2018年高中物理 第三章 磁场《磁感应强度 磁通量》知能优化训练 教科版选修3-1.doc

磁感应强度 磁通量1.有人根据公式B提出以下看法，其中正确的是（ ）A.磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F的大小成正比B.磁感应强度的数值跟通电导线的电流I成反比C.磁感应强度的数值跟通电导线的长度L成反比D.磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关解析：选D.由磁感应强度B的定义式B可知，B的大小可由F、IL表示出来，但不是由它们决定，而是由磁场本身决定，所以D项正确，A、B、C项错误.2.(高考大纲全国卷)如图335，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是（ ）图335A.a点 B.b点C.c点 D.d点解析：选C.由于I1I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a点I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A错，同理，C对.I1与I2在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B错.d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D错.3.(南安一中高二检测)与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是（ ）A.放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向B.放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向C.放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D.放在该点的小磁针静止时S极所指的方向解析：选C.通电直导线所受磁场力方向与磁感应强度方向垂直，故A错.静止的正电荷不受磁场力作用，故B错.物理学中规定，磁感应强度的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向相同，故C正确，D错误.4.下列关于磁通量的说法，正确的是（ ）A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量B.某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数C.在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大D.穿过任何封闭曲面的磁通量一定为零解析：选BD.磁通量是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即BS，亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数，只有大小，没有方向，是标量.由此可知选项A错误，B正确.磁通量的大小由B、S共同决定，所以面积大，不一定大，由此可知选项C错误.由于磁感线是闭合曲线，所以只要有磁感线穿入封闭曲面，如一个球面，则该磁感线必然从该曲面穿出，由此可知选项D正确.5.某地磁场的磁感应强度大约是4.0105 T.一根长为500 m的导线，电流为10 A，该导线受到的最大磁场力是多大？解析：电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流与磁场垂直时，所受的磁场力最大.由公式B可得FBIL，所以F4.010510500 N0.2 N.答案：0.2 N一、选择题1.下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是（ ）A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针N极所受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于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.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：选BD.磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向.但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向.2.测某匀强磁场的磁感应强度时，若无法使电流与磁场垂直，则测出的值应（ ）A.偏大 B.偏小C.不变 D.无法确定解析：选B.本题考查公式B，其中L应为导体垂直放入磁场的长度，若不垂直，则测得的力F偏小，而I、L不变，所以B偏小.3.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图336所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是（ ）图336解析：选AC.当通电导线垂直于磁场方向时，可用表示B.4.先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直.如图337所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系.下列说法中正确的是（ ）图337A.A、B两点磁感应强度相等B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D.无法比较磁感应强度的大小解析：选B.导线受到的磁场力FBILBLI，在FI图像中直线的斜率kBL，由图可知kakb，又因为两导线的长度相等且均与磁场方向垂直，所以可得出A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确.5.有一小段通电导线，长为1 cm，电流为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.B2 T B.B2 TC.B2 T D.以上情况都有可能解析：选C.磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流.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，F0.1 N，则该点的磁感应强度为B T2 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.故正确答案为C.6.如图338所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量a、b间的关系是（ ）图338A.ab B.abC.ab D.不能确定解析：选A.通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线.条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线.对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小.7.如图339所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（ ）图339A.a点 B.b点C.c点 D.d点解析：选A.磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点场强的矢量和.图中通电直导线产生的磁场的方向沿顺时针方向，在a点两个磁场同方向，磁感应强度为两者之和；在c点两个磁场反向，磁感应强度为两者之差；b、d两点的合场强由平行四边形定则来确定.8.如图3310所示，矩形线圈abcd绕OO轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是（ ）图3310A.线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B.线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零C.线圈从图示位置转过180的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零D.线圈从图示位置转过360的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量为零解析：选AD.由磁通量变化公式21计算，因此只要能正确地表示出始末位置的磁通量，就能准确写出磁通量的变化量.二、非选择题9.在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长为L，质量为m的导体棒，如图3311所示，试问：图3311(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向.(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向.解析：(1)棒在斜面上处于静止状态，故受力平衡.棒共受三个力作用：重力大小为mg，方向竖直向下；弹力垂直于斜面，大小随磁场力的变化而变化；磁场力始终与磁场方向及电流方向垂直，大小随方向不同而改变，但由平衡条件知：斜面弹力与磁场力的合力必与重力mg等大反向，故当磁场力方向与弹力方向垂直即沿斜面向上时，安培力最小Fminmgsin，所以B，由左手定则知：B的方向应垂直斜面向上.(2)棒静止在斜面上，又对斜面无压力，则棒只受两个力作用，即竖直向下的重力mg和磁场力F作用，由平衡条件知Fmg，且磁场力F竖直向上，所以BILmg，故B，由左手定则知B的方向水平向左.答案：(1) 方向垂直斜面向上(2) 方向水平向左10.安培秤如图3312所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N匝，线圈的下部悬在匀强磁场B中，下边一段长为L，它与B垂直.当线圈的导线中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到平衡.求磁感应强度B的大小.图3312解析：前后电流方向发生改变，线圈受力方向也发生改变.设开始时线圈受力方向竖直向上，大小为F.此时左、右两盘中物体质量分别为m1和m2，则有m1gm2gF电流反向后，线圈受力方向竖直向下，此时需要在左盘中增加质量为m的砝码才能再次达到两臂平衡，则m1gmgm2gF由得mg2F，所以F mg，而FNBIL，所以B.答案：