高中物理人教版選修31課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十）磁感應(yīng)強(qiáng)度

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十）磁感應(yīng)強(qiáng)度1．磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉(T)，與它等價(jià)的是()A.eq\f(N,A·m) B.eq\f(N·A,m)C.eq\f(N·A,m2) D.eq\f(N,A·m2)解析：選A當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，由公式B＝eq\f(F,IL)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位由F、I、L的單位決定。在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱T,1T＝1eq\f(N,A·m)。2．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流所受磁場(chǎng)力F的關(guān)系，下面的說(shuō)法中正確的是()A．在B＝0的地方，F(xiàn)一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T，I＝1A，L＝1m，則F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A，F(xiàn)＝1N，則B一定等于1T解析：選A應(yīng)用公式B＝eq\f(F,IL)或F＝ILB時(shí)要注意導(dǎo)線必須垂直于磁場(chǎng)方向放置。故B、C、D選項(xiàng)錯(cuò)。應(yīng)選A。3.先后在磁場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)引入長(zhǎng)度相等的短直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。如圖1所示，圖中a、b兩圖線分別表示在磁場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)導(dǎo)線所受的力F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系。下列說(shuō)法中正確的是()圖1A．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相等B．A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C．A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度D．無(wú)法比較磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小解析：選B導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力F＝ILB＝BL·I，對(duì)于題圖給出的F-I圖線，直線的斜率k＝BL，由圖可知ka＞kb，又因A、B兩處導(dǎo)線的長(zhǎng)度L相同，故A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，B項(xiàng)正確。4．把長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流為I都相同的一小段電流元放入某磁場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn)，電流元在A點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力較大，則()A．A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能相等C．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不相等D．A點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度一定小于B點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度解析：選B由于電流元方向和磁場(chǎng)方向關(guān)系不確定，所以無(wú)法比較A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，故B正確。5.如圖2所示，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針上方有一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，開始時(shí)兩者在紙面內(nèi)平行放置。當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)如圖所示的電流I時(shí)，發(fā)現(xiàn)小磁針的N極向里，S極向外，停留在與紙面垂直的位置上，這一現(xiàn)象說(shuō)明()圖2A．小磁針上的自由電荷受到電流磁場(chǎng)的作用B．小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C．小磁針處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外D．把小磁針移走，該處就沒有磁場(chǎng)了解析：選B小磁針可以檢驗(yàn)磁場(chǎng)的存在，當(dāng)導(dǎo)線中通入電流時(shí)，在導(dǎo)線的周圍就產(chǎn)生了磁場(chǎng)，在小磁針處的磁場(chǎng)方向?yàn)镹極的受力方向，即垂直紙面向里，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；電流的磁場(chǎng)是客觀存在的特殊物質(zhì)，不會(huì)隨小磁針的移走而消失，只要導(dǎo)線中有電流存在，磁場(chǎng)就會(huì)存在，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)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(qiáng)度，μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為一已知常量。為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)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(cè)出拉力F，如圖3所示。因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，所以由此可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B＝________。圖3解析：由于ΔL很小，則拉力F可認(rèn)為恒定，做的功W＝F·ΔL，由題意知，間隙中的磁場(chǎng)能為E＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，由于W＝E，則F·ΔL＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，整理得B＝eq\r(\f(2μF,A))。答案：eq\r(\f(2μF,A))7．關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()A．若長(zhǎng)為L(zhǎng)、電流為I的導(dǎo)體在某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為eq\f(F,IL)B．由B＝eq\f(F,IL)知，B與F成正比，與IL成反比C．由B＝eq\f(F,IL)知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受磁場(chǎng)力，說(shuō)明該處一定無(wú)磁場(chǎng)D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是小磁針北極所受磁場(chǎng)力的方向解析：選D磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是客觀存在的，與是否放通電導(dǎo)體無(wú)關(guān)，定義磁感應(yīng)強(qiáng)度是對(duì)它的一種量度。在測(cè)量中要求一小段通電導(dǎo)體有正確的放置方位，力F應(yīng)是導(dǎo)體在放置處受到的最大力，也就是通電導(dǎo)體應(yīng)垂直于磁場(chǎng)放置才行，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。8．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處P放一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝20cm，通電電流I＝0.5A的直導(dǎo)線，測(cè)得它受到的最大磁場(chǎng)力F＝1.0N，其方向豎直向上。現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場(chǎng)中撤走，則P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向下D．10T，方向肯定不沿豎直向上的方向解析：選D導(dǎo)體受到的是最大磁場(chǎng)力F＝1.0N，可判知導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直，由B＝eq\f(F,IL)解得B＝10T。由于磁場(chǎng)力的方向是豎直向上的，故可判定磁場(chǎng)的方向一定不會(huì)豎直向上，因?yàn)槎呤腔ハ啻怪钡年P(guān)系，方向可有多種情況。撤走導(dǎo)線后，P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，仍為10T。故正確答案為D。9．如圖4所示，直導(dǎo)線處于足夠大的磁場(chǎng)中，與磁感線成θ＝30°角；圖4導(dǎo)線中通過(guò)的電流為I，為了增大導(dǎo)線所受的安培力，下列方法不正確的是()A．增大電流IB．增加直導(dǎo)線的長(zhǎng)度C．使導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°D．使導(dǎo)線在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°解析：選C由磁場(chǎng)力公式F＝ILBsinθ可知，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)磁場(chǎng)力最大。10．有一小段通電導(dǎo)線，長(zhǎng)為10cm，其中的電流強(qiáng)度為5A，把它置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處，受到的磁場(chǎng)力為100N，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是()A．B＝200T B．B≤200TC．B≥200T D．以上幾種情況都有可能解析：選C當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直時(shí)，B＝eq\f(F,IL)＝200T，可見若通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)不垂直，F(xiàn)不是最大的力，故B≥200T，C正確。11．如圖5所示是實(shí)驗(yàn)室里用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)力的一種儀器——電流天平，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里，用電流天平測(cè)算通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，他測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄如下所示，請(qǐng)你算出通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。已知：CD段導(dǎo)線長(zhǎng)度為4×10－2m，天平平衡時(shí)鉤碼重力為4×10－5N，通過(guò)導(dǎo)線的電流為0.5A。圖5解析：由題意知，I＝0.5A，G＝4×10－5N，L＝4×10－2m。電流天平平衡時(shí)，導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的大小等于鉤碼的重力，即F＝G。由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B＝eq\f(F,IL)得B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(4.0×10－5,0.5×4.0×10－2)T＝2.0×10－3T所以，通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0×10－3T。答案：2.0×10－3T12.如圖6所示，ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為3.6kg的金屬棒MN放在導(dǎo)軌上。當(dāng)金屬棒中通以5A的電流時(shí)，金屬棒沿導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)金屬棒中的電流增大到8A時(shí)，金屬棒能獲得2m/s2的加速度。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。圖6解析：設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，金屬棒的質(zhì)量為m，金屬棒在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝2m。當(dāng)棒中的電流為I1＝5A時(shí)，金屬棒受到