2019-2020学年高中物理第三章磁场第2节磁感应强度练习 人教版选修3-12

2019-2020学年高中物理第三章磁场第2节磁感应强度练习 人教版选修3-12

第2节　磁感应强度 ‎「基础达标练」‎ ‎1．相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用是怎样发生的？这是一个曾经使人感到困惑、引起猜想且有过长期争论的科学问题.19世纪以前，不少物理学家支持超距作用的观点．英国的迈克尔·法拉第于1837年提出了电场和磁场的概念，解释了电荷之间以及磁体之间相互作用的传递方式，打破了超距作用的传统观念.1838年，他用电力线(即电场线)和磁力线(即磁感线)形象地描述电场和磁场，并解释电和磁的各种现象．下列对电场和磁场的认识，正确的是(　　)‎ A．法拉第提出的磁场和电场以及电力线和磁力线都是客观存在的 B．在电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动 C．磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向一致 D．通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的 解析：选D　电场和磁场均是客观存在的特殊物质；电场线和磁感线是人类为了形象地描述电场和磁场而引入的虚拟的线，实际中并不存在，故A错误；电荷的运动取决于初速度和力的方向，故电场线不是电荷在场中的轨迹．只有在点电荷的电场和匀强电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动，故B错误；磁感线上某点的切线方向是磁场的方向，通电导线的受力方向不是磁场的方向，故C错误；根据磁场的性质可知，通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，故D正确．‎ ‎2．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是(　　)‎ A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 解析：选D　因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错误，D选项正确；因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错误；对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的放置方向不同时，导线所受安培力是不相同的(导线与磁场垂直时所受安培力最大，与磁场平行时所受安培力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错误．‎ ‎3．磁感应强度的单位T用基本单位可表示为(　　)‎ A.　　　　　　　　 　B. C. D. 5‎ 解析：选A　根据磁感应强度的定义式可知，B＝，磁感应强度单位为T，根据单位换算关系可知，1 T＝＝＝，A选项正确．‎ ‎4．(多选)物理学中，通过引入检验电流了解磁场力的特性，对检验电流的要求是(　　)‎ A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F、导线长度L和通电电流I，应用公式B＝，即可测得磁感应强度B B．检验电流不宜过大 C．公式B＝只能应用于匀强磁场 D．只要满足长度L很短、电流很小、将其垂直放入磁场的条件，公式B＝对任何磁场都适用 解析：选BD　检验电流的方向要垂直于磁场的方向放置，故A错误；用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L应很短，电流应很小，垂直磁场方向放置，只要满足上述条件，磁感应强度的定义式B＝适用于所有磁场，故C错误，B、D正确．‎ ‎5．关于磁感应强度，下列说法正确的是(　　)‎ A．由真空中点电荷的电场强度公式E＝k可知，当r→0时，E→无穷大 B．由B＝可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的IL成反比 C．小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 D．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 解析：选C　点电荷的电场强度公式E＝k适用于真空中、点电荷，当r→0时不满足点电荷的条件，所以不能直接使用，故A错误；磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及磁场中的位置决定，与F、I、L都没有关系，B＝只是磁感应强度的定义式，故B错误；根据磁场方向的规定可知，磁感应强度的方向就是该处小磁针N极所受磁场力的方向，故C正确；一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，可能是由于导线的方向与磁场的方向平行，该处磁感应强度不一定为零，故D错误．‎ ‎6．(多选)在空间某点A存在两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小可能为(　　)‎ A．7 T B．1 T 5‎ C．5 T D．0‎ 解析：选ABC　磁感应强度是矢量，合成时遵循平行四边形定则，所以合磁感应强度的范围为B2－B1≤B≤B2＋B1，分析可得选项A、B、C正确．‎ ‎7.在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度．具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方‎10 cm处放一个罗盘，导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量Be＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)．由此测出该通电直导线在其正下方‎10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)‎ A．5.0×10－5 T B．7.07×10－5 T C．8.66×10－5 T D．1.0×10－4 T 解析：选C　各个分磁感应强度与合磁感应强度关系如图所示．‎ 根据三角函数关系可得tan 30°＝，‎ 即B1＝＝8.66×10－5 T，故C正确．‎ ‎8．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＝可得F＝BIL.所以F＝4.0×10－5×10×500 N＝0.2 N.‎ 答案：0.2 N ‎「能力提升练」‎ ‎1．(多选)关于磁感应强度的方向和电场强度的方向，下列说法正确的是(　　)‎ A．电场强度的方向与电荷所受电场力的方向相同 B．电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同 C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 D．磁场的方向与小磁针S极所受磁场力的方向相同 解析：选BC　电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同，磁感应强度的方向与小磁针N极所受的磁场力的方向相同，故B、C正确，A、D错误．‎ ‎2．用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达式中不属于用比值法定义物理量的是(　　)‎ 5‎ A．加速度a＝ B．电流I＝ C．电场强度E＝ D．磁感应强度B＝ 解析：选B　加速度a与Δv和Δt的大小无关，电场强度E与F和q的大小无关，磁感应强度B与F以及IL的大小无关，故A、C、D都是比值法定义，而电流I的大小取决于其两端的电压和电阻的大小，故B不属于比值法定义．‎ ‎3．对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”，人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷，由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律，例如磁的库仑定律，磁场强度等．在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同，若用H表示磁场强度，F表示点磁荷所受磁场力，qm表示磁荷量，则磁场强度可以表示为H＝.以下公式所采取的定义方法与磁场强度不相同的是　　(　　)‎ A．E＝　　　B．B＝ C．C＝　　　D．E＝ 解析：选D　分析题意可知，磁场强度的定义方法为比值定义法，电场强度E＝，磁感应强度B＝，电容C＝，均用到了比值定义来定义物理量，A、B、C选项正确；匀强电场场强与电势差关系为U＝Ed，E＝不属于比值定义法，D选项错误．‎ ‎4．(多选)如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T．位于纸面内的细直导线长L＝‎1 m，通有I＝‎1 A的恒定电流，该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度为B2.当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零．则B2大小可能为(　　)‎ A．0.5 T 　B. T C．1 T D. T 解析：选BCD　由于通电导线在磁场中受到的安培力为零，则可知B1与B2的合磁场方向沿着导线，如图所示．‎ 根据平行四边形定则知，当B2与导线垂直时B2有最小值，其值B2＝B1sin 60°＝ 5‎ ‎ T．当B2与导线不垂直且满足B沿着导线，则B2> T，故选项B、C、D正确，A错误．‎ ‎5．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．‎ ‎(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？‎ ‎(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？‎ 解析：(1)因磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：‎ B水平＝Bcos θ；B竖直＝Bsin θ.‎ ‎(2)在赤道上空，θ＝0°，故有B竖直＝0；‎ 在极地上空θ＝90°，故有B水平＝0.‎ 答案：(1)Bcos θ　Bsin θ　(2)0　0‎ ‎6．如图所示，竖直向下的匀强磁场中，用两条竖直线悬吊一水平通电直导线，导线长为L，质量为m，通入电流I后，悬线偏离竖直方向θ角保持静止，已知导线受水平方向的磁场力，求磁场的磁感应强度．‎ 解析：分析导线受力，如图所示．‎ 根据三力平衡条件，tan θ＝，根据磁感应强度的定义，B＝，得B＝.‎ 答案： 5‎