2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)18磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量含解析教科版選修3-1

PAGEPAGE6課時(shí)作業(yè)18磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．磁感應(yīng)強(qiáng)度B在國(guó)際單位制中的單位是特斯拉(符號(hào)T)，下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位一樣的是(A)A.eq\f(N,A·m) B.eq\f(N,C·s)C.eq\f(N,C·m) D.eq\f(N,A·s)解析：由B＝eq\f(F,IL)可知，1T＝1eq\f(N,A·m)，選項(xiàng)A正確．2．磁場(chǎng)中任一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，是指小磁針在磁場(chǎng)中(B)A．受磁場(chǎng)力的方向B．北極受磁場(chǎng)力的方向C．南極受磁場(chǎng)力的方向D．北極所指的方向解析：磁場(chǎng)方向規(guī)定為小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，D選項(xiàng)中缺“靜止”的條件；而這一方向恰是小磁針?lè)湃氪艌?chǎng)后N極所受磁場(chǎng)力的方向，選項(xiàng)B正確．3．由定義式B＝eq\f(F,IL)可知，磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小(D)A．隨IL的乘積的增大而減小B．隨F的增大而增大C．與F成正比，與IL成反比D．與F及IL無(wú)關(guān)，由F和IL的比值確定解析：磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是由形成磁場(chǎng)的磁體或電流的強(qiáng)度與分布狀況確定的，與放入其中的電流元無(wú)關(guān)，電流元所起的作用僅僅是對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)，從而確定該點(diǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此本題答案為D.4．以下說(shuō)法中正確的是(D)A．通電導(dǎo)線在某處所受磁場(chǎng)力為零，那么該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必定為零B．若長(zhǎng)為L(zhǎng)、電流為I的導(dǎo)線在某處受到的磁場(chǎng)力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為eq\f(F,IL)C．假如將一段短導(dǎo)線(有電流)放入某處，測(cè)得該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若撤去該導(dǎo)線，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D．以上說(shuō)法均不正確解析：假如通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行，無(wú)論磁場(chǎng)多強(qiáng)，導(dǎo)線也不會(huì)受力，故A錯(cuò)．若導(dǎo)線與磁場(chǎng)既不垂直也不平行，那么B也不會(huì)等于eq\f(F,IL)，而應(yīng)比eq\f(F,IL)大，同時(shí)假如L太長(zhǎng)，測(cè)出的磁感應(yīng)強(qiáng)度不是某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，而是導(dǎo)線所在區(qū)域的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度，所以B錯(cuò)．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是由磁場(chǎng)本身確定的，因此C錯(cuò)．正確選項(xiàng)為D.5．在試驗(yàn)精度要求不高的狀況下，可利用羅盤來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，詳細(xì)做法是：在一根南北方向放置的直導(dǎo)線的正下方10cm處放一個(gè)羅盤．導(dǎo)線沒(méi)有通電時(shí)羅盤的指針(小磁針的N極)指向北方；當(dāng)給導(dǎo)線通入電流時(shí)，發(fā)覺(jué)羅盤的指針偏轉(zhuǎn)肯定角度，依據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測(cè)定電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．現(xiàn)已測(cè)出此地的地磁場(chǎng)水平重量為5.0×10－5T，通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置，如圖所示．由此測(cè)出該通電直導(dǎo)線在其正下方10cm處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(C)A．5.0×10－5T B．1.0×10－4TC．8.66×10－5T D．7.07×10－5T解析：如圖所示為磁場(chǎng)的分布圖，則該位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小滿意tan60°＝eq\f(B,B地)，得B＝B地·tan60°＝5.0×10－5T×eq\r(3)≈8.66×10－5T，C正確．6．以下說(shuō)法正確的是(D)A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)線放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向B．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度B與該處所放的導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力成正比，與導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流I的乘積成反比D．在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力F與導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流I的乘積成正比解析：磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是小磁針N極受力方向，不是通電導(dǎo)線的受力方向，A、B錯(cuò)；磁感應(yīng)強(qiáng)度B由磁場(chǎng)本身確定，與導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力F及導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流I的乘積無(wú)關(guān)，但是垂直磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力F與導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流I的乘積成正比，C錯(cuò)誤，D正確．7．