第2节 磁感应强度

1第2节磁感应强度一、选择题1．关于磁场中某点的磁场方向，下列说法正确的是()A．与该点的磁感应强度方向垂直B．与该点的磁感应强度方向相同C．与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向相同D．与地磁场方向相同解析：根据磁场的方向规定：小磁针N极在磁场中受力方向或小磁针静止时N极的指向，就是该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向．故A错，B、C正确；磁场不一定是地磁场，不能认为磁场的方向都与地磁场方向相同，D错．正确答案为B、C．答案：BC2．(2012·长沙高二检测)由磁感应强度的定义式B＝FIL可知()A．若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受磁场力一定为零B．通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C．同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D．磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关解析：磁感应强度的定义式B＝FIL是在导线与磁场方向垂直时得出的，如果B＝0，则磁场力F＝0，但如果F＝0，则B不一定等于零，磁场力的大小与导体的放置方向有关，则A对，B、C均错．磁场一定时，磁感应强度是定值，与放不放导体无关，故D错．答案：A3．下列等式中正确的是()A．1T＝1kg/m2B．1T＝1kg/(A·s2)C．1T＝1kg·m2/(A·s2)D．1T＝1N/(A·m)解析：据公式B＝FIL可得，1T＝1NA·m，故D对．又由1N＝1kg·m/s2，代入可得1T＝1kgA·s2，故B也对．正确答案为B、D．答案：BD4．假设能将指南针移到地球球心处，则指南针指向()A．由于地球球心处无磁场，故指南针自由静止方向不确定B．根据“同名磁极相斥，异名磁极相吸”知道，指南针N极指向地理北极附近C．根据“小磁针N极受力方向为该处磁场方向”知，指南针N极指向地理南极附近D．地球对指南针通过磁场发生作用，但指南针对地球不产生磁场作用解析：地磁场的分布类似于条形磁铁，在条形磁铁外部，磁场方向由N极到S极，在2条形磁铁内部，磁场方向由S极到N极．小磁针放在地心，相当于处在磁铁内部，小磁针在磁场中N极的受力方向即为该点的磁场方向，由于地球球心处磁场方向指向地球南极(地磁的北极)，故选C．力的作用是相互的，所以D错．答案：C5．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为F＝1．0N，其方向竖直向上．现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为()A．零B．10T，方向竖直向上C．0．1T，方向竖直向上D．10T，方向肯定不是竖直向上解析：由公式B＝FIL可知，把数值代入可得B＝10T，公式中F是与B垂直的，所以P处磁感应强度方向肯定不是竖直向上．答案：D6．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ＝30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取的办法是()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30°D．使导线在纸面内逆时针转60°解析：当电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受磁力的作用，只有当电流方向与磁感线方向不平行时才受力，而且电流与磁感线垂直时受到的力最大，可见安培力的大小不仅与B、I、L有关，还与导体的放法有关，所以为了增大导线所受的磁场力，可以增大电流、磁感应强度、导线长，还可以改变放法．答案：ABD7．在磁场中的同一位置，放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样．图中的几幅图象表现的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．a、b各自有一组F、I的数据．在A、B、C、D四幅图中，正确的是哪一幅或哪几幅？()3解析：同一导线通入不同的电流先后放在磁场中的同一点，并且电流方向都与磁场方向垂直．由于磁场方向是不变的，故导线所在处的磁感应强度是确定的．由于B＝FIL，当L确定时，F∝I，则F－I图象应是过原点的一条直线，故B、C对．答案：B、C二、填空题8．磁场对放入其中的长为L、电流为I、方向与磁场垂直的通电导线有力F的作用，可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质，磁感应强度的大小B＝________，在物理学中，用类似方法描述物质基本性质的物理量还有______等．解析：本题考查磁感应强度的定义，利用小电流元在磁场中的受力来定义磁感应强度．答案：F/IL电场强度9．匀强磁场中有一段长为0．2m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过3A的电流时，受到6．0×10－2N的磁场力，则磁场的磁感应强度是________；当导线长度缩短一半时，磁场的磁感应强度是________；当通入的电流加倍时，磁场的磁感应强度是________．解析：由公式B＝F/IL可知，把数值代入可得B＝0．1T，磁感应强度B是描述磁场性质的物理量，由磁场本身决定，与直线电流的大小、导线长度均无关，所以当导线长度缩短一半，电流加倍时，磁感应强度仍是0．1T．答案：0．1T0．1T0．1T三、论述、计算题10．某处地磁场的磁感应强度是4．0×10－5T．一根长为500m的导线，电流为10A，该导线受到的最大磁场力是多大？解析：电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流方向与磁场方向垂直时，所受的磁场力最大．由公式B＝FIL可得F＝BIL，所以Fm＝4．0×10－5×10×500N＝0．2N．答案：0．2N11．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？4解析：(1)因磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：B水平＝Bcosθ；B竖直＝Bsinθ．(2)在赤道上空，θ＝0°，故有B竖直＝0；在极地上空θ＝90°，故有B水平＝0．答案：(1)BcosθBsinθ(2)0012．如图所示，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，通以5A的电流时，质量为3．6kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，已知金属棒受到的磁场力方向水平．求匀强磁场的磁感应强度的大小．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，金属棒所受到的安培力与轨道对棒的滑动摩擦力平衡，金属棒做匀速直线运动．由平衡条件可得BI1L＝μmg①当金属棒中的电流为I2＝8A时，棒做加速运动，加速度为a，根据牛顿第二定律得：BI2L－μmg＝ma②将①代入②得B＝maI2－I1L＝3.6×23×2T＝1．2T．答案：1．2T