2024-2025學(xué)年高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量課時作業(yè)含解析新人教版必修第三冊

PAGEPAGE6課時作業(yè)18磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量時間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)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(xiàng)A正確．2．磁場中任一點(diǎn)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(xiàng)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(xiàng)B正確．3．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)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(guān)，由F和IL的比值確定解析：磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由形成磁場的磁體或電流的強(qiáng)度與分布狀況確定的，與放入其中的電流元無關(guān)，電流元所起的作用僅僅是對磁場進(jìn)行探測，從而確定該點(diǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此本題答案為D．4．以下說法中正確的是(D)A．通電導(dǎo)線在某處所受磁場力為零，那么該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必定為零B．若長為L、電流為I的導(dǎo)線在某處受到的磁場力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為eq\f(F,IL)C．假如將一段短導(dǎo)線(有電流)放入某處，測得該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若撤去該導(dǎo)線，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D．以上說法均不正確解析：假如通電導(dǎo)線與磁場方向平行，無論磁場多強(qiáng)，導(dǎo)線也不會受力，故A錯．若導(dǎo)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(yīng)比eq\f(F,IL)大，同時假如L太長，測出的磁感應(yīng)強(qiáng)度不是某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，而是導(dǎo)線所在區(qū)域的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以B錯．磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是由磁場本身確定的，因此C錯．正確選項(xiàng)為D．5．在試驗(yàn)精度要求不高的狀況下，可利用羅盤來測量電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(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)覺羅盤的指針偏轉(zhuǎn)確定角度，依據(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(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(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(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)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(dǎo)線的受力方向就是該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度B與該處所放的導(dǎo)線受到的磁場力成正比，與導(dǎo)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(dǎo)線所受的磁場力F與導(dǎo)線長度L和電流I的乘積成正比解析：磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是小磁針N極受力方向，不是通電導(dǎo)線的受力方向，A、B錯；磁感應(yīng)強(qiáng)度B由磁場本身確定，與導(dǎo)線所受的磁場力F及導(dǎo)線長度L和電流I的乘積無關(guān)，但是垂直磁場放置的通電導(dǎo)線所受的磁場力F與導(dǎo)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(dǎo)線均通以恒定電流I，兩根導(dǎo)線的直線部分和坐標(biāo)軸特別接近，彎曲部分是以坐標(biāo)原點(diǎn)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?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，已知直線部分在原點(diǎn)O處不形成磁場，此時兩根導(dǎo)線在坐標(biāo)原點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列四個選項(xiàng)中均有四根同樣的、通以恒定電流I的無限長導(dǎo)線，O處磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的是(A)解析：由磁場的疊加可知A圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；B圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B；C圖中，O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為－2B；D圖中，O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為－B．二、多項(xiàng)選擇題8．某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)晨臻g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(nèi)引入檢驗(yàn)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(nèi)引入檢驗(yàn)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(nèi)引入通電導(dǎo)線，假如通電導(dǎo)線受到磁場力說明此空間存在磁場D．在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線，假如通電導(dǎo)線沒有受到磁場力說明此空間不存在磁場解析：假如把電荷引入電場中，確定會受到電場力作用，假如電荷沒有受到電場力作用，確定是沒有電場，A、B對．把通電導(dǎo)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，按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)的磁感線和穿出的磁感線條數(shù)相等，抵消為零，所以Φ＝0，D正確．10．有一段直導(dǎo)線長1cm，通以5A的電流，把它置于磁場中的某點(diǎn)時，受到的磁場力為0.1N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)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(yīng)強(qiáng)度，μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為已知常數(shù)．為了近似測得條形磁鐵磁極端面旁邊的磁感應(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，并測出拉力F，如圖所示．因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場的能量，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＝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(shí)上就是力F克服磁場力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)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(jù)功能關(guān)系，知W＝E.由以上三式，得B＝eq\r(\f(2μF,A)).12.如圖所示，光滑的軌道PQ和MN寬度為d＝0.5m，跟一電動勢為E＝1.5V，內(nèi)阻r＝0.5Ω的電池相連，水平地放在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，軌道上可自由滑動的金屬棒CD的質(zhì)量m＝0.5kg，電阻為R＝0.5Ω，其余電阻不計(jì)，開關(guān)S閉合的瞬間，CD棒受到的磁場力水平向右，棒的加速度為3.0m/s2，求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．答案：2T解析：開關(guān)S閉合的瞬間流過金屬棒電流：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(1.5,0.5＋0.5)A＝1.5A，此時受到的磁場力F＝BId，由牛頓其次定律F＝BId＝ma，B＝eq\f(ma,Id)＝eq\f(0.5×3,1.5×0.5)T＝2T.13．磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流是2.5A，導(dǎo)線長1cm，它受到的安培力為5×10－2N．問：(1)這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)假如把通電導(dǎo)線中的電流增大到5A時，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(3)假如通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否確定這里沒有磁場？答案：(1)2T(2)2T(3)不確定，理由見解析解析：磁場的強(qiáng)弱是由磁場本身確定的，F(xiàn)、I和L發(fā)生的改變有確定規(guī)律，即滿意定義式B＝eq\f(F,IL)，F(xiàn)、I和L發(fā)生改