《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》同步練習(xí)1

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1、《磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量》同步練習(xí) 知識點(diǎn)一磁感應(yīng)強(qiáng)度 1. 物理學(xué)中，通過引入檢驗(yàn)電流來了解磁場力的特性，對檢驗(yàn)電流的要求 ). A. 將檢驗(yàn)電流放入磁場，測量其所受的磁場力尸，導(dǎo)線長度乙 通電電流/, 應(yīng)用公式8=萬，即可測得磁感應(yīng)強(qiáng)度B B. 檢驗(yàn)電流不宜太大 C. 利用檢驗(yàn)電流，運(yùn)用公式8=互，只能應(yīng)用于勻強(qiáng)磁場 D. 只要滿足長度L很短，電流很小，將其垂直放入磁場的條件，公式B=IL 對任何磁場都適用 解析 用檢驗(yàn)電流來了解磁場，要求檢驗(yàn)電流對原來磁場的影響很小，可以 忽略，所以導(dǎo)體長度乙應(yīng)很短，電流應(yīng)很小，當(dāng)垂直放置時，B=1L，該定義式適 用于所有磁場，選項(xiàng)B、D正

2、確. 答案BD 2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=L，與下列哪些物理量的表達(dá)式體現(xiàn)了相同的物理方法 ). F A.加速度a=m F b.電場強(qiáng)度歸=q Q C.電容C=U U D.電阻夫=了 解析磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=L是比值定義，與選項(xiàng)B、C、。定義方法相 同，而A項(xiàng)中的表達(dá)式是加速度的決定式. 答案 BCD 3. 在磁場中的同一位置，先后引入長度相等的直導(dǎo)線a和代a、8導(dǎo)線的方 向均與磁場方向垂直，但兩導(dǎo)線中的電流不同，因此所受的力也不一樣.下圖中 的幾幅圖象表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受的力尸與通電導(dǎo)線的電流/的關(guān)系，a、b各自有一組 尸、/的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個點(diǎn)，在A

3、、B、C、D四幅圖中，正確的是 ()? 解析 兩條相同導(dǎo)線通入不同的電流先后放在磁場中的同一點(diǎn)，并且電流方 向都與磁場方向垂直.由于磁場方向是不變的，故導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是確 F 定的.由于8=元，當(dāng)乙確定時，*1，則F—I圖象應(yīng)是過原點(diǎn)的一條直線，故8、 C項(xiàng)對. 答案BC 圖3-3-8 4. 如圖3-3-8所示，一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1 T水平向右 的勻強(qiáng)磁場中，以導(dǎo)線截面的中心為圓心，半徑為,的圓周上有1、b、c、刁四點(diǎn)， 已知1點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則b、c、刁三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別是多少？ 方向如何? 解析1、b、c、d各點(diǎn)

4、的磁場均為勻強(qiáng)磁場與電流的磁場的疊加，并且電流 在這四點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)的強(qiáng)度B，大小相等，由于8。=0，則B' =B=1 T，由 安培定則可知，導(dǎo)線中電流方向向外，則在b、c、d三點(diǎn)電流的磁場如圖所示. Bb=.&B=." T,。=45°,即殊與水平方向成45°斜向右上 Bc=B' +B = 2 T,方向水平向右 Bd=?B=，'@T, a=45°,即8日與水平方向成45°斜向右下. 答案Bb=? T,與水平方向成45°斜向右上 Bc = 2 T,方向水平向右 Bd=0 T,與水平方向成45°斜向右下 知識點(diǎn)二磁通量的計算 5. 如圖3-3-9所示，有一個垂直于紙面向里的勻

5、強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B = 0.8 T,磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O,半徑為1 cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上 圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1 cm, 1匝；B線圈半徑為2 cm, 1匝；C 線圈半徑為0.5 cm, 1匝.問： ⑴在方減為0.4 T的過程中，A和B中磁通量各改變多少？ (2)當(dāng)磁場方向轉(zhuǎn)過30。角的過程中，C中的磁通量改變多少？ 解析(1)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R 對線圈A 01=B1nR2,①2=B2nR2 磁通量的改變量：A0=I02—011 = (0.8 —0.4)X3.14X(10—2)2Wb = 1.256X 10-4 Wb 對 B A0=I02-0

6、1I = (0.8 —0.4) X 3.14X(10—2)2 Wb = 1.256X10—4 Wb (2)對線圈C：設(shè)C線圈的半徑為, 01=Bnr2sin 外，02=Bnr2sin 02 磁通量的改變量: A0=|02-01l=Bnr2(sin 90°-sin 60°) = 8.4X 10-6 Wb. 答案 (1)1.256X10-4 Wb 1.256X10-4 Wb (2)8.4X10-6 Wb 知識點(diǎn)三磁感應(yīng)強(qiáng)度的測量 6. 如圖3-3- 10所示是實(shí)驗(yàn)室里用來測量安培力的一種儀器一一電流天 平.某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里，用電流天平測量通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，他測得的 數(shù)據(jù)

