2024-2025學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)2磁感應(yīng)強(qiáng)度課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE7-磁感應(yīng)強(qiáng)度(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中,正確的是 ()A.放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線,電流越大,受到的磁場(chǎng)力也越大,表示該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大B.某處磁感線切線的方向不確定是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C.垂直磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向與放入磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線取向等均無(wú)關(guān)【解析】選D。依據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義可知:磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小由磁場(chǎng)本身確定,與受到的磁場(chǎng)力無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤。磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,故B錯(cuò)誤;依據(jù)左手定則,垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直,故C錯(cuò)誤。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小由磁場(chǎng)本身確定,與放入其中的通電導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線取向等均無(wú)關(guān),故D正確。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉(T),與它等價(jià)的是 ()A. B. C. D.【解析】選A。當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),由公式B=,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位由F、I、L的單位確定。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=1。3.(多選)將一小段通電直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖中圖象能正確反映各量間關(guān)系的是()【解析】選B、C。由B=或F=BIL知:勻強(qiáng)磁場(chǎng)中B恒定不變,故B對(duì)、D錯(cuò)。B、L確定,且F與I成正比,故C對(duì)、A錯(cuò)。4.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)撤走,A.零B.10T,方向豎直向上C.0.1T,方向豎直向下D.10T,方向確定不沿豎直向上的方向【解析】選D。由B=,得B=T=10T。因?yàn)锽的方向與F的方向垂直,所以B的方向不會(huì)沿豎直向上的方向。5.(多選)一段電流元放在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的四個(gè)位置,如圖所示,已知電流元的電流I、長(zhǎng)度L和受力F,則可以用表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的是 ()【解析】選A、C。當(dāng)電流元垂直于磁場(chǎng)方向時(shí),可用表示B,由圖知A、C正確。利用F=ILB計(jì)算時(shí),安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體電流方向必需兩兩垂直。6.在試驗(yàn)精度要求不高的狀況下,可利用羅盤來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,詳細(xì)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(gè)羅盤。導(dǎo)線沒有通電時(shí)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(shí),發(fā)覺羅盤的指針偏轉(zhuǎn)確定角度,依據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測(cè)定電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度?，F(xiàn)已測(cè)出此地的地磁場(chǎng)水平重量B=5.0×10-5T,通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置,如圖所示。由此測(cè)出該通電直導(dǎo)線在其正下方10A.5.0×10-5T B.1.0×10-4TC.8.66×10-5T D.7.07×10-5T【解析】選C。由題意可知通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1方向由西向東,作圖可得tan60°=,解得B1≈8.66×10-5T,C正確。二、非選擇題(14分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.如圖所示,通電導(dǎo)線L垂直放于磁場(chǎng)中,導(dǎo)線長(zhǎng)8m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值為2T,導(dǎo)線所受的力為32【解析】由F=BIL得I==A=2A。答案:2【補(bǔ)償訓(xùn)練】在磁場(chǎng)中放入一通電導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直,導(dǎo)線長(zhǎng)為1cm,電流為0.5A,所受的磁場(chǎng)力為5×10-4(1)該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?(2)若將該電流撤去,該位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度又是多大?(3)若將通電導(dǎo)線跟磁場(chǎng)平行放置,該導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力多大?【解析】(1)由B=,得B=T=0.1T。(2)該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,B=0.1T。(3)電流元平行磁場(chǎng)放置時(shí),不受磁場(chǎng)力,F=0。答案:(1)0.1T(2)0.1T(3)0(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.