2022-2022學(xué)年高中物理第3章磁場第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度練習(xí)含解析新人教版選修3-1

第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度一、選擇題1．(多項(xiàng)選擇)關(guān)于試探電荷和電流元，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．試探電荷在電場中一定受到電場力的作用，電場力與所帶電荷量的比值定義為電場強(qiáng)度的大小B．電流元在磁場中一定受到磁場力作用，磁場力與通電導(dǎo)線長度和電流乘積的比值定義為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小C．試探電荷所受電場力的方向與電場方向相同或相反D．電流元在磁場中所受磁場力的方向與磁場方向相同或相反解析：選AC電荷在電場中一定受電場力的作用，且E＝eq\f(F,q)，A正確；正電荷所受電場力方向與電場方向相同，負(fù)電荷所受電場力的方向與電場方向相反，C正確；電流元在磁場中與磁場方向垂直放置時，一定受磁場力的作用，并且B＝eq\f(F,IL)，平行時不受磁場力，B錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不是根據(jù)電流元的受力方向規(guī)定的，D錯誤．2．(2022·淄博市期中)有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的以下說法，正確的選項(xiàng)是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場強(qiáng)弱的物理量B．假設(shè)有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場力的作用，那么該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，電流強(qiáng)度I越大，導(dǎo)線L越長，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小D．假設(shè)有一小段長為L，通以電流為I的導(dǎo)體，在磁場中某處受到的磁場力為F，那么該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是eq\f(F,IL)解析：選A磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱的物理量，A選項(xiàng)正確；通電導(dǎo)體與磁場平行放置時，不受磁場力作用，故通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場力的作用，那么該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，B選項(xiàng)錯誤；公式B＝eq\f(F,IL)是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，磁場某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流強(qiáng)度的大小、導(dǎo)線的長短無關(guān)，C選項(xiàng)錯誤；假設(shè)有一小段長為L，通以電流為I的導(dǎo)體，垂直磁場方向放置，在磁場中某處受到的磁場力為F，那么該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是eq\f(F,IL)，D選項(xiàng)錯誤．3．關(guān)于電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．電場強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)適用于任何靜電場B．電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度的方向與在該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受電場力的方向相同C．磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B＝eq\f(F,IL)說明磁感應(yīng)強(qiáng)度與放入磁場中的通電導(dǎo)線所受磁場力F成正比，與通電導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線長度的乘積成反比D．磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式B＝eq\f(F,IL)說明磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與放入磁場中的通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向相同解析：選A電場強(qiáng)度的定義式E＝eq\f(F,q)適用于任何靜電場，A選項(xiàng)正確；電場強(qiáng)度方向與在該點(diǎn)的正電荷所受電場力的方向相同，與負(fù)電荷受電場力的方向相反，B選項(xiàng)錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定的，與F以及IL無關(guān)，C選項(xiàng)錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與磁場力的方向相互垂直，D選項(xiàng)錯誤．4．磁體有N、S兩極，與正負(fù)電荷有很大的相似性，人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷〞的東西，當(dāng)磁極本身的幾何線度遠(yuǎn)比它們之間的距離小的多時，將其上的磁荷叫做點(diǎn)磁荷．磁的庫侖定律是：兩個點(diǎn)磁荷之間的相互作用力F沿著它們之間的連線，與它們之間的距離r的平方成反比，與它們磁荷的數(shù)量q1、q2的乘積成正比．用公式表示為F＝keq\f(q1q2,r2)，公式中的比例系數(shù)k＝10－2Wb/(A·m)，其中1Wb＝1N·m/A，那么磁荷的數(shù)量q的國際單位是()A．A/m B．A·mC．N·m D．T·m解析：選B由公式F＝keq\f(q1q2,r2)可知，兩個等量磁荷的數(shù)量q＝eq\r(\f(Fr2,k))，代入單位，其中1Wb＝1N·m/A，k＝10－2Wb/(A·m)，解得q的國際單位是A·m，B選項(xiàng)正確．5.在實(shí)驗(yàn)精度要求不高的情況下，可利用羅盤來測量電流產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．具體做法是：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)現(xiàn)羅盤的指針偏轉(zhuǎn)一定角度，根據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測定電流磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．現(xiàn)已測出此地的地磁場水平分量Be＝5.0×10－5T，通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置(如下圖)．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(qiáng)度大小為()A．5.0×10－5T B．7.07×10－5TC．8.66×10－5T D．