人教版选修3-133磁场的定性描述磁感线（习题解析）

高中物理磁场的定性描述——磁感线（答题时间：30分钟）1.无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I，在两导线的连线上有a、b、c三点，a点为两根直导线连线的中点，b、c两点距导线的距离均为L。下列说法正确的是（）A.a点和b点的磁感应强度方向相反B.a点和b点的磁感应强度大小之比为8:1C.c点和b点的磁感应强度方向相同D.c点和b点的磁感应强度大小之比为5:12.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向（）A.与ab边平行，竖直向上B.与ab边平行，竖直向下C.与ab边垂直，指向左边D.与ab边垂直，指向右边3.一磁场中某区域的磁感线如图所示，则（）A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞BbB.a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜BbC.同一通电导线放在a处一定比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处一定比放在b处受力小4.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向里，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（）A.a、b两点磁感应强度相同B.c、d两点磁感应强度相同C.a点磁感应强度最大D.b点磁感应强度最大5.有一束电子流沿轴正方向高速运动，如图所示。电子流在轴上P点处所产生的磁场方向沿（）A.轴负方向 B.轴正方向C.轴正方向 D.轴负方向6.三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，如图所示为其截面图，电流方向如图，若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时的磁感应强度大小为（）7.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；A、B、C、D为导线某一横截面所在平面内的四点，且A、B、C与两导线共面；B点在两导线之间，B、D的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是（）A.A点 B.B点 C.C点 D.D点8.如图所示为一电流表的原理示意图。质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于，当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合：当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。（1）当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？（重力加速度为g）（2）若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？（4）若将量程扩大2倍，磁感应强度应变为多大？9.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒a、b悬挂在c、d两处，（1）当棒置于竖直向上的匀强磁场内，其中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态，则磁感应强度B为多少？（2）为了使棒仍然在该位置上平衡，求该磁场的磁感应强度B'的最小值为多大？方向如何？

2.C解析：根据安培定则可得a导线在c处产生的磁场方向垂直ac指向左下，导线b在c处产生的磁场方向垂直bc指向右下，合磁场方向竖直向下，根据左手定则知导线c受到的安培力方向与ab边垂直，指向左边，故C正确。3.B解析：磁感线的疏密程度可表示磁感应强度的大小，磁感线越密，该处的磁感应强度越大，所以Ba＜Bb，B正确，A错误；同一小段通电导线在磁场中的受力大小,跟磁场强度和磁场与电流方向的夹角有关系，所以C、D错误。4.C解析：根据安培定则，通电导线产生的磁场为顺时针方向，即：a点方向向上，b点方向向下，c点方向向左，d点方向向右；同匀强磁场叠加后的结果：a点磁场加强，b点磁场减弱，c点和d点磁感应强度大小相等，如图所示，故选项C正确。5.A解析：电子流沿y轴的正方向高速运动，则产生的电流方向沿y轴负方向，根据右手定则可得电子流在z轴上的P点处所产生的磁场方向沿x轴负方向，A正确，故选A。6.D解析：根据安培定则，三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上边导线产生的B水平向左，左边导线产生的B方向斜向左上方，与水平方向成60°角，右边导线产生的B方向斜向左下方，与水平方向成60°角，根据平行四边形定则进行合成可得三个B的合矢量大小为2B，故D正确。7.C解析：两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系。根据右手螺旋定则知，在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为A或C，又I1＞I2，所以该点距I1远距I2近，所以是C点；故选C。（2）为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，因此M端应接正极；（3）设电流表满偏时通过MN间电流强度为Im，则有（4）设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有9.解：（1）画出从右侧逆着电流方向的侧视图如图所示，金属棒在重力mg，悬线拉力T，安培力F三个力作用下处于平衡状态，由共点力平衡条件：F=BIL=mgtanθB=mgtanθ/IL（2）要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力