(多選)下列可用來(lái)表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位關(guān)系的是 ()A.1T=1kg/m2 B.1T=1kg/(AC.1T=1kg/m2(A·s2) D.1T=1N/(A【解析】選B、D。由B=得1T=1N/(A·m),由F=ma,還可得1T=1kg/(A·s2)2.對(duì)磁現(xiàn)象的探討中有一種“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,引入相像的概念,得出一系列相像的定律。例如磁的庫(kù)侖定律、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁偶極矩等。在磁荷觀點(diǎn)中磁場(chǎng)強(qiáng)度定義為:磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于點(diǎn)磁荷在該處所受磁場(chǎng)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(chǎng)力方向相同。若用H表示磁場(chǎng)強(qiáng)度,F表示點(diǎn)磁荷所受磁場(chǎng)力,qm表示磁荷量,則下列關(guān)系式正確的是()A.F= B.H=C.H=Fqm D.qm=HF【解析】選B。題目已經(jīng)說(shuō)明磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于點(diǎn)磁荷在該處所受磁場(chǎng)力與點(diǎn)磁荷所帶磁荷量的比值,故:H=。3.在磁場(chǎng)中某一點(diǎn),已經(jīng)測(cè)出一段0.5cm長(zhǎng)的導(dǎo)線中通入0.01A電流時(shí),受到的安培力為5.0×10-6A.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小確定是0.1TB.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小確定不小于0.1TC.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小確定不大于0.1TD.該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向即為導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向【解析】選B。因?yàn)閷?dǎo)線受到的安培力F=BILsinα=5.0×10-6N,計(jì)算得:Bsinα=0.1T,即B=,所以B≥0.1T,故A、C錯(cuò)誤,B正確;該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力方向垂直,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向確定不是導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力方向,故D錯(cuò)誤。4.(多選)某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)晨臻g有無(wú)電場(chǎng)或者磁場(chǎng)存在,想到的以下方法中可行的是 ()A.在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷,假如電荷受到電場(chǎng)力說(shuō)明此空間存在電場(chǎng)B.在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷,假如電荷沒有受到電場(chǎng)力說(shuō)明此空間不存在電場(chǎng)C.在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線,假如通電導(dǎo)線受到磁場(chǎng)力說(shuō)明此空間存在磁場(chǎng)D.在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線,假如通電導(dǎo)線沒有受到磁場(chǎng)力說(shuō)明此空間不存在磁場(chǎng)【解析】選A、B、C。假如把電荷引入電場(chǎng)中,確定會(huì)受到電場(chǎng)力作用,假如電荷沒有受到電場(chǎng)力作用,確定是沒有電場(chǎng),A、B對(duì)。把通電導(dǎo)線引入磁場(chǎng)中時(shí),只要電流方向不與磁場(chǎng)方向平行,就會(huì)受到磁場(chǎng)力作用,但是不受磁場(chǎng)力的緣由有兩個(gè),一是沒有磁場(chǎng),二是雖有磁場(chǎng),但是電流方向與磁場(chǎng)方向平行,C對(duì),D錯(cuò)。5.(多選)某地的地磁場(chǎng)強(qiáng)度大約是4.0×10-5T。一根長(zhǎng)為500m的導(dǎo)線,通入電流強(qiáng)度為10AA.0 B.0.1N C.0.3N D.0.4N【解析】選A、B。F=ILB=10×500×4.0×10-5N=0.2N。這是導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)得到的最大磁場(chǎng)力,其他放置方向?qū)Ь€受到的磁場(chǎng)力要小于0.2N,平行磁場(chǎng)放置時(shí)F=0。故只要小于等于0.2N,大于或等于0的力均是有可能的。故正確答案為A、B。6.如圖所示,在空間某點(diǎn)A存在大小、方向恒定的兩個(gè)磁場(chǎng)B1、B2,B1=3T,B2=4T,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。A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,即B==T=5T,選項(xiàng)C是正確的。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(10分)如圖所示,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,通以5A的電流時(shí),質(zhì)量為3.6kg的金屬棒MN沿導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)棒中電流增大到8A時(shí),棒能獲得【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),金屬棒所受到的安培力與軌道對(duì)棒的滑動(dòng)摩擦力平衡,金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒中的電流為I2=8A時(shí),棒做加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,依據(jù)牛頓其次定律得:BI將①代入②得B==T=1.2T。答案:1.2T8.(10分)磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量,它可以分解為幾個(gè)重量。(1)假如北半球某處地磁場(chǎng)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平重量和豎直重量各為多大?(2)假如地理南、北極和地磁北、南極是重合的,那么在赤道上空