1.0×10－4T解析：選C各個分磁感應(yīng)強(qiáng)度與合磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)系如下圖．根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得tan30°＝eq\f(Be,B1)，即B1＝eq\f(Be,tan30°)＝8.66×10－5T，故C正確．6．對磁現(xiàn)象的研究中有一種“磁荷觀點(diǎn)〞，人們假定，在N極上聚集著正磁荷，在S極上聚集著負(fù)磁荷，由此可以將磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象類比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律，例如磁的庫侖定律，磁場強(qiáng)度等．在磁荷觀點(diǎn)中磁場強(qiáng)度定義為：磁場強(qiáng)度的大小等于點(diǎn)磁荷在該處所受磁場力與點(diǎn)磁荷所帶磁荷量的比值，其方向與正磁荷在該處所受磁場力方向相同，假設(shè)用H表示磁場強(qiáng)度，F(xiàn)表示點(diǎn)磁荷所受磁場力，qm表示磁荷量，那么磁場強(qiáng)度可以表示為H＝eq\f(F,qm).以下公式所采取的定義方法與磁場強(qiáng)度不相同的是()A．E＝eq\f(F,q) B．B＝eq\f(F,IL)C．C＝eq\f(Q,U) D．E＝eq\f(U,d)解析：選D分析題意可知，磁場強(qiáng)度的定義方法為比值定義法，電場強(qiáng)度E＝eq\f(F,q)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(F,IL)，電容C＝eq\f(Q,U)，均用到了比值定義來定義物理量，A、B、C選項(xiàng)正確；勻強(qiáng)電場場強(qiáng)與電勢差關(guān)系為U＝Ed，E＝eq\f(U,d)不屬于比值定義法，D選項(xiàng)錯誤．7.先后在磁場中A、B兩點(diǎn)引入長度相等的短直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場方向垂直．如下圖，圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中A、B兩點(diǎn)導(dǎo)線所受的力F與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系．以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．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．無法比擬磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小解析：選B導(dǎo)線受到的磁場力F＝BIL＝BL·I，對于題圖給出的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正確．8．如下圖，在空間某點(diǎn)A存在大小、方向恒定、相互垂直的兩個磁場B1、B2，其中B1＝3T，B2＝4T，那么A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A．7T B．1TC．5T D．大于3T小于4T解析：選C磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，根據(jù)矢量合成法那么——平行四邊形定那么可知，A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝eq\r(B12＋B22)＝eq\r(32＋42)T＝5T，C選項(xiàng)正確．9.科考隊(duì)進(jìn)入某一磁礦區(qū)域后，發(fā)現(xiàn)指南針原來指向正北的N極逆時針轉(zhuǎn)過30°(如圖的虛線)，設(shè)該處的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量為B，那么磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量的最小值為()A．B B．2BC．eq\f(B,2) D．eq\f(\r(3),2)B解析：選C指南針N極所指的方向是該處磁場的方向，實(shí)際磁場是地磁場和磁礦產(chǎn)生的磁場疊加的結(jié)果，根據(jù)矢量運(yùn)算法那么——三角形定那么可知，磁礦所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度水平分量最小時方向與圖中虛線垂直，大小為Bsin30°＝eq\f(B,2)，C選項(xiàng)正確．10.歐姆在探索通過導(dǎo)體的電流、電壓、電阻的關(guān)系時因無電源和電流表，他利用金屬在冷水和熱水中產(chǎn)生電動勢代替電源，用小磁針的偏轉(zhuǎn)檢測電流，具體做法是：在地磁場作用下處于水平靜止的小磁針上方，平行于小磁針?biāo)椒胖靡恢睂?dǎo)線，當(dāng)該導(dǎo)線中通有電流時，小磁針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)通過該導(dǎo)線電流為I時，小磁針偏轉(zhuǎn)了30°，問當(dāng)他發(fā)現(xiàn)小磁針偏轉(zhuǎn)了60°，通過該直導(dǎo)線的電流為(直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與通過直導(dǎo)線的電流成正比)()A．2I B．3IC．I D．無法確定解析：選B設(shè)地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B地，當(dāng)通過電流為I時，根據(jù)題意可知：地磁場B地、電流產(chǎn)生的磁場B、合磁場B合之間的關(guān)系為：當(dāng)夾角為30°時，有：B＝kI＝B地tan30° ①當(dāng)夾角為60°時，有：B2＝kI′＝B地tan60° ②由①②解得I′＝3I，B正確．二、非選擇題11．某地地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是4.0×10－5T．一根長為500m的電線，電流為10A，該導(dǎo)線受到的最大磁場力是多少？解析：電流處在地磁場中，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，只有電流與磁場垂直時，所受的磁場力最大．由公式B＝eq\f(F,IL)可得F＝BIL.所以F＝4.0×10－5×10×500N＝0.2N.答案：0.2N12．磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，它可以分解為幾個分量．(1)如果北半球某處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，與水平方向的夾角為θ，那么該處地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量各為多大？(2)如果地理南、北極和地磁北、南極是重合的，那么在赤道上空磁場的豎直分量是多大？在極地上空地磁場的水平分量是多大？解析：(1)因磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，與水平方向的夾角為θ，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平分量和豎直分量分別為：B水平＝Bcosθ；B豎直＝Bsinθ.(2)在赤道上空，θ＝0°，故有B豎直＝0；在極地上空θ＝90°，故有B水平＝0.答案：(1)BcosθBsinθ