不垂直，F(xiàn)不是最大的力，故B≥200T，C正確。11．如圖5所示是實驗室里用來測量磁場力的一種儀器——電流天平，某同學在實驗室里，用電流天平測算通電螺線管中的磁感應(yīng)強度，他測得的數(shù)據(jù)記錄如下所示，請你算出通電螺線管中的磁感應(yīng)強度B。已知：CD段導線長度為4×10－2m，天平平衡時鉤碼重力為4×10－5N，通過導線的電流為0.5A。圖5解析：由題意知，I＝0.5A，G＝4×10－5N，L＝4×10－2m。電流天平平衡時，導線所受磁場力的大小等于鉤碼的重力，即F＝G。由磁感應(yīng)強度的定義式B＝eq\f(F,IL)得B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(4.0×10－5,0.5×4.0×10－2)T＝2.0×10－3T所以，通電螺線管中的磁感應(yīng)強度為2.0×10－3T。答案：2.0×10－3T12.如圖6所示，ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導軌，水平放置在豎直向下的勻強磁場中，質(zhì)量為3.6kg的金屬棒MN放在導軌上。當金屬棒中通以5A的電流時，金屬棒沿導軌做勻速運動；當金屬棒中的電流增大到8A時，金屬棒能獲得2m/s2的加速度。求勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小。圖6解析：設(shè)磁感應(yīng)強度為B，金屬棒與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒的質(zhì)量為m，金屬棒在磁場中的有效長度為L＝2m。當棒中的電流為I1＝5A時，金屬棒受到