2024-2025學年高中物理課時作業(yè)18磁感應強度磁通量含解析教科版選修3-1

PAGEPAGE6課時作業(yè)18磁感應強度磁通量時間：45分鐘一、單項選擇題1．磁感應強度B在國際單位制中的單位是特斯拉(符號T)，下列單位中與磁感應強度的單位一樣的是(A)A.eq\f(N,A·m) B.eq\f(N,C·s)C.eq\f(N,C·m) D.eq\f(N,A·s)解析：由B＝eq\f(F,IL)可知，1T＝1eq\f(N,A·m)，選項A正確．2．磁場中任一點的磁場方向，是指小磁針在磁場中(B)A．受磁場力的方向B．北極受磁場力的方向C．南極受磁場力的方向D．北極所指的方向解析：磁場方向規(guī)定為小磁針靜止時北極所指的方向，D選項中缺“靜止”的條件；而這一方向恰是小磁針放入磁場后N極所受磁場力的方向，選項B正確．3．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，磁場中某處的磁感應強度大小(D)A．隨IL的乘積的增大而減小B．隨F的增大而增大C．與F成正比，與IL成反比D．與F及IL無關，由F和IL的比值確定解析：磁場中某一點的磁感應強度是由形成磁場的磁體或電流的強度與分布狀況確定的，與放入其中的電流元無關，電流元所起的作用僅僅是對磁場進行探測，從而確定該點磁場的磁感應強度，因此本題答案為D.4．以下說法中正確的是(D)A．通電導線在某處所受磁場力為零，那么該處的磁感應強度必定為零B．若長為L、電流為I的導線在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應強度必為eq\f(F,IL)C．假如將一段短導線(有電流)放入某處，測得該處的磁感應強度為B，若撤去該導線，該處的磁感應強度為零D．以上說法均不正確解析：假如通電導線與磁場方向平行，無論磁場多強，導線也不會受力，故A錯．若導線與磁場既不垂直也不平行，那么B也不會等于eq\f(F,IL)，而應比eq\f(F,IL)大，同時假如L太長，測出的磁感應強度不是某點的磁感應強度，而是導線所在區(qū)域的平均磁感應強度，所以B錯．磁場中某點的磁感應強度的大小是由磁場本身確定的，因此C錯．正確選項為D.5．在試驗精度要求不高的狀況下，可利用羅盤來測量電流產生的磁場的磁感應強度，詳細做法是：在一根南北方向放置的直導線的正下方10cm處放一個羅盤．導線沒有通電時羅盤的指針(小磁針的N極)指向北方；當給導線通入電流時，發(fā)覺羅盤的指針偏轉肯定角度，依據偏轉角度即可測定電流磁場的磁感應強度．現已測出此地的地磁場水平重量為5.0×10－5T，通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置，如圖所示．由此測出該通電直導線在其正下方10cm處產生磁場的磁感應強度大小為(C)A．5.0×10－5T B．1.0×10－4TC．8.66×10－5T D．7.07×10－5T解析：如圖所示為磁場的分布圖，則該位置產生的磁感應強度B的大小滿意tan60°＝eq\f(B,B地)，得B＝B地·tan60°＝5.0×10－5T×eq\r(3)≈8.66×10－5T，C正確．6．以下說法正確的是(D)A．某處磁感應強度的方向就是一小段通電導線放在該處時所受磁場力的方向B．垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是該處的磁感應強度的方向C．磁場中某處磁感應強度B與該處所放的導線受到的磁場力成正比，與導線長度L和電流I的乘積成反比D．在磁場中垂直于磁場放置的通電導線所受的磁場力F與導線長度L和電流I的乘積成正比解析：磁場中某處磁感應強度的方向是小磁針N極受力方向，不是通電導線的受力方向，A、B錯；磁感應強度B由磁場本身確定，與導線所受的磁場力F及導線長度L和電流I的乘積無關，但是垂直磁場放置的通電導線所受的磁場力F與導線長度L和電流I的乘積成正比，C錯誤，D正確．7．如圖所示，兩根無限長導線均通以恒定電流I，兩根導線的直線部分和坐標軸特別接近，彎曲部分是以坐標原點O為圓心的、半徑相同的一段圓弧，規(guī)定垂直于紙面對里的方向為磁感應強度的正方向，已知直線部分在原點O處不形成磁場，此時兩根導線在坐標原點處的磁感應強度為B，下列四個選項中均有四根同樣的、通以恒定電流I的無限長導線，O處磁感應強度也為B的是(A)解析：由磁場的疊加可知A圖中四根導線在O處的合磁感應強度為B；B圖中四根導線在O處的合磁感應強度為2B；C圖中，O處的合磁感應強度大小為－2B；D圖中，O處的合磁感應強度為－B.二、多項選擇題8．某同學為檢驗某空間有無電場或者磁場存在，想到的以下方法中可行的是(ABC)A．在該空間內引入檢驗電荷，假如電荷受到電場力說明此空間存在電場B．