7、記錄如下，請你算出通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B. 甲 已 圖 3-3-10 已知：CQ段導(dǎo)線長度：4X10-2 m. 天平平衡時鉤碼重力：4X10-5 N. 通過歸形導(dǎo)線的電流：0.5 A. 解析 由題意知，7=0.5 A, G=4X10-5N,乙=4X10-2 m.電流天平平 衡時，導(dǎo)線所受安培力的大小等于鉤碼的重力，即F=G.由此可得 F 4X10-5 B=7L=0.5 X 4 X 10-2T=2 X 10-3 T. 所以通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2X10-3 T. 答案 2X10-3 T. 圖 3-3-11 7. 如圖3-3-11所示，豎直向下

8、的勻強(qiáng)磁場中，用兩條豎直線懸吊一水平通 電直導(dǎo)線，導(dǎo)線長為I，質(zhì)量為m，通入電流/后，懸線偏離豎直方向。角保持靜止， 已知導(dǎo)線受的磁場力方向水平，求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小. F 解析 分析導(dǎo)線受力，如右圖所示.根據(jù)三力平衡條件，tan O=mg，根據(jù) F mgtan 3 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，B=JifB=—^. mgtan 3 答案~~iT~ 8.如圖3 — 3 — 12所示，有一金屬棒ab,質(zhì)量m=5 g,電|W=1 Q,可以無 摩擦地在兩條軌道上滑行，軌道間的距離刁=10 cm,電阻不計，軌道平面與水 平面間的夾角3=30°,整個裝置置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.4 T,

9、方向豎直向上的勻強(qiáng) 磁場中，回路中電池的電動勢E=2 V，內(nèi)阻r=0.1 Q.問變阻器的取值烏達(dá)多大 時，可使金屬棒在軌道上保持靜止. 圖 3-3-12 解析 沿金屬棒從右向左看，金屬棒ab的受力示意圖如右圖所示，將重力分 解. 則mgtan 3—F安 =0.① 則F =BIL② 安 E I=R0+r+R ③ BEd 聯(lián)立①②③得R0=mgtan 3—(R + r) 0.4X 2X0.1 =5 X 10—2tan 30°^—(1 + 0.1)^ = 1.67 Q. 答案1.67 Q I綜合提升I 9.一勁度系數(shù)為席勺輕質(zhì)彈簧，下端掛有一匝數(shù)為〃

10、的矩形線框abcd, 圖 3-3-13 bc邊長為乙線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，方向與 線框平面垂直，在圖中垂直于紙面向里.線框中通以電流/，方向如圖3-3-13 所示.開始時線框處于平衡狀態(tài).令磁場反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線框達(dá) 到新的平衡.在此過程中線框位移的大小為多少？方向如何？ 解析 設(shè)線框的質(zhì)量為m, bc邊受到的安培力為F=nBIL.當(dāng)磁場方向如圖所 示時，設(shè)彈簧伸長量為％.平衡時mg — F=kx1,當(dāng)磁場反向后，設(shè)彈簧伸長量為x 2F 2，平衡時mg + F=kx2，所以磁場反向后線框的位移大小為Ax=x2—X] = ~~k = 2n

11、BIL 一^，方向向下. 2nBIL 答案；方向向下 10.質(zhì)量為m = 0.02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為6=37。的平行放置的導(dǎo)軌 上，導(dǎo)軌的寬度d=0.2 m，ffab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)〃 =0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 2 T的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖3-3-14所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變 阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動，通過ab桿的電流范圍為多少？（g取10 m/s2，sin 37。= 0.6，cos 37° = 0.8） 圖 3-3-14 解析 桿ab中的電流為從a到b,所受的安培力方向平行于導(dǎo)軌向上.當(dāng)電流 較大時，導(dǎo)體有向上的運(yùn)動趨勢，所受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時， 磁場力為最大值％,此時通過ab的電流最大為/max，此時的受力分析圖如圖甲所 示；同理，當(dāng)電流最小時，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的最大靜摩擦力，此時的安培力為 七，電流為Imin .此時的受力分析圖如圖乙所示，由平衡條件列方程求解.根據(jù)圖 甲列式如下：F1~mgsin 3—f1 = 0, N-mgcos 6=0 人=昭，F(xiàn)1=BImaxd 解上述方程得：Imax=0.46 A 根據(jù)圖乙列式如下：F2+/2—mgsin 6=0，N—mgcos 6=0，F(xiàn)2=BImind 解上述方程得：Imin = 0.14 A. 答案 0.14 A?0.46 A