人教版 (新课标)选修32 磁感应强度巩固练习

这是一份人教版 (新课标)选修32 磁感应强度巩固练习，共8页。
A.eq \f(N,A·m) B.eq \f(N·A,m)
C.eq \f(N·A,m2) D.eq \f(N,A·m2)
2．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是( )
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
3．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是( )
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
4（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
5．关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )
A．若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为eq \f(F,IL)
B．由B＝eq \f(F,IL)知，B与F成正比，与IL成反比
C．由B＝eq \f(F,IL)知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
6．(多选)在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在A、B、C、D四幅图中，正确的是( )
7.已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度的实验．实验方法：
①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针，N极指向北方；
②给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止．
由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感应强度分别为
( )
A．顺时针；eq \f(B,cs θ) B．顺时针；eq \f(B,sin θ)
C．逆时针；eq \f(B,cs θ) D．逆时针；eq \f(B,sin θ)
8.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＝eq \f(B2,2μ)，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( )
A. eq \r(\f(2μF,S)) B. eq \r(\f(2SF,μ))
C. eq \r(\f(μF,S)) D． eq \r(\f(SF,μ))
9．对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷，由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似定律．例如，磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．
在磁荷观点中磁场强度定义为磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H表示磁场强度，F表示磁荷所受磁场力，qm表示磁荷量，则下列关系式正确的是( )
A．F＝eq \f(H,qm) B．H＝eq \f(F,qm)
C．H＝Fqm D．qm＝HF
10.（多选）．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态( )
A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起
B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置
C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起
D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置
11．如图甲、乙所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.
已知：CD段导线长度为4×10－2 m；天平平衡时钩码重力为4×10－5 N；通过导线的电流为0.5 A.
12．如图所示，ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A的电流时，质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/s2的加速度，已知金属棒受到的磁场力方向水平．求匀强磁场的磁感应强度的大小．
3.2磁感应强度能力课时针对练习答案
1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A.eq \f(N,A·m) B.eq \f(N·A,m)
C.eq \f(N·A,m2) D.eq \f(N,A·m2)
答案：A
解析： 当导线与磁场方向垂直时，由公式B＝eq \f(F,IL)，磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称T,1 T＝1eq \f(N,A·m)。
2．关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是( )
A．在B＝0的地方，F一定等于零
B．在F＝0的地方，B一定等于零
C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
答案：A
解析： 应用公式B＝eq \f(F,IL)或F＝ILB时要注意导线必须垂直于磁场方向放置。故B、C、D选项错。应选A。
3．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是( )
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
答案：B
解析：导线受到的磁场力F＝IBL＝BL·I，对于题图给出的FI图线，直线的斜率k＝BL，由图可知ka＞kb ，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确．
4（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＝eq \f(F,IL)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.
