2024高二物理寒假作業(yè)同步練習題磁現(xiàn)象磁場磁感應強度含解析

磁現(xiàn)象、磁場、磁感應強度1、如圖四個試驗現(xiàn)象中，不能表明電流能產生磁場的是()A．甲圖中，導線通電小磁針發(fā)生偏轉B．乙圖中，通電導線在磁場中受到力的作用C．丙圖中，當電流方向相同時，導線相互靠近D．丁圖中，當電流方向相反時，導線相互遠離【答案】B【解析】磁場對小磁針、通電導體有作用力，圖甲中的小磁針發(fā)生了偏轉，圖丙、丁中的通電導體發(fā)生了吸引和排斥，都說明白電流四周存在磁場．乙圖不能說明電流能產生磁場，所以答案為B.2、（多選）某地的地磁場強度大約是4.0×10－5T，一根長為500m的導線，通入電流強度為10A的電流，該導線可能受到的磁場力為()A．0B．0.1NC．0.3ND．0.4N【答案】AB【解析】由B＝eq\f(F,IL)得F＝ILB＝10×500×4.0×10－5N＝0.2N，這是導線與磁場方向垂直時得到的最大磁場力，其他放置方向導線受到的磁場力要小于0.2N，平行磁場放置時F＝0.故只要等于或小于0.2N，大于或等于0的力均是有可能的，故正確答案為A、B.3、如圖所示，兩個同心放置的平面金屬圓環(huán)、條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直，則通過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb間的關系是()A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．不能確定【答案】A【解析】通過圓環(huán)的磁通量為穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù)，首先明確條形磁鐵的磁感線分布狀況，另外要留意磁感線是閉合的曲線．條形磁鐵的磁感線在磁體的內部是從S極到N極，在磁體的外部是從N極到S極，內部有多少條磁感線，外部的整個空間就有多少條磁感線同內部磁感線構成閉合曲線．對兩個圓環(huán)，磁體內部的磁感線全部穿過圓環(huán)，外部的磁感線穿過多少，磁通量就抵消多少，所以面積越大，磁通量反而越小，故選項A正確．4、.鐵環(huán)上繞有絕緣的通電導線，電流方向如圖所示，則鐵環(huán)中心O處的磁場方向為()A．向下B．向上C．垂直于紙面對里D．垂直于紙面對外【答案】A【解析】鐵環(huán)左側上端為N極，右側上端也為N極，在環(huán)中心疊加后，在中心O的磁場方向向下，故A正確．5、（多選）如圖所示，直導線處于足夠大的磁場中，與磁感線成θ＝30°角，導線中通過的電流為I.為了增大導線所受的安培力，可實行的方法是()A．增大電流IB．增加直導線的長度C．使導線在紙面內順時針轉30°角D．使導線在紙面內逆時針轉60°角【答案】ABD【解析】由安培力F＝BIL可知，選項A、B正確．又因為在電流垂直磁場時，磁場力最大，故D對，C錯．6、(多選)磁場中某區(qū)域的磁感線如圖5所示，a、b、c、d、e是磁場中的5個點，其中c、d兩點關于直線對稱，下面說法正確的是()A.這5個位置中，e點的磁感應強度最大B.a點沒有磁感線穿過，所以a點磁感應強度肯定為零C.c、d兩點關于直線對稱，所以c、d兩點磁感應強度方向相同D.b、e兩點在同始終線上，所以b、e兩點磁感應強度方向相同【答案】AD【解析】從磁感線分布狀況看，e點位置的磁感線分布最密集，磁感應強度最大，A正確；a處磁感線相對其他位置比較稀疏，a處磁感應強度較小，但并不是零，B錯誤；在c、d兩點切線方向表示c、d點的磁感應強度方向，所以c、d兩點的磁感應強度方向并不相同，C錯誤；b、e兩點的切線在同始終線上，所以D正確。7、如圖，在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中，兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面對里的電流I時，紙面內與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零，假如讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應強度的大小為()A.0B.eq\f(\r(3),3)B0C.eq\f(2\r(3),3)B0D.2B0【答案】C【解析】如圖甲所示，P、Q中的電流在a點產生的磁感應強度大小相等，設為B1，由幾何關系可知，B1＝eq\f(\r(3),3)B0。假如讓P中的電流反向、其他條件不變時，如圖乙所示，由幾何關系可知，a點處磁感應強度的大小B＝eq\r(Beq\o\al(2,0)＋Beq\o\al(2,1))＝eq\f(2\r(3),3)B0，故選項C正確，A、B、D錯誤。