2024-2025學年高中物理第三章磁場2磁感應強度課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE7-磁感應強度(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.關于磁感應強度的下列說法中,正確的是 ()A.放在磁場中的通電導線,電流越大,受到的磁場力也越大,表示該處的磁感應強度越大B.某處磁感線切線的方向不確定是該處磁感應強度的方向C.垂直磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應強度的方向D.磁感應強度的大小、方向與放入磁場中的通電導線的電流大小、導線長度、導線取向等均無關【解析】選D。依據磁感應強度的物理意義可知:磁感應強度表示磁場的強弱,磁感應強度的大小由磁場本身確定,與受到的磁場力無關,故A錯誤。磁感線上某點的切線方向就是該點磁感應強度的方向,故B錯誤;依據左手定則,垂直于磁場放置的通電導線的受力方向與磁感應強度的方向垂直,故C錯誤。磁感應強度的大小由磁場本身確定,與放入其中的通電導線的電流大小、導線長度、導線取向等均無關,故D正確。2.磁感應強度的單位是特斯拉(T),與它等價的是 ()A. B. C. D.【解析】選A。當導線與磁場方向垂直時,由公式B=,磁感應強度B的單位由F、I、L的單位確定。在國際單位制中,磁感應強度的單位是特斯拉,簡稱T,1T=1。3.(多選)將一小段通電直導線垂直于磁場方向放入一勻強磁場中,如圖中圖象能正確反映各量間關系的是()【解析】選B、C。由B=或F=BIL知:勻強磁場中B恒定不變,故B對、D錯。B、L確定,且F與I成正比,故C對、A錯。4.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,現將該通電導線從磁場撤走,A.零B.10T,方向豎直向上C.0.1T,方向豎直向下D.10T,方向確定不沿豎直向上的方向【解析】選D。由B=,得B=T=10T。因為B的方向與F的方向垂直,所以B的方向不會沿豎直向上的方向。5.(多選)一段電流元放在同一勻強磁場中的四個位置,如圖所示,已知電流元的電流I、長度L和受力F,則可以用表示磁感應強度B的是 ()【解析】選A、C。當電流元垂直于磁場方向時,可用表示B,由圖知A、C正確。利用F=ILB計算時,安培力、磁感應強度、導體電流方向必需兩兩垂直。6.在試驗精度要求不高的狀況下,可利用羅盤來測量電流產生磁場的磁感應強度,詳細做法是:在一根南北方向放置的直導線的正下方10cm處放一個羅盤。導線沒有通電時羅盤的指針(小磁針的N極)指向北方;當給導線通入電流時,發(fā)覺羅盤的指針偏轉確定角度,依據偏轉角度即可測定電流磁場的磁感應強度?，F已測出此地的地磁場水平重量B=5.0×10-5T,通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置,如圖所示。由此測出該通電直導線在其正下方10A.5.0×10-5T B.1.0×10-4TC.8.66×10-5T D.7.07×10-5T【解析】選C。由題意可知通電導線產生磁場的磁感應強度B1方向由西向東,作圖可得tan60°=,解得B1≈8.66×10-5T,C正確。二、非選擇題(14分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)7.如圖所示,通電導線L垂直放于磁場中,導線長8m,磁感應強度B的值為2T,導線所受的力為32【解析】由F=BIL得I==A=2A。答案:2【補償訓練】在磁場中放入一通電導線,導線與磁場垂直,導線長為1cm,電流為0.5A,所受的磁場力為5×10-4(1)該位置的磁感應強度多大?(2)若將該電流撤去,該位置的磁感應強度又是多大?(3)若將通電導線跟磁場平行放置,該導體所受磁場力多大?【解析】(1)由B=,得B=T=0.1T。(2)該處的磁感應強度不變,B=0.1T。(3)電流元平行磁場放置時,不受磁場力,F=0。答案:(1)0.1T(2)0.1T(3)0(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.