在該空間內引入檢驗電荷，假如電荷沒有受到電場力說明此空間不存在電場C．在該空間內引入通電導線，假如通電導線受到磁場力說明此空間存在磁場D．在該空間內引入通電導線，假如通電導線沒有受到磁場力說明此空間不存在磁場解析：假如把電荷引入電場中，肯定會受到電場力作用，假如電荷沒有受到電場力作用，肯定是沒有電場，A、B對．把通電導線引入磁場中時，只要電流方向不與磁場方向平行，就會受到磁場力作用，但是不受磁場力的緣由有兩個，一是沒有磁場，二是雖有磁場，但是電流方向與磁場方向平行，C對，D錯．9．如圖所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd為正方形，邊長為L，它們按圖示位置放置于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B，下面說法中正確的是(BCD)A．通過abcd平面的磁通量大小為L2·BB．通過dcfe平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)L2·BC．通過abfe平面的磁通量大小為零D．通過整個三棱柱表面的磁通量為零解析：本題考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝BS⊥＝eq\f(\r(2),2)L2B，A錯；dcfe平面與B垂直，S＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝eq\f(\r(2),2)L2B，B正確；abfe平面與B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正確；整個三棱柱穿進的磁感線和穿出的磁感線條數相等，抵消為零，所以Φ＝0，D正確．10．有一段直導線長1cm，通以5A的電流，把它置于磁場中的某點時，受到的磁場力為0.1N，則該點的磁感應強度B的值可能為(CD)A．1T B．0.5TC．2T D．2.5T解析：由I與B垂直時B＝eq\f(F,IL)可解得B＝2T．但題目中未點明I與B是否垂直，故B的值也可能大于2T．所以正確答案為C、D.三、非選擇題11.磁場具有能量，磁場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是磁感應強度，μ是磁導率，在空氣中μ為已知常數．為了近似測得條形磁鐵磁極端面旁邊的磁感應強度B，一學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，并測出拉力F，如圖所示．因為F所做的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感應強度B與F、A之間的關系為B＝eq\r(\f(2μF,A)).解析：用力F把鐵片P拉開一段微小距離Δl的過程，事實上就是力F克服磁場力做功，把其他形式的能轉化為磁場能的過程．用力F將鐵片與磁鐵拉開一段微小的距離Δl的過程中，拉力F所做的功W＝FΔl.磁鐵與鐵片間隙中的能量密度為eq\f(B2,2μ)，故所儲存磁場能量E＝eq\f(B2,2μ)AΔl，依據功能關系，知W＝E.由以上三式，得B＝eq\r(\f(2μF,A)).12．在磁場中某一點放入一通電導線，導線與磁場垂直，導線長1cm，電流為5A，所受磁場力為5×10－2N．求：(1)這點的磁感應強度是多大？(2)若讓導線與磁場平行，這點的磁感應強度多大？通電導線受到的磁場力多大？答案：(1)1T(2)1T0解析：(1)B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(5×10－2,5×1×10－2)T＝1T.(2)磁感應強度B是由磁場本身的性質確定的，與F、I、L無關．若導線與磁場平行，磁感應強度不變B＝1T．而磁場力為0.13.如圖所示，有一個100匝的線圈，其橫截面是邊長為L＝0.20m的正方形，放在磁感應強度為B＝0.50T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直．若將這個線圈橫截面的形態(tài)由正方形變更成圓形(橫截面的周長不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量變更了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：線圈橫截面是正方形時的面積S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿過線圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.截面形態(tài)為圓形時，其半徑r＝eq\f