2024-2025學(xué)年高中物理課時作業(yè)18磁感應(yīng)強度磁通量含解析教科版選修3-1

PAGEPAGE6課時作業(yè)18磁感應(yīng)強度磁通量時間：45分鐘一、單項選擇題1．磁感應(yīng)強度B在國際單位制中的單位是特斯拉(符號T)，下列單位中與磁感應(yīng)強度的單位一樣的是(A)A.eq\f(N,A·m) B.eq\f(N,C·s)C.eq\f(N,C·m) D.eq\f(N,A·s)解析：由B＝eq\f(F,IL)可知，1T＝1eq\f(N,A·m)，選項A正確．2．磁場中任一點的磁場方向，是指小磁針在磁場中(B)A．受磁場力的方向B．北極受磁場力的方向C．南極受磁場力的方向D．北極所指的方向解析：磁場方向規(guī)定為小磁針靜止時北極所指的方向，D選項中缺“靜止”的條件；而這一方向恰是小磁針放入磁場后N極所受磁場力的方向，選項B正確．3．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，磁場中某處的磁感應(yīng)強度大小(D)A．隨IL的乘積的增大而減小B．隨F的增大而增大C．與F成正比，與IL成反比D．與F及IL無關(guān)，由F和IL的比值確定解析：磁場中某一點的磁感應(yīng)強度是由形成磁場的磁體或電流的強度與分布狀況確定的，與放入其中的電流元無關(guān)，電流元所起的作用僅僅是對磁場進(jìn)行探測，從而確定該點磁場的磁感應(yīng)強度，因此本題答案為D.4．以下說法中正確的是(D)A．通電導(dǎo)線在某處所受磁場力為零，那么該處的磁感應(yīng)強度必定為零B．若長為L、電流為I的導(dǎo)線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)C．假如將一段短導(dǎo)線(有電流)放入某處，測得該處的磁感應(yīng)強度為B，若撤去該導(dǎo)線，該處的磁感應(yīng)強度為零D．以上說法均不正確解析：假如通電導(dǎo)線與磁場方向平行，無論磁場多強，導(dǎo)線也不會受力，故A錯．若導(dǎo)線與磁場既不垂直也不平行，那么B也不會等于eq\f(F,IL)，而應(yīng)比eq\f(F,IL)大，同時假如L太長，測出的磁感應(yīng)強度不是某點的磁感應(yīng)強度，而是導(dǎo)線所在區(qū)域的平均磁感應(yīng)強度，所以B錯．磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小是由磁場本身確定的，因此C錯．正確選項為D.5．在試驗精度要求不高的狀況下，可利用羅盤來測量電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度，詳細(xì)做法是：在一根南北方向放置的直導(dǎo)線的正下方10cm處放一個羅盤．導(dǎo)線沒有通電時羅盤的指針(小磁針的N極)指向北方；當(dāng)給導(dǎo)線通入電流時，發(fā)覺羅盤的指針偏轉(zhuǎn)肯定角度，依據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測定電流磁場的磁感應(yīng)強度．現(xiàn)已測出此地的地磁場水平重量為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(dǎo)線在其正下方10cm處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度大小為(C)A．5.0×10－5T B．1.0×10－4TC．8.66×10－5T D．7.07×10－5T解析：如圖所示為磁場的分布圖，則該位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度B的大小滿意tan60°＝eq\f(B,B地)，得B＝B地·tan60°＝5.0×10－5T×eq\r(3)≈8.66×10－5T，C正確．6．以下說法正確的是(D)A．某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)線放在該處時所受磁場力的方向B．垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是該處的磁感應(yīng)強度的方向C．磁場中某處磁感應(yīng)強度B與該處所放的導(dǎo)線受到的磁場力成正比，與導(dǎo)線長度L和電流I的乘積成反比D．在磁場中垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線所受的磁場力F與導(dǎo)線長度L和電流I的乘積成正比解析：磁場中某處磁感應(yīng)強度的方向是小磁針N極受力方向，不是通電導(dǎo)線的受力方向，A、B錯；磁感應(yīng)強度B由磁場本身確定，與導(dǎo)線所受的磁場力F及導(dǎo)線長度L和電流I的乘積無關(guān)，但是垂直磁場放置的通電導(dǎo)線所受的磁場力F與導(dǎo)線長度L和電流I的乘積成正比，C錯誤，D正確．7．如圖所示，兩根無限長導(dǎo)線均通以恒定電流I，兩根導(dǎo)線的直線部分和坐標(biāo)軸特別接近，彎曲部分是以坐標(biāo)原點O為圓心的、半徑相同的一段圓弧，規(guī)定垂直于紙面對里的方向為磁感應(yīng)強度的正方向，已知直線部分在原點O處不形成磁場，此時兩根導(dǎo)線在坐標(biāo)原點處的磁感應(yīng)強度為B，下列四個選項中均有四根同樣的、通以恒定電流I的無限長導(dǎo)線，O處磁感應(yīng)強度也為B的是(A)解析：由磁場的疊加可知A圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強度為B；B圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強度為2B；C圖中，O處的合磁感應(yīng)強度大小為－2B；D圖中，O處的合磁感應(yīng)強度為－B.