高二物理寒假作业同步练习题磁现象磁场磁感应强度含解析

磁现象、磁场、磁感应强度

1、如图四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是(　　)

A．甲图中，导线通电小磁针发生偏转

B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用

C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近

D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离

【答案】B

【解析】磁场对小磁针、通电导体有作用力，图甲中的小磁针发生了偏转，图丙、丁中的通电导体发生了吸引和排斥，都说明了电流周围存在磁场．乙图不能说明电流能产生磁场，所以答案为B.

2、（多选）某地的地磁场强度大约是4.0×10－5 T，一根长为500 m的导线，通入电流强度为10 A的电流，该导线可能受到的磁场力为(　　)

A．0　  B．0.1 N 　　C．0.3 N　　D．0.4 N

【答案】AB

【解析】由B＝得F＝ILB＝10×500×4.0×10－5N＝0.2 N，这是导线与磁场方向垂直时得到的最大磁场力，其他放置方向导线受到的磁场力要小于0.2 N，平行磁场放置时F＝0.故只要等于或小于0.2 N，大于或等于0的力均是有可能的，故正确答案为A、B.

3、如图所示，两个同心放置的平面金属圆环、条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是(　　)

A．Φa＞Φb　　　　　 B．Φa＜Φb

C．Φa＝Φb  D．不能确定

【答案】A

【解析】通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线．条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少条磁感线，外部的整个空间就有多少条磁感线同内部磁感线构成闭合曲线．对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小，故选项A正确．

4、.铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为(　　)

A．向下

B．向上

C．垂直于纸面向里

D．垂直于纸面向外

【答案】A

【解析】铁环左侧上端为N极，右侧上端也为N极，在环中心叠加后，在中心O的磁场方向向下，故A正确．

5、（多选）如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I.为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是(　　)

A．增大电流I

B．增加直导线的长度

C．使导线在纸面内顺时针转30°角

D．使导线在纸面内逆时针转60°角

【答案】ABD

【解析】由安培力F＝BIL可知，选项A、B正确．又因为在电流垂直磁场时，磁场力最大，故D对，C错．

6、 (多选)磁场中某区域的磁感线如图5所示，a、b、c、d、e是磁场中的5个点，其中c、d两点关于直线对称，下面说法正确的是(　　)

A.这5个位置中，e点的磁感应强度最大

B.a点没有磁感线穿过，所以a点磁感应强度一定为零

C.c、d两点关于直线对称，所以c、d两点磁感应强度方向相同

D.b、e两点在同一直线上，所以b、e两点磁感应强度方向相同

【答案】AD

【解析】从磁感线分布情况看，e点位置的磁感线分布最密集，磁感应强度最大，A正确；a处磁感线相对其他位置比较稀疏，a处磁感应强度较小，但并不是零，B错误；在c、d两点切线方向表示c、d点的磁感应强度方向，所以c、d两点的磁感应强度方向并不相同，C错误；b、e两点的切线在同一直线上，所以D正确。

7、如图，

在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)

A.0    B.B0      C.B0   D.2B0

【答案】C

【解析】如图甲所示， P、Q中的电流在a点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，由几何关系可知，B1＝B0。如果让P中的电流反向、其他条件不变时，如图乙所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小B＝＝B0 ，故选项C正确，A、B、D错误。

8、(多选)如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是(　　)

A.直导线中的电流方向垂直纸面向外

B.b点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与B的夹角为45°

C.c点的实际磁感应强度也为零

D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同

【答案】AB

【解析】

由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1 T，由安培定则知A项正确；如图所示，b点的实际磁感应强度为两磁场的合磁场的磁感应强度，由平行四边形定则知Bb＝ T，方向斜向上，与B的方向夹角为45°，选项B正确；c点的磁感应强度为Bc＝2 T，选项C错误；d点的磁感应强度为Bd＝ T，方向斜向下，与b点的磁感应强度大小相等，方向不同，选项D错误。

9、(多选)下列说法正确的是(　　)

A.电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零

B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处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，它所受到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

【答案】AC

【解析】在定义描述电场和磁场强弱的物理量电场强度和磁感应强度时，都是在场中放一个小物体，能使场对它有力的作用。在电场中放入的是试探电荷，电场强度E用E＝来定义，但E与F、q无关，由E＝可得F＝qE，故E＝0时，F＝0，A、C正确；而在磁场中放入一小段通电导线在磁场中的受力大小与导线的方向有关，平行于磁场方向放置时，磁场力F＝0，垂直于磁场方向放置时，磁场力F最大。在定义式B＝中，通电导线必须垂直磁场方向放置，因此，B、D错误。

10、由磁感应强度的定义式B＝可知，下列说法正确的是(　　)

A.磁感应强度B与磁场力F成正比，方向与F方向相同

B.同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力F与磁感应强度B成正比

C.公式B＝只适用于匀强磁场

D.只要满足L很短，I很小的条件，B＝对任何磁场都适用

【答案】BD

【解析】磁感应强度由磁场本身决定，故选项A错误；由F＝ILB知选项B正确；公式B＝是定义式，当L很短，I很小时，适用于一切磁场，故选项C错误，D正确。

11、磁场具有能量，磁场中单位体积内所具有的磁场能量叫磁场的能量密度，其表达式为ω＝，式中B为磁感应强度，在空气中μ为一常量，一个学生根据能量守恒的思想来测量一条形磁铁N极端面附近的磁感应强度B的大小，他用一块与磁铁端面等大的铁片吸在磁铁上，然后用力缓慢拉开一段微小距离ΔL，如图1所示，他测出磁铁端面的面积为S，用力传感器测得拉力F的大小，已知拉力F做的功等于间隙中磁场的能量，则条形磁铁端面附近磁感应强度B的大小可表示为(　　)

图1

A.  B. 

C.  D.

【答案】A

【解析】在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL的过程中，拉力F可认为不变，因此F所做的功W＝F·ΔL；以ω表示间隙中磁场的能量密度，由题给条件ω＝，根据磁能量密度的定义可得，ΔL间隙中磁场的能量E＝ωV＝·S·ΔL；由题意可知，F所做的功等于ΔL间隙中磁场的能量，即W＝E，则有F·ΔL＝·S·ΔL，解得B＝，A正确。

12、如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10 cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10 cm，b线圈半径为15 cm，问：

(1)在B减为0.4 T的过程中，a和b中磁通量分别改变多少？

(2)磁感应强度B大小不变，磁场方向绕直径转过30°过程中，a线圈中磁通量改变多少？

(3)磁感应强度B大小、方向均不变，线圈a绕直径转过180°过程中，a线圈中磁通量改变多少？

【答案】见解析

【解析】(1)a线圈面积正好与圆形磁场区域重合，

Φ1＝Bπr2，Φ2＝B1πr2，

ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|(B1－B)πr2|＝1.256×10－2 Wb，

b线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与a线圈相同，故磁通量的变化量与a线圈相同。

(2)磁场转过30°，a线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2cos 30°，则Φ＝Bπr2cos 30°，

ΔΦ＝|Φ－Φ1|＝Bπr2(1－cos 30°)≈3.4×10－3 Wb。

(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象，初状态磁感线从该面穿入，线圈转180°后，磁感线从该面穿出，故ΔΦ＝BS－(－BS)＝2BS＝5.0×10－2 Wb。