2018年高中物理第三章磁場《磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量》知能優(yōu)化訓(xùn)練教科版選修3-1

《磁感覺強(qiáng)度磁通量》F1.有人依據(jù)公式B＝IL提出以下見解，此中正確的選項(xiàng)是（）A.磁感覺強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線遇到的磁場力F的大小成正比B.磁感覺強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的電流I成反比C.磁感覺強(qiáng)度的數(shù)值跟通電導(dǎo)線的長度L成反比D.磁感覺強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱的物理量，它是客觀存在的，它與外加導(dǎo)線的長度、電流的強(qiáng)弱和受力狀況均沒關(guān)分析：選D.由磁感覺強(qiáng)度B的定義式＝F可知，B的大小可由、IL表示出來，但不是由BILF它們決定，而是由磁場自己決定，所以D項(xiàng)正確，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤.2.(高考綱領(lǐng)全國卷)如圖3－3－5，兩根互相平行的長直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I，且I＞I；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；212b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直.磁感覺強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是（）圖3－3－5A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)分析：選C.因?yàn)镮1＞I2，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場越弱，在a點(diǎn)I1產(chǎn)生的磁場比I2產(chǎn)生的磁場要強(qiáng)，A錯(cuò)，同理，C對.I1與I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向同樣，合成后不行能為零，B錯(cuò).d點(diǎn)兩電流產(chǎn)生的磁場B1、B2不共線，合磁場不行能為0，D錯(cuò).3.(南安一中高二檢測)與磁場中某點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度的方向同樣的是（）放在該點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的磁場力的方向放在該點(diǎn)的正查驗(yàn)電荷所受的磁場力的方向C.放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向D.放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)S極所指的方向分析：選C.通電直導(dǎo)線所受磁場力方向與磁感覺強(qiáng)度方向垂直，故A錯(cuò).靜止的正電荷不受磁場力作用，故B錯(cuò).物理學(xué)中規(guī)定，磁感覺強(qiáng)度的方向與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向同樣，故C正確，D錯(cuò)誤.14.以下對于磁通量的說法，正確的選項(xiàng)是（）磁通量是反應(yīng)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量某一面積上的磁通量是表示穿過此面積的磁感線的總條數(shù)C.在磁場中所取的面積越大，該面上磁通量越大D.穿過任何關(guān)閉曲面的磁通量必定為零分析：選BD.磁通量Φ是磁感覺強(qiáng)度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，即Φ＝BS，亦表示穿過磁場中某面積S的磁感線的總條數(shù)，Φ只有大小，沒有方向，是標(biāo)量.由此可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.磁通量Φ的大小由B、S共同決定，所以面積大，Φ不必定大，由此可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤.因?yàn)榇鸥芯€是閉合曲線，所以只需有磁感線穿入關(guān)閉曲面，如一個(gè)球面，則該磁感線必定從該曲面穿出，由此可知選項(xiàng)D正確.5.某地磁場的磁感覺強(qiáng)度大概是4.0×10－5T.一根長為500m的導(dǎo)線，電流為10A，該導(dǎo)線遇到的最大磁場力是多大？分析：電流處在地磁場中，依據(jù)磁感覺強(qiáng)度的定義，只有電流與磁場垂直時(shí)，所受的磁場力最大.F由公式B＝IL可得F＝BIL，所以F＝4.0×10－5×10×500N＝0.2N.答案：0.2N一、選擇題1.以下對于磁感覺強(qiáng)度的方向的說法中，正確的選項(xiàng)是（）某處磁感覺強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場力的方向小磁針N極所受磁力的方向就是該處磁感覺強(qiáng)度的方向C.垂直于磁場擱置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感覺強(qiáng)度的方向D.磁場中某點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向分析：選BD.磁場中某點(diǎn)磁感覺強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場的方向，磁場方向也就是小磁針N極受力的方向.但電流受力的方向不代表磁感覺強(qiáng)度和磁場的方向.2.測某勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度時(shí)，若沒法使電流與磁場垂直，則測出的值應(yīng)（）A.偏大B.偏小C.不變D.沒法確立分析：選B.此題考察公式＝F，此中L應(yīng)為導(dǎo)體垂直放入磁場的長度，若不垂直，則測得BIL的力F偏小，而I、L不變，所以B偏小.3.一段電流元放在同一勻強(qiáng)磁場中的四個(gè)地點(diǎn)，如圖3－3－6所示，已知電流元的電流I、2F長度L和受力F，則能夠用IL表示磁感覺強(qiáng)度B的是（）圖3－3－6分析：選AC.當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場方向時(shí)，可用F表示.ILB4.先后在磁場中A、B兩點(diǎn)引入長度相等的短直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場方向垂直.如圖3－3－7所示，圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中、兩點(diǎn)導(dǎo)線所受的力F與經(jīng)過導(dǎo)線的電流IAB的關(guān)系.