二、多項選擇題8．某同學(xué)為檢驗?zāi)晨臻g有無電場或者磁場存在，想到的以下方法中可行的是(ABC)A．在該空間內(nèi)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(nèi)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(nèi)引入通電導(dǎo)線，假如通電導(dǎo)線受到磁場力說明此空間存在磁場D．在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線，假如通電導(dǎo)線沒有受到磁場力說明此空間不存在磁場解析：假如把電荷引入電場中，肯定會受到電場力作用，假如電荷沒有受到電場力作用，肯定是沒有電場，A、B對．把通電導(dǎo)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．9．如圖所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd為正方形，邊長為L，它們按圖示位置放置于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，下面說法中正確的是(BCD)A．通過abcd平面的磁通量大小為L2·BB．通過dcfe平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)L2·BC．通過abfe平面的磁通量大小為零D．通過整個三棱柱表面的磁通量為零解析：本題考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝BS⊥＝eq\f(\r(2),2)L2B，A錯；dcfe平面與B垂直，S＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝eq\f(\r(2),2)L2B，B正確；abfe平面與B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正確；整個三棱柱穿進(jìn)的磁感線和穿出的磁感線條數(shù)相等，抵消為零，所以Φ＝0，D正確．10．有一段直導(dǎo)線長1cm，通以5A的電流，把它置于磁場中的某點時，受到的磁場力為0.1N，則該點的磁感應(yīng)強度B的值可能為(CD)A．1T B．0.5TC．2T D．2.5T解析：由I與B垂直時B＝eq\f(F,IL)可解得B＝2T．但題目中未點明I與B是否垂直，故B的值也可能大于2T．所以正確答案為C、D.三、非選擇題11.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(dǎo)率，在空氣中μ為已知常數(shù)．為了近似測得條形磁鐵磁極端面旁邊的磁感應(yīng)強度B，一學(xué)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＝eq\r(\f(2μF,A)).解析：用力F把鐵片P拉開一段微小距離Δl的過程，事實上就是力F克服磁場力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為磁場能的過程．用力F將鐵片與磁鐵拉開一段微小的距離Δl的過程中，拉力F所做的功W＝FΔl.磁鐵與鐵片間隙中的能量密度為eq\f(B2,2μ)，故所儲存磁場能量E＝eq\f(B2,2μ)AΔl，依據(jù)功能關(guān)系，知W＝E.由以上三式，得B＝eq\r(\f(2μF,A)).12．在磁場中某一點放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場垂直，導(dǎo)線長1cm，電流為5A，所受磁場力為5×10－2N．求：(1)這點的磁感應(yīng)強度是多大？(2)若讓導(dǎo)線與磁場平行，這點的磁感應(yīng)強度多大？通電導(dǎo)線受到的磁場力多大？答案：(1)1T(2)1T0解析：(1)B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(5×10－2,5×1×10－2)T＝1T.(2)磁感應(yīng)強度B是由磁場本身的性質(zhì)確定的，與F、I、L無關(guān)．若導(dǎo)線與磁場平行，磁感應(yīng)強度不變B＝1T．而磁場力為0.13.如圖所示，有一個100匝的線圈，其橫截面是邊長為L＝0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強度為B＝0.50T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直．若將這個線圈橫截面的形態(tài)由正方形變更成圓形(橫截面的周長不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量變更了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：線圈橫截面是正方形時的面積S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿過線圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.截面形態(tài)為圓形時，其半徑r＝eq\f