5．关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )
A．若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为eq \f(F,IL)
B．由B＝eq \f(F,IL)知，B与F成正比，与IL成反比
C．由B＝eq \f(F,IL)知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场
D．磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
答案：D
解析： 磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放通电导体无关，定义磁感应强度是对它的一种量度。在测量中要求一小段通电导体有正确的放置方位，力F应是导体在放置处受到的最大力，也就是通电导体应垂直于磁场放置才行，故选项A、B、C错误，D正确。
6．(多选)在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点．在A、B、C、D四幅图中，正确的是( )
答案：BC
解析：通电导线在磁场中受到的力F＝BIL，由题意知，a、b两导线长度相等，通的电流不同，所以受力不同，力F与I成正比，F­I图线一定是过原点的直线，B、C正确．
7.已知地磁场的水平分量为B，利用这一值可以测定某一弱磁场的磁感应强度，如图所示为测定通电线圈中央一点的磁感应强度的实验．实验方法：
①先将未通电线圈平面固定于南北方向竖直平面内，中央放一枚小磁针，N极指向北方；
②给线圈通电，此时小磁针N极指北偏东θ角后静止．
由此可以确定线圈中电流方向(由东向西看)与线圈中央的合磁感应强度分别为
( )
A．顺时针；eq \f(B,cs θ) B．顺时针；eq \f(B,sin θ)
C．逆时针；eq \f(B,cs θ) D．逆时针；eq \f(B,sin θ)
答案：C
解析：各个分磁场与合磁场关系如图所示．根据安培定则可知，环形电流产生向东的磁场，线圈中电流方向(由东向西看)应该沿逆时针的方向．地磁场水平分量为B，所以根据三角函数关系可得B＝B合cs θ，得B合＝eq \f(B,cs θ)，C正确．
8.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＝eq \f(B2,2μ)，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( )
A. eq \r(\f(2μF,S)) B. eq \r(\f(2SF,μ))
C. eq \r(\f(μF,S)) D． eq \r(\f(SF,μ))
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＝eq \f(B2,2μ)，根据磁能量密度的定义可得，ΔL间隙中磁场的能量E＝ωV＝eq \f(B2,2μ)·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＝eq \f(B2,2μ)·S·ΔL，解得B＝eq \r(\f(2μF,S)).
9．对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”．人们假定，在N极上聚集着正磁荷，在S极上聚集着负磁荷，由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似定律．例如，磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等．
在磁荷观点中磁场强度定义为磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同．若用H表示磁场强度，F表示磁荷所受磁场力，qm表示磁荷量，则下列关系式正确的是( )
A．F＝eq \f(H,qm) B．H＝eq \f(F,qm)
C．H＝Fqm D．qm＝HF
答案：B
解析：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，运用类比思想，类比电场强度的定义式E＝eq \f(F,q)列式分析即可得出H＝eq \f(F,qm)，B正确．
10.（多选）．停在十层的电梯底板上放有两块相同的条形磁铁，磁铁的极性如图所示．开始时两块磁铁在电梯底板上处于静止状态( )
A．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁可能已碰在一起
B．若电梯突然向下开动(磁铁与底板始终相互接触)，并停在一层，最后两块磁铁一定仍在原来位置
C．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁可能已碰在一起
D．若电梯突然向上开动，并停在二十层，最后两块磁铁一定仍在原来位置
答案：AC
解析：两块磁铁原来静止，则磁铁所受最大静摩擦力大于或等于磁铁间的吸引力，当电梯突然向下开动，由于失重，最大静摩擦力会减小，当最大静摩擦力减小到小于磁铁间的吸引力时，两磁铁会相互靠近而碰在一起，故A对，B错；若电梯向上开动，当电梯在最后减速运动时，磁铁同样处于失重状态，故C对，D错．
11．如图甲、乙所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.
已知：CD段导线长度为4×10－2 m；天平平衡时钩码重力为4×10－5 N；通过导线的电流为0.5 A.
答案：2×10－3 T
解析：由题意知，I＝0.5 A，G＝4×10－5 N，L＝4×10－2 m．电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G.
由磁感应强度的定义式B＝eq \f(F,IL)得：
B＝eq \f(F,IL)＝eq \f(4×10－5,0.5×4×10－2) T＝2×10－3 T，
所以，通电螺线管中的磁感应强度为2×10－3 T.
12．如图所示，ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A的电流时，质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/s2的加速度，已知金属棒受到的磁场力方向水平．求匀强磁场的磁感应强度的大小．
答案 1.2 T
解析 设磁感应强度为B，金属棒与轨道间的动摩擦因数为μ，金属棒的质量为m，金属棒在磁场中的有效长度为L＝2 m．当棒中的电流为I1＝5 A时，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI1L＝μmg①
当金属棒中的电流为I2＝8 A时，棒做加速运动，加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：BI2L－μmg＝ma②
将①代入②得B＝eq \f(ma,I2－I1L)＝eq \f(3.6×2,3×2) T＝1.2 T.