人教版高中物理选修3-13.2.磁感应强度测试.docx

高中物理学习材料
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1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A.
N
A·m
B.
N·A
m
C.N·A
m2
D.
N
A·m2
解析：当导线与磁场方向垂直时，由公式B＝F
IL
，磁感应强度B的单位由F、I、L的
单位决定．在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称T,1 T＝1
N A·m
.
答案： A
2．由磁感应强度的定义式B＝F
IL
可知，下列说法正确的是( )
A．磁感应强度B与磁场力F成正比，与电流元IL成反比
B．同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力F与磁感应强度B成正比
C．公式B＝F
IL
只适用于匀强磁场
D．只要满足L很短，I很小的条件，B＝F
IL
对任何磁场都适用
解析：某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身的性质决定，磁感应强度的大小与磁场中放不放通电导线、放什么样的通电导线及与通电导线所通入的电流大小、通电导线所受的磁场力的大小都没有关系，所以不能认为B与F成正比、B与IL成反比，故A错．由B
＝F
IL
得到F＝ILB，在IL相同时，F与B成正比，故B正确．磁感应强度的定义式，对任何
磁场都适用，故C错D正确．
答案：BD
3．将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各量间关系的是( )
解析：匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同，不随F或IL而发生变化，故
B正确，D错误．由于导线垂直于磁场，有B＝F
IL
，即F＝ILB.可见在B不变的情况下F与IL成正比，所以A错误，C正确．正确答案为B、C.
答案：BC
4．在磁场中某一点，已经测出一段0.5 cm长的导线中通入0.01 A电流时，受到的安培力为5.0×10－6 N，则下列说法正确的是( )
A．该点磁感应强度大小一定是0.1 T
B．该点磁感应强度大小一定不小于0.1 T
C．该点磁感应强度大小一定不大于0.1 T
D．该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向
解析：当通电导线与磁场方向垂直时，B＝F
IL
＝0.1 T，当通电导线与磁场方向不垂直
时B＝
F
IL sin α
＞
F
IL
，故应选B.
答案： B
5．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上．现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为( )
A．零
B．10 T，方向竖直向上
C．0.1 T，方向竖直向下
D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向
解析：导体受到的是最大磁场力F＝1.0 N，可判知导体与磁场方向垂直，由B＝F
IL
解得B＝10 T．由于磁场力的方向是竖直向上的，故可判定磁场的方向一定不会竖直向上，因为二者是互相垂直的关系，方向可有多种情况．撤走导线后，P处的磁感应强度不变，仍为10 T．故正确答案为D.
答案： D
6．一根长为0.2 m通电导线，导线中的电流为2 A，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是( )
A．0.4 N B．0.2 N
C．0.1 N D．0
解析：通电导线在磁场中的受力情况与导线放置方向有关，当I⊥B时，磁场力最大，F＝BIL＝0.5×2×0.2 N；当I∥B时，磁场力为0，所以题述条件下导线所受磁场力可能为0～0.2 N之间的任一值．所以正确答案为B、C、D.
答案：BCD
7．(2011·南昌高二检测)某地的地磁场强度大约是4.0×10－5T．一根长为500 m的导线，通入电流强度为10 A的电流，该导线可能受到的磁场力为( )
A．0 B．0.1 N
C．0.3 N D．0.4 N
解析：由F＝ILB＝10×500×4.0×10－5 N＝0.2 N．这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力，其他放置方向导线受到的磁场力要小于0.2 N，平行磁场放置时F＝0.故只要小于0.2 N，大于或等于0的力均是有可能的．故正确答案为A、B.
答案：AB
8．关于磁感应强度为B，电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系，下列说法中正确的是( )
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
解析：由F＝ILB，当B＝0时，F一定为零．但是用B＝F
IL
判断B时，B一定要和通电导线垂直，没有垂直这个条件，是无法判断的．故只有A正确．
答案： A
9.如右图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是( )
A．增大电流I
B．增加直导线的长度
C．使导线在纸面内顺时针转30°角
D．使导线在纸面内逆时针转60°角
解析：由安培力F＝BIL可知，选项A、B正确．又因为在电流垂直磁场时，磁场力最大，故D对，C错．
答案：ABD
10．某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5 T．一根长为500 m的电线，电流为10
A ．该导线受到的最大磁场力是多少？
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 ＝F IL
可得F ＝BIL ，代入数据解得F ＝0.2 N.
答案： 0.2 N
11.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨放置一根质量为m 、电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如右图所示，问：
(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？
解析： 从b 向a 看其受力如图所示． (1)水平方向：
F f ＝F A sin θ①
竖直方向：
F N ＋F A cos θ＝mg ②
又F A ＝BIL ＝B E R
L ③ 联立①②③得：F N ＝mg －
BLE cos θ
R
F f ＝BLE sin θR
.
(2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，需使所受安培力竖直向上．则有F A ＝mg
B min ＝mgR EL
，
根据左手定则判断磁场方向水平向右． 答案： (1)mg －
BLE cos θR BLE sin θR (2)mgR
EL
方向水平向右 12．如右图所示，ab 、cd 为两根相距2 m 的平行金属导轨，水平
放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A的电流时，质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/s2的加速度，已知金属棒受到的磁场力方向水平．求匀强磁场的磁感应强度的大小．
解析：设磁感应强度为B，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m，金属棒在磁场中的有效长度为L＝2 m．当棒中的电流为I1＝5 A时，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI1L＝μmg①当金属棒中的电流为I2＝8 A时，棒做加速运动，加速度为a，根据牛顿第二定律得：BI2L－μmg＝ma②
将①代入②得B＝ma
(I2－I1)L ＝
3.6×2
3×2
T＝1.2 T.
答案： 1.2 T。