8、(多選)如圖所示，一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點，已知a點的實際磁感應強度為零，則下列敘述正確的是()A.直導線中的電流方向垂直紙面對外B.b點的實際磁感應強度為eq\r(2)T，方向斜向上，與B的夾角為45°C.c點的實際磁感應強度也為零D.d點的實際磁感應強度跟b點的相同【答案】AB【解析】由a點合磁感應強度為零知，該電流在a點的磁感應強度方向向左，大小為1T，由安培定則知A項正確；如圖所示，b點的實際磁感應強度為兩磁場的合磁場的磁感應強度，由平行四邊形定則知Bb＝eq\r(2)T，方向斜向上，與B的方向夾角為45°，選項B正確；c點的磁感應強度為Bc＝2T，選項C錯誤；d點的磁感應強度為Bd＝eq\r(2)T，方向斜向下，與b點的磁感應強度大小相等，方向不同，選項D錯誤。9、(多選)下列說法正確的是()A.電荷在電場中某處不受電場力的作用，則該處的電場強度肯定為零B.一小段通電導線在某處不受安培力的作用，則該處磁感應強度肯定為零C.把一個摸索電荷放在電場中的某點，它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱D.把一小段通電導線放在磁場中某處，它所受到的磁場力與該小段通電導線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱【答案】AC【解析】在定義描述電場和磁場強弱的物理量電場強度和磁感應強度時，都是在場中放一個小物體，能使場對它有力的作用。在電場中放入的是摸索電荷，電場強度E用E＝eq\f(F,q)來定義，但E與F、q無關，由E＝eq\f(F,q)可得F＝qE，故E＝0時，F(xiàn)＝0，A、C正確；而在磁場中放入一小段通電導線在磁場中的受力大小與導線的方向有關，平行于磁場方向放置時，磁場力F＝0，垂直于磁場方向放置時，磁場力F最大。在定義式B＝eq\f(F,IL)中，通電導線必需垂直磁場方向放置，因此，B、D錯誤。10、由磁感應強度的定義式B＝eq\f(F,IL)可知，下列說法正確的是()A.磁感應強度B與磁場力F成正比，方向與F方向相同B.同一段通電導線垂直于磁場放在不同磁場中，所受的磁場力F與磁感應強度B成正比C.公式B＝eq\f(F,IL)只適用于勻強磁場D.只要滿意L很短，I很小的條件，B＝eq\f(F,IL)對任何磁場都適用【答案】BD【解析】磁感應強度由磁場本身確定，故選項A錯誤；由F＝ILB知選項B正確；公式B＝eq\f(F,IL)是定義式，當L很短，I很小時，適用于一切磁場，故選項C錯誤，D正確。11、磁場具有能量，磁場中單位體積內所具有的磁場能量叫磁場的能量密度，其表達式為ω＝eq\f(B2,2μ)，式中B為磁感應強度，在空氣中μ為一常量，一個學生依據(jù)能量守恒的思想來測量一條形磁鐵N極端面旁邊的磁感應強度B的大小，他用一塊與磁鐵端面等大的鐵片吸在磁鐵上，然后用力緩慢拉開一段微小距離ΔL，如圖1所示，他測出磁鐵端面的面積為S，用力傳感器測得拉力F的大小，已知拉力F做的功等于間隙中磁場的能量，則條形磁鐵端面旁邊磁感應強度B的大小可表示為()圖1A.eq\r(\f(2μF,S)) B.eq\r(\f(2SF,μ))C.eq\r(\f(μF,S)) D.eq\r(\f(SF,μ))【答案】A【解析】在用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離ΔL的過程中，拉力F可認為不變，因此F所做的功W＝F·ΔL；以ω表示間隙中磁場的能量密度，由題給條件ω＝eq\f(B2,2μ)，依據(jù)磁能量密度的定義可得，ΔL間隙中磁場的能量E＝ωV＝eq\f(B2,2μ)·S·ΔL；由題意可知，F(xiàn)所做的功等于ΔL間隙中磁場的能量，即W＝E，則有F·ΔL＝eq\f(B2,2μ)·S·ΔL，解得B＝eq\r(\f(2μF,S))，A正確。12、如圖所示，有一個垂直紙面對里的勻強磁場，磁感應強度B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為10cm?，F(xiàn)于紙面內先后放上a、b兩個圓形單匝線圈，圓心均在O處，a線圈半徑為10cm，b線圈半徑為15cm，問：(1)在B減為0.4T的過程中，a和b中磁通量分別變更多少？(2)磁感應強度B大小不變，磁場方向繞直徑轉過30°過程中，a線圈中磁通量變更多少？(3)磁感應強度B大小、方向均不變，線圈a繞直徑轉過180°過程中，a線圈中磁通量變更多少？【答案】見解析【解析】(1)a線圈面積正好與圓形磁場區(qū)域重合，Φ1＝Bπr2，Φ2＝B1πr2，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B1－B)πr2|＝1.256×10－2Wb，b線圈面積大于圓形磁場面積，即線圈的一部分面積在磁場區(qū)域外，有磁感線穿