以下說法中正確的選項(xiàng)是（）圖3－3－7A.A、B兩點(diǎn)磁感覺強(qiáng)度相等B.A點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度大于B點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度C.A點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度小于B點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度D.沒法比較磁感覺強(qiáng)度的大小分析：選B.導(dǎo)線遇到的磁場力F＝BIL＝BL·I，在F－I圖像中直線的斜率k＝BL，由圖可知ka＞kb，又因?yàn)閮蓪?dǎo)線的長度相等且均與磁場方向垂直，所以可得出A點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度大于B點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度，B項(xiàng)正確.5.有一小段通電導(dǎo)線，長為1cm，電流為5A，把它置于磁場中某點(diǎn)，遇到的磁場力為0.1N，則該點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度B必定是（）A.B＝2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上狀況都有可能分析：選C.磁感覺強(qiáng)度的定義式中的電流是垂直于磁場方向的電流.假如通電導(dǎo)線是垂直磁F0.1場方向擱置的，此時(shí)所受磁場力最大，F(xiàn)＝0.1N，則該點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度為B＝IL＝5×0.01T＝2T.假如通電導(dǎo)線不是垂直磁場方向擱置的，則遇到的磁場力小于垂直擱置時(shí)的受力，垂直擱置時(shí)受力將大于0.1N，由定義式可知B將大于2T.故正確答案為C.如圖3－3－8所示，兩個(gè)齊心擱置的平面金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直，則經(jīng)過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb間的關(guān)系是（）3圖3－3－8A.Φ＞ΦbB.Φ＜ΦaabC.Φ＝ΦbD.不可以確立a分析：選A.經(jīng)過圓環(huán)的磁通量為穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù)，第一明確條形磁鐵的磁感線分布狀況，此外要注意磁感線是閉合的曲線.條形磁鐵的磁感線在磁體的內(nèi)部是從S極到N極，在磁體的外面是從N極到S極，內(nèi)部有多少根磁感線，外面的整個(gè)空間就有多少根磁感線同內(nèi)部磁感線組成閉合曲線.對兩個(gè)圓環(huán)，磁體內(nèi)部的磁感線所有穿過圓環(huán)，外面的磁感線穿過多少，磁通量就抵消多少，所以面積越大，磁通量反而越小.7.如圖3－3－9所示，有一根直導(dǎo)線上通以恒定電流I，方向垂直指向紙內(nèi)，且和勻強(qiáng)磁場B垂直，則在圖中圓周上，磁感覺強(qiáng)度數(shù)值最大的點(diǎn)是（）圖3－3－9A.a點(diǎn)B.b點(diǎn)C.c點(diǎn)D.d點(diǎn)分析：選A.磁感覺強(qiáng)度是矢量，若在某一個(gè)空間同時(shí)存在多個(gè)磁場，那么某一點(diǎn)的磁感覺強(qiáng)度是各個(gè)磁場在該點(diǎn)場強(qiáng)的矢量和.圖中通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的方向沿順時(shí)針方向，在a點(diǎn)兩個(gè)磁場同方向，磁感覺強(qiáng)度為二者之和；在c點(diǎn)兩個(gè)磁場反向，磁感覺強(qiáng)度為二者之差；b、d兩點(diǎn)的合場強(qiáng)由平行四邊形定章來確立.如圖3－3－10所示，矩形線圈abcd繞OO′軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，以下說法中正確的是（）圖3－3－10線圈從圖示地點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線圈的磁通量不停減小線圈從圖示地點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量為零C.線圈從圖示地點(diǎn)轉(zhuǎn)過180°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量為零4D.線圈從圖示地點(diǎn)轉(zhuǎn)過360°的過程中，穿過線圈的磁通量的變化量為零分析：選AD.由磁通量變化公式Φ＝Φ2－Φ1計(jì)算，所以只需能正確地表示出始末地點(diǎn)的磁通量，就能正確寫出磁通量的變化量.二、非選擇題9.在傾角為α的圓滑斜面上，置一通有電流I，長為，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖3－3－L所示，試問：圖3－3－11欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B的最小值和方向.(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度B的大小和方向.分析：(1)棒在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，故受力均衡.棒共受三個(gè)力作用：重力大小為mg，方向豎直向下；彈力垂直于斜面，大小隨磁場力的變化而變化；磁場力一直與磁場方向及電流方向垂直，大小隨方向不一樣而改變，但由均衡條件知：斜面彈力與磁場力的協(xié)力必與重力mg等大反向，故當(dāng)磁場力方向與彈力方向垂直即沿斜面向上時(shí)，安培力最小mgsinαFmin＝mgsinα，所以B＝，由左手定章知：B的方向應(yīng)垂直斜面向上.IL棒靜止在斜面上，又對斜面無壓力，則棒只受兩個(gè)力作用，即豎直向下的重力mg和磁場力F作用，由均衡條件知＝，且磁場力F豎直向上，所以BIL＝，故＝mgIL，由左手FmgmgB定章知B的方向水平向左.sinα答案：(1)mg方向垂直斜面向上ILmgIL方向水平向左10.安培秤如圖3－3－12所示，它的一臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，線圈共有N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場B中，下面一段長為L，它與B垂直.當(dāng)線圈的導(dǎo)線中通有電流I時(shí)，調(diào)理砝碼使兩臂達(dá)到均衡；而后使電流反向，這時(shí)需要在一臂上加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再次達(dá)到均衡.求磁感覺強(qiáng)度B的大小.5圖3－3－12分析：前