2 磁感应强度
A组
1.(多选)下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是( )
A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向 B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向 D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
解析:本题考查对磁感应强度方向的理解。磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。 答案:BD
2.(多选)关于磁感应强度的单位,下列等式中正确的是( )
22
A.1 T=1 kg·A/s B.1 T=1 kg/(A·s)
2
C.1 T=1 A/(kg·s) D.1 T=1 N/(A·m)
解析:根据磁感应强度的定义式B=知1 T=1=1 =1 。可见,选项B、D正确。 答案:BD
3.(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图象能正确反映各量间关系的是( )
解析:由B=或F=BIL知匀强磁场中B恒定不变,故选项 B正确,选项D错误;B、L一定,且F与I成正比,故选项C正确,选项A错误。 答案:BC
4.(多选)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可能是( ) A.B=2 T B.B=5 T C.B=1.5 T D.以上情况均有可能
解析: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,那么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,那么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应大于2 T,选项A、B正确。 答案:AB 5.
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两线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的磁场力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
解析:导线受到的磁场力F=BIL。对于题图给出的F-I图线,直线的斜率k=BL,由题图可知,ka>kb,又因A、B两点导线的长度L相同,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,选项B正确。 答案:B
-5
6.某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10 T。一根长为500 m的电线,电流为10 A,该导线受到的最大磁场力是多大?
解析:电流处在地磁场中,只有电流与磁场垂直时,所受的磁场力最大。由公式B=可得F=BIL,代入数据解得F=0.2 N。 答案:0.2 N 7.
如图所示,长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中,导体棒与磁场方向垂直,当导体棒中通过的电流为I时,细线上的拉力恰好为零,问磁感应强度B为多大? 解析:由细线拉力恰好为0可知,磁场力为
F=mg① 又B=②
由①②解得,B=。 答案:
B组
1.(多选)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
解析:某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身的性质决定,磁感应强度的大小与磁场中放不放通电导线、放什么样的通电导线及通电导线所通入的电流大小、通电导线所受的磁场力的大小都没有关系,所以不能认为B与F成正比。且B的方向与F的方向不相同,故选项A错误。由B=得到F=ILB,在IL相同时,F与B成正比,故选项B正确。磁感应强度的定义式,对任何磁场都适用,故选项C错误,选项D正确。 答案:BD
2.(多选)把长度为L、电流为I的一小段电流元先后放入某磁场中的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:BD
3.关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.由B=可知,磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I的减小而增大 B.由B=可知,磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受磁场力F的增大而增大 C.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度不一定为零
D.放置在磁场中1 m长的通电导线,通过1 A的电流受到的安培力为1 N,则该处的磁感应强度就是1 T
解析:磁感应强度是反映磁场性质的物理量,与是否存在通电导线、电流的大小、导线的长度、导线放置方向均无关,通电导线在磁场中垂直磁场放置时所受的安培力最大F=BIL,平行放置时所受的安培力最小,等于零。 答案:C 4.
如图所示,竖直向下的匀强磁场中,用两条竖直线悬吊一水平通电直导线,导线长为L,质量为m,通入电流I后,悬线偏离竖直方向θ且保持静止,已知导线受到的磁场力方向水平,求磁场的磁感应强度。 解析:
本题综合运用了通电导线在磁场中受力及平衡的知识,要正确把握物理情境,从力的关系入手分析。分析导线的受力情况如图所示,由平衡条件知,F=mgtan θ。根据磁感应强度的定义式得B=。 答案:
5.在磁场中某一点放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长1 cm,电流为5 A,所受磁场力
-2
为5×10 N,求:
(1)这点的磁感应强度是多大?
(2)若让导线与磁场平行,这点的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大? 解析:(1)B= T=1 T。
(2)磁感应强度B是磁场本身的性质,与F、I、L无关,若导线与磁场平行,磁感应强度不变,B=1 T,而磁场力为0。 答案:(1)1 T (2)1 T 0 6.
磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度,其值为,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,如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量,请推导磁感应强度B与F、A之间的关系。
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:B=
2018人教版高中物理选修(3-1)3.2《磁感应强度》同步练习
