2019_2020学年高中物理第三章3磁感应强度磁通量练习含解析教科版选修
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1、3.磁感应强度磁通量基础巩固1.比值定义法是物理学中一种常用的方法,下面表达式中不属于比值定义法的是()A.电流I=URB.磁感应强度B=FILC.电场强度E=FqD.电势=Epq解析:电流I的定义式是I=qt,I=UR是欧姆定律表达式,不是电流的定义式.其他三式都是各量的定义式,故本题选A.答案:A2.关于磁感应强度,下列说法正确的是()A.磁感应强度只是描述磁场的强弱的物理量B.通电导线所受磁场力为零,该处磁感应强度一定为零C.通电导线所受磁场力为零,该处磁感应强度不一定为零D.放置在磁场中1 m的导线,通过1 A的电流,受到的磁场力为1 N时,该处磁感应强度就是1 T解析:磁感应强度是矢
2、量,其大小用来描述磁场的强弱,其方向用来描述磁场的方向,选项A错误.通电导线所受的磁场力大小,除与I、L、B大小有关外,还与导线放置方向有关,IB时,即使B0,其F=0,选项B错误,选项C正确.选项D中只有满足IB时才成立,选项D错误.答案:C3.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B一定是()A.B=2 TB.B2 TC.B2 TD.以上情况都有可能解析: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=0.1N,则该点的磁感应强度为 B=FIL=0.150.01T=2T.如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受
3、到的磁场力小于垂直放置时受到的力,垂直放置时受力将大于0.1N,由定义式可知,B将大于2T,应选C.答案:C4.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a、b间的关系是()A.abB.abC.a=bD.不能确定解析:通过圆环的磁通量的值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铁的内部是从S极到N极,在磁铁的外部是从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
4、消多少,所以面积越大,磁通量反而越小.答案:A5.已知某地地磁场的磁感应强度B约为4.010-5 T,其水平分量约为3.010-5 T.若该地一高层建筑安装了高50 m的竖直金属杆作为避雷针,在某次雷雨天气中,当带有正电的乌云经过避雷针的上方时,经避雷针开始放电,某一时刻的放电电流为1.0105 A,此时金属杆受到地磁场对它的安培力的方向和大小分别为()A.方向向东,大小约为150 NB.方向向东,大小约为200 NC.方向向西,大小约为150 ND.方向向西,大小约为200 N解析:由安培力公式,金属杆受到地磁场对它的安培力大小为F=BIL=3.010-5T1.0105A50m=150N.由
5、左手定则可判断出安培力方向向东,选项A正确.答案:A6.如图所示,在足够大的竖直向下的匀强磁场中,有一闭合导体环,环面与磁场方向垂直,当导体环在磁场中完成下述运动时,磁通量有变化的是()A.导体环在磁场中竖直向上或向下运动B.导体环在磁场区域内保持水平方位向左或向右平动C.导体环绕垂直环面,通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴,在磁场中转动解析:由=BS知,只有选项D中垂直于B方向上线圈的投影面积变化,所以选项D中的磁通量变化.答案:D7.如图所示,导线abc为垂直折线,其中通过的电流为I,且ab=bc=l,导线所在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
6、小和方向.解析:把导线abc等效成直导线ac,则等效长度ac=2l,故安培力F=BI2l=2IlB,方向垂直于ac,即沿abc的平分线斜向上.答案:2IlB方向沿abc的平分线斜向上8.如图甲所示,质量为m=50 g,长l=10 cm的铜棒,用长度也为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=13 T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度=37,求此棒中恒定电流的大小.甲某同学对棒中恒定电流的解法如下:乙对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直于电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).当最大偏转角=37时,棒受力平衡.则:t
7、an=Fmg=BIlmg,得I=mgtanBl=11.25A.(1)请判断,该同学的解法正确吗?若不正确,则请指出错在哪里?(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.解析:(1)该同学的解法错误.他认为棒到达最高点速度为零时,一定处于平衡状态;或者认为偏角最大的位置是平衡位置.(2)如图所示,对铜棒进行受力分析.金属棒向外偏转过程中,导线拉力不做功.安培力F做功为WF=Fx1=BIl2sin37,重力做功为WG=-mgx2=-mgl(1-cos37),由动能定理得BIl2sin37-mgl(1-cos37)=0,解得I=mg(1-cos37)Blsin37=5A.答案:见解析能力提升1.(
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