如圖所示，兩根無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線均通以恒定電流I，兩根導(dǎo)線的直線部分和坐標(biāo)軸特別接近，彎曲部分是以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心的、半徑相同的一段圓弧，規(guī)定垂直于紙面對(duì)里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向，已知直線部分在原點(diǎn)O處不形成磁場(chǎng)，此時(shí)兩根導(dǎo)線在坐標(biāo)原點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下列四個(gè)選項(xiàng)中均有四根同樣的、通以恒定電流I的無(wú)限長(zhǎng)導(dǎo)線，O處磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的是(A)解析：由磁場(chǎng)的疊加可知A圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；B圖中四根導(dǎo)線在O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B；C圖中，O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為－2B；D圖中，O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為－B.二、多項(xiàng)選擇題8．某同學(xué)為檢驗(yàn)?zāi)晨臻g有無(wú)電場(chǎng)或者磁場(chǎng)存在，想到的以下方法中可行的是(ABC)A．在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷，假如電荷受到電場(chǎng)力說(shuō)明此空間存在電場(chǎng)B．在該空間內(nèi)引入檢驗(yàn)電荷，假如電荷沒(méi)有受到電場(chǎng)力說(shuō)明此空間不存在電場(chǎng)C．在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線，假如通電導(dǎo)線受到磁場(chǎng)力說(shuō)明此空間存在磁場(chǎng)D．在該空間內(nèi)引入通電導(dǎo)線，假如通電導(dǎo)線沒(méi)有受到磁場(chǎng)力說(shuō)明此空間不存在磁場(chǎng)解析：假如把電荷引入電場(chǎng)中，肯定會(huì)受到電場(chǎng)力作用，假如電荷沒(méi)有受到電場(chǎng)力作用，肯定是沒(méi)有電場(chǎng)，A、B對(duì)．把通電導(dǎo)線引入磁場(chǎng)中時(shí)，只要電流方向不與磁場(chǎng)方向平行，就會(huì)受到磁場(chǎng)力作用，但是不受磁場(chǎng)力的緣由有兩個(gè)，一是沒(méi)有磁場(chǎng)，二是雖有磁場(chǎng)，但是電流方向與磁場(chǎng)方向平行，C對(duì)，D錯(cuò)．9．如圖所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd為正方形，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，它們按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說(shuō)法中正確的是(BCD)A．通過(guò)abcd平面的磁通量大小為L(zhǎng)2·BB．通過(guò)dcfe平面的磁通量大小為eq\f(\r(2),2)L2·BC．通過(guò)abfe平面的磁通量大小為零D．通過(guò)整個(gè)三棱柱表面的磁通量為零解析：本題考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝BS⊥＝eq\f(\r(2),2)L2B，A錯(cuò)；dcfe平面與B垂直，S＝eq\f(\r(2),2)L2，所以Φ＝eq\f(\r(2),2)L2B，B正確；abfe平面與B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正確；整個(gè)三棱柱穿進(jìn)的磁感線和穿出的磁感線條數(shù)相等，抵消為零，所以Φ＝0，D正確．10．有一段直導(dǎo)線長(zhǎng)1cm，通以5A的電流，把它置于磁場(chǎng)中的某點(diǎn)時(shí)，受到的磁場(chǎng)力為0.1N，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值可能為(CD)A．1T B．0.5TC．2T D．2.5T解析：由I與B垂直時(shí)B＝eq\f(F,IL)可解得B＝2T．但題目中未點(diǎn)明I與B是否垂直，故B的值也可能大于2T．所以正確答案為C、D.三、非選擇題11.磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為eq\f(B2,2μ)，式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為已知常數(shù)．為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面旁邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離Δl，并測(cè)出拉力F，如圖所示．因?yàn)镕所做的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，所以由此可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B＝eq\r(\f(2μF,A)).解析：用力F把鐵片P拉開(kāi)一段微小距離Δl的過(guò)程，事實(shí)上就是力F克服磁場(chǎng)力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能的過(guò)程．用力F將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小的距離Δl的過(guò)程中，拉力F所做的功W＝FΔl.磁鐵與鐵片間隙中的能量密度為eq\f(B2,2μ)，故所儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量E＝eq\f(B2,2μ)AΔl，依據(jù)功能關(guān)系，知W＝E.由以上三式，得B＝eq\r(\f(2μF,A)).12．在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)放入一通電導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)1cm，電流為5A，所受磁場(chǎng)力為5×10－2N．求：(1)這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)若讓導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力多大？答案：(1)1T(2)1T0解析：(1)B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(5×10－2,5×1×10－2)T＝1T.(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)確定的，與F、I、L無(wú)關(guān)．若導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變B＝1T．而磁場(chǎng)力為0.13.如圖所示，有一個(gè)100匝的線圈，其橫截面是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈橫截面的形態(tài)由正方形變更成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變)，在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量變更了多少？答案：5.5×10－3Wb解析：線圈橫截面是正方形時(shí)的面積S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿過(guò)線圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.截面形態(tài)為圓形時(shí)，其半徑r＝eq\f