高中物理人教版选修31课时跟踪检测（二十）磁感应强度

课时跟踪检测（二十）磁感应强度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)解析：选A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,1T＝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＝1T，I＝1A，L＝1m，则F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A，F＝1N，则B一定等于1T解析：选A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1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()图1A．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：选B导线受到的磁场力F＝ILB＝BL·I，对于题图给出的F­I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．把长度为L、电流为I都相同的一小段电流元放入某磁场中的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点磁感应强度一定小于B点磁感应强度解析：选B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正确。5.如图2所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时两者在纸面内平行放置。当导线中通过如图所示的电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上，这一现象说明()图2A．小磁针上的自由电荷受到电流磁场的作用B．小磁针处的磁场方向垂直纸面向里C．小磁针处的磁场方向垂直纸面向外D．把小磁针移走，该处就没有磁场了解析：选B小磁针可以检验磁场的存在，当导线中通入电流时，在导线的周围就产生了磁场，在小磁针处的磁场方向为N极的受力方向，即垂直纸面向里，选项B正确，A、C错误；电流的磁场是客观存在的特殊物质，不会随小磁针的移走而消失，只要导线中有电流存在，磁场就会存在，选项D错误。6.磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为eq\f(B2,2μ)，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常量。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3所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B＝________。图3解析：由于ΔL很小，则拉力F可认为恒定，做的功W＝F·ΔL，由题意知，间隙中的磁场能为E＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，由于W＝E，则F·ΔL＝eq\f(B2,2μ)·A·ΔL，整理得B＝eq\r(\f(2μF,A))。答案：eq\r(\f(2μF,A))7．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解析：选D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。8．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为()A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向解析：选D导体受到的是最大磁场力F＝1.0N，可判知导体与磁场方向垂直，由B＝eq\f(F,IL)解得B＝10T。由于磁场力的方向是竖直向上的，故可判定磁场的方向一定不会竖直向上，因为二者是互相垂直的关系，方向可有多种情况。撤走导线后，P处的磁感应强度不变，仍为10T。故正确答案为D。9．如图4所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成θ＝30°角；图4导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，下列方法不正确的是()A．增大电流IB．增加直导线的长度C．使导线在纸面内顺时针转过30°D．使导线在纸面内逆时针转过60°解析：选C由磁场力公式F＝ILBsinθ可知，导线与磁场方向垂直时磁场力最大。10．有一小段通电导线，长为10cm，其中的电流强度为5A，把它置于匀强磁场中某处，受到的磁场力为100N，则该处的磁感应强度B一定是()A．B＝200T B．B≤200TC．B≥200T D．以上几种情况都有可能解析：选C当通电导线与磁感应强度方向垂直时，B＝eq\f(F,IL)＝200T，可见若通电导线与磁场不垂直，F不是最大的力，故B≥200T，C正确。11．如图5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所示，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4×10－2m，天平平衡时钩码重力为4×10－5N，通过导线的电流为0.5A。图5解析：由题意知，I＝0.5A，G＝4×10－5N，L＝4×10－2m。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(4.0×10－5,0.5×4.0×10－2)T＝2.0×10－3T所以，通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10－3T。答案：2.0×10－3T12.如图6所示，ab、cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，质量为3.6kg的金属棒MN放在导轨上。当金属棒中通以5A的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中的电流增大到8A时，金属棒能获得2m/s2的加速度。求匀强磁场的磁感应强度的大小。图6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＝2m。当棒中的电流为I1＝5A时，金属棒受到