(多選)下列可用來表示磁感應強度的單位關系的是 ()A.1T=1kg/m2 B.1T=1kg/(AC.1T=1kg/m2(A·s2) D.1T=1N/(A【解析】選B、D。由B=得1T=1N/(A·m),由F=ma,還可得1T=1kg/(A·s2)2.對磁現象的探討中有一種“磁荷觀點”。人們假定,在N極上聚集著正磁荷,在S極上聚集著負磁荷。由此可以將磁現象與電現象類比,引入相像的概念,得出一系列相像的定律。例如磁的庫侖定律、磁場強度、磁偶極矩等。在磁荷觀點中磁場強度定義為:磁場強度的大小等于點磁荷在該處所受磁場力與點磁荷所帶磁荷量的比值,其方向與正磁荷在該處所受磁場力方向相同。若用H表示磁場強度,F表示點磁荷所受磁場力,qm表示磁荷量,則下列關系式正確的是()A.F= B.H=C.H=Fqm D.qm=HF【解析】選B。題目已經說明磁場強度的大小等于點磁荷在該處所受磁場力與點磁荷所帶磁荷量的比值,故:H=。3.在磁場中某一點,已經測出一段0.5cm長的導線中通入0.01A電流時,受到的安培力為5.0×10-6A.該點磁感應強度大小確定是0.1TB.該點磁感應強度大小確定不小于0.1TC.該點磁感應強度大小確定不大于0.1TD.該點磁感應強度的方向即為導線所受磁場力的方向【解析】選B。因為導線受到的安培力F=BILsinα=5.0×10-6N,計算得:Bsinα=0.1T,即B=,所以B≥0.1T,故A、C錯誤,B正確;該點的磁感應強度的方向與導線所受的磁場力方向垂直,所以磁感應強度的方向確定不是導線所受的磁場力方向,故D錯誤。4.(多選)某同學為檢驗某空間有無電場或者磁場存在,想到的以下方法中可行的是 ()A.在該空間內引入檢驗電荷,假如電荷受到電場力說明此空間存在電場B.在該空間內引入檢驗電荷,假如電荷沒有受到電場力說明此空間不存在電場C.在該空間內引入通電導線,假如通電導線受到磁場力說明此空間存在磁場D.在該空間內引入通電導線,假如通電導線沒有受到磁場力說明此空間不存在磁場【解析】選A、B、C。假如把電荷引入電場中,確定會受到電場力作用,假如電荷沒有受到電場力作用,確定是沒有電場,A、B對。把通電導線引入磁場中時,只要電流方向不與磁場方向平行,就會受到磁場力作用,但是不受磁場力的緣由有兩個,一是沒有磁場,二是雖有磁場,但是電流方向與磁場方向平行,C對,D錯。5.(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10AA.0 B.0.1N C.0.3N D.0.4N【解析】選A、B。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。故只要小于等于0.2N,大于或等于0的力均是有可能的。故正確答案為A、B。6.如圖所示,在空間某點A存在大小、方向恒定的兩個磁場B1、B2,B1=3T,B2=4T,A點的磁感應強度大小為 ()A.7T B.1TC.5T D.大于3T小于4T【解析】選C。A點的磁感應強度為兩個磁場的磁感應強度的矢量和,即B==T=5T,選項C是正確的。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)7.(10分)如圖所示,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,通以5A的電流時,質量為3.6kg的金屬棒MN沿導軌做勻速運動;當棒中電流增大到8A時,棒能獲得【解析】設磁感應強度為B,金屬棒與軌道間的動摩擦因數為μ,金屬棒的質量為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,金屬棒所受到的安培力與軌道對棒的滑動摩擦力平衡,金屬棒做勻速直線運動,當金屬棒中的電流為I2=8A時,棒做加速運動,加速度大小為a,依據牛頓其次定律得:BI將①代入②得B==T=1.2T。答案:1.2T8.(10分)磁感應強度為矢量,它可以分解為幾個重量。(1)假如北半球某處地磁場的磁感應強度大小為B,與水平方向的夾角為θ,那么該處地磁場的磁感應強度的水平重量和豎直重量各為多大?(2)假如地理南、北極和地磁北、南極是重合的,那么在赤道上空