高中物理(人教版)选修3-1课时训练21磁感应强度 含解析

题组一磁感应强度的方向

1.(多选)

如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置。当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上。这一现象说明( )

A.小磁针感知到了电流的磁场

B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里

C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外

D.若把小磁针移走,该处就没有磁场了

解析:小磁针可以检验磁场的存在,当导线中通入电流时,在导线的周围就产生了磁场。在小磁针位置处的磁场方向为N极的受力方向,即垂直纸面向里,故A、B正确,C错误;电流的磁场是客观存在的特殊物质,不会随小磁针的移走而消失,只要导线中有电流存在,磁场就会存在,故D 不正确。

答案:AB

2.有关磁感应强度B的方向,下列说法正确的是( )

A.B的方向就是小磁针N极所指的方向

B.B的方向与小磁针在磁场中N极的受力方向垂直

C.B的方向就是通电导体的受力方向

D.B的方向就是该处磁场的方向

解析:B的方向是任何情况下小磁针N极受力的方向,是小磁针静止时N 极的指向,是该处磁场的方向,也是磁感线在该处切线的方向。

答案:D

题组二对B=的理解

3.由磁感应强度定义式B=知,磁场中某处的磁感应强度的大小( )

A.随着通电导线中电流I的减小而增大

B.随着IL乘积的减小而增大

C.随着通电导线所受磁场力F的增大而增大

D.与F、I、L无关

解析:由磁感应强度B的定义式B=可知,B的大小可由F、I、L表示出来,但不是由它们决定的,而是由磁场本身决定的,所以D选项正确,A、B、C错误。

答案:D

4.(多选)一段通电直导线放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知通电直导线的电流I、长度L和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是( )

解析:当通电直导线垂直于磁场方向时,可用表示B,故选项A、C是正确的。

答案:AC

5.关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )

A.若长为L、通有电流I的导体在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为

B.由B=知,B与F成正比,与IL成反比

解析:当I与B垂直时,由B=可解得B=2 T,但题中未说明I与B垂直,故B的值也可能大于2 T。故选C、D。

答案:CD

8.如图所示,通电导线L垂直放于磁场中,导线长8 m,磁感应强度B的值为2 T,导线所受的力为32 N,求导线中电流的大小。

解析:由F=BIL得I= A=2 A。

答案:2 A

(建议用时:30分钟)

1.磁感应强度的单位是特斯拉(T),与它等价的是( )

A. B.

C. D.

解析:当通电导线与磁场方向垂直时,由公式B=,知磁感应强度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 。

答案:A

2.现有一段长L=0.2 m、通有电流I=2.5 A的直导线,则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况,下列说法正确的是( )

A.如果B=2 T,则F一定为1 N

B.如果F=0,则B也一定为零

C.如果B=4 T,则F有可能为1 N

D.当F为最大值时,通电导线一定与B平行

解析:当导线与磁场方向垂直时,所受磁场力F最大,F=BIL,当导线与磁场方向平行时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度时,0

答案:C

3.

如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为( )

A.7 T

B.1 T

C.5 T

D.大于3 T小于4 T

解析:A点的磁感应强度为两个磁场的磁感应强度的矢量和,即B= T=5 T,选项C是正确的。

答案:C

4.(多选)关于磁感应强度方向和电场强度方向,下列说法正确的有( )

A.电场强度方向与电荷所受静电力方向相同

B.电场强度方向与正电荷所受静电力方向相同

C.磁感应强度方向与小磁针N极所受磁场力方向相同

D.磁感应强度方向与电流元所受磁场力方向相同

D.在该空间内引入通电导线,如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场

解析:如果把电荷引入电场中,一定会受到静电力作用,如果电荷没有受到电场力作用,一定是没有电场,A、B可行。把通电导线引入磁场中时,只要电流方向不与磁场方向平行,就会受到磁场力作用,但是不受磁场力的原因有两个,一是没有磁场,二是虽有磁场,但是电流方向与磁场方向平行,C可行,D不可行。

答案:D

7.(多选)如图所示,通电直导线在蹄形磁铁两极间,受到力F的作用发生偏转,以下说法正确的是( )

A.这个力F是通过磁场产生的

B.这个力F没有反作用力

C.这个力F的反作用力作用在通电导线上

D.这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上

解析:磁场力是磁场本身性质的体现,磁场是一种物质,磁体间或磁体与通电导体间的作用都是通过磁场完成的,但是磁场看不见、摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体,没有反作用力。这时我们需找出产生磁场的物体,它才是施力物体,力F的反作用力作用在施力物体上。答案:AD

8.

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( )

A.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:导线受到的磁场力F=BIL=BLI。对于题图给出的F-I图线,直线的斜率k=BL,由题图可知ka>kb,又因A、B两处导线的长度L相同,故A 点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,B项正确。

答案:B

9.磁场中放一与磁场方向垂直的导线,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N。问:

(1)这个位置的磁感应强度是多大?

(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时,这一点的磁感应强度是多大?

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?

解析:(1)由磁感应强度的定义式得B==2 T。

(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度还是2 T。