高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第三章 磁场2 磁感应强度练习

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【三维设计】2013-2014学年高中物理 第三章第2节 磁感应强度课时跟踪训练（含解析）新人教版选修3-1 [课时跟踪训练](满分50分　时间30分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是(　　)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：因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向是由磁场本身决定的，与通电导线的受力大小及方向都无关。所以A选项错，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，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放置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为零)。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。答案：D2.把长度为L、电流为I都相同的一小段电流元放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则(　　)A.A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度B.A、B两点磁感应强度可能相等C.A、B两点磁感应强度一定不相等D.A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度解析：由于电流元方向和磁场方向关系不确定，所以无法比较A、B两点的磁感应强度，故B、D 正确。答案：BD3.下列说法中正确的是(　　)A.电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱解析：通电导线在磁场中所受的磁场力与电荷在电场中所受的电场力不同，磁场力的大小与导体放置的方向有关，当导体与磁场方向垂直时磁场力最大，当导体与磁场方向平行时磁场力为零。而只要把电荷放在电场中，电荷就会受到电场力作用，故A、C正确，B、D错误。答案：AC4.有一小段通电导线，长为1 cm，电流为5 A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是(　　)A.B＝2 T　　　　　　　  B.B≤2 TC.B≥2 T       D.以上情况都有可能解析：本题考查磁感应强度的大小和方向，应知道磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流。如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大，F＝0.1 N，则该点的磁感应强度为：B＝＝ T＝2 T。如果通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时的受力，垂直放置时受力将大于0.1 N，由定义式可知，B将大于2 T，故正确答案为C。答案：C5.在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm、通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为(　　)A.零B.10 T，方向竖直向上C.0.1 T，方向竖直向上D.10 T，方向肯定不沿竖直方向向上解析：当B⊥I时，通电直导线所受的磁场力有最大值，由B＝知，B＝10 T，其方向与力F不共线(而是垂直)，故D正确。答案：D6.关于磁感应强度B、电流强度I、导线长度L和电流所受的安培力F的关系，下列说法中正确的是(　　)A.在B＝0处，F一定等于零B.在F＝0处，B一定等于零C.在B＝1 T、I＝1 A、L＝1 m时，F一定等于1 ND.在I＝1 A、L＝1 m、F＝1 N时，B不一定等于1 T解析：由公式B＝可知，在B＝0处，F一定等于零；若I＝1 A，L＝1 m，F＝1 N，由于磁感应强度B和通电导线不一定相互垂直，所以B不一定等于1 T。答案：AD7.一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图1所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用表示磁感应强度B的是(　　)图1解析：只有当通电导线垂直于磁场方向时，才可用表示磁感应强度B，选项B、D均不满足这个条件，A、C正确。答案：AC8.把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，图2中能正确反映各量间关系的是(　　)图2解析：磁感应强度B与F、I、L无关，是由磁场本身的性质决定的，故B对，D错；由F＝BIL可知，在B一定时，F与IL成正比，故A错，C对。答案：BC二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9.(8分)磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B2/2μ，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为已知常数。为了近似测得某条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F，如图3所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系式为B＝　　　　。　图3解析：用力F把铁片P拉开一段微小距离Δl的过程，实际上就是力F克服磁场力做功，把其他形式的能转化为磁场能的过程。用力F将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl的过程中，拉力F所做的功W＝F·Δl。磁铁与铁片间距中的能量密度为，故所储存磁场能量E＝×A·Δl据功能关系知W＝E由以上三式得B＝。 答案： 10.(10分)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且斜向下，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)如图所示磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：Bx＝Bcosθ，By＝Bsinθ。(2)在赤道上空，因为θ＝0°，故有By＝0；在极地上空，因为θ＝90°，故有Bx＝0。答案：(1)Bx＝Bcosθ　By＝Bsinθ　(2)By＝0　Bx＝0