《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(shí)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(chǎng)力的特性，對(duì)檢驗(yàn)電流的要求 是 （ ）. A .將檢驗(yàn)電流放入磁場(chǎng)，測(cè)量其所受的磁場(chǎng)力 F，導(dǎo)線長(zhǎng)度L,通電電流I, F 應(yīng)用公式B= |L，即可測(cè)得磁感應(yīng)強(qiáng)度B B .檢驗(yàn)電流不宜太大 F C.利用檢驗(yàn)電流，運(yùn)用公式B= |L，只能應(yīng)用于勻強(qiáng)磁場(chǎng) _F D .只要滿足長(zhǎng)度L很短，電流很小，將其垂直放入磁場(chǎng)的條件，公式 B=IL 對(duì)任何磁場(chǎng)都適用 解析 用檢驗(yàn)電流來了解磁場(chǎng)，要求檢驗(yàn)電流對(duì)原來磁場(chǎng)的影響很小， 可以 _F 忽略，所以導(dǎo)體長(zhǎng)度L應(yīng)很短，電流應(yīng)很小，當(dāng)垂直放置時(shí)，B

2、=匸，該定義式適 用于所有磁場(chǎng)，選項(xiàng)B、D正確. 答案 BD F 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 B.電場(chǎng)強(qiáng)度E=q Q C.電容C = u U D .電阻R= 了 解析磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式 F B= |L是比值定義，與選項(xiàng)B、C、D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(chǎng)中的同一位置，先后引入長(zhǎng)度相等的直導(dǎo)線 a和b， a、b導(dǎo)線的方 向均與磁場(chǎng)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

3、的力F與通電導(dǎo)線的電流I的關(guān)系，a、b各自有一組 F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個(gè)點(diǎn)，在 A、B、C、D四幅圖中，正確的是 ()? k 1 \F | b F \ b a/ ■z * \F a b 0 I o 1 0 7 o I A B c D 解析 兩條相同導(dǎo)線通入不同的電流先后放在磁場(chǎng)中的同一點(diǎn)， 并且電流方 向都與磁場(chǎng)方向垂直.由于磁場(chǎng)方向是不變的，故導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是確 定的.由于B =匸，當(dāng)L確定時(shí)，F(xiàn)*I，貝肝-I圖象應(yīng)是過原點(diǎn)的一條直線，故B、 C項(xiàng)對(duì). 答案 BC 4. 如圖3-3 — 8所示，一根通電直導(dǎo)線垂直

4、放在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 1 T水平向右 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以導(dǎo)線截面的中心為圓心，半徑為 r的圓周上有a、b、c、d四點(diǎn), 已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則b、c、d三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別是多少？ 方向如何？ 解析 a、b、c、d各點(diǎn)的磁場(chǎng)均為勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電流的磁場(chǎng)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Ba= 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(chǎng)如圖所示. Bb=#2B = 72 T, 4 45°即Bb與水平方向成45°斜向右上 Bc= B' + B = 2 T,方向水平向右 Bd=：2B=「：2

5、T, a 45°即Bd與水平方向成45°斜向右下. 答案 Bba 2 T,與水平方向成45斜向右上 Bca 2 T,方向水平向右 Bda 2 T,與水平方向成45°斜向右下 知識(shí)點(diǎn)二磁通量 5. 如圖3— 3— 9所示，有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B =0.8 T,磁場(chǎng)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B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(chǎng)方向轉(zhuǎn)過30°角的過程中，C

6、中的磁通量改變多少？ 解析(1)設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為R 對(duì)線圈 a ①1 = B1 nR2,①2= B2 nR2 磁通量的改變量：△①=|①2 —①1| =(0.8— 0.4) X 3.14X (10— 2)2Wb = 1.256X 10—4 Wb 對(duì)B △①=|①2 —①1| =(0.8— 0.4) X 3.14X (10— 2)2 Wb =1.256X 10—4 Wb ⑵對(duì)線圈C：設(shè)C線圈的半徑為r 2 2 ①1 = Bn sin 0i,①2= B n sin 壓 磁通量的改變量: △①=|動(dòng)一①i|= Bn2(sin 90° — sin 60°) = 8.4x

7、10_6 Wb. 答案 (1)1.256x 10— 4 Wb 1.256X 10— 4 Wb (2)8.4X 10—6 Wb 知識(shí)點(diǎn)三磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量 6?如圖3— 3— 10所示是實(shí)驗(yàn)室里用來測(cè)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(cè)量通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度， 他測(cè)得的 數(shù)據(jù)記錄如下，請(qǐng)你算出通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B. 甲 乙 圖 3 — 3— 10 已知：CD段導(dǎo)線長(zhǎng)度：4X 10—2 m. 天平平衡時(shí)鉤碼重力：4X 10— 5 N. 通過E形導(dǎo)線的電流：0.5 A. 解析 由題意知，1 = 0.5 A , G = 4X 10— 5N

8、 , L= 4X 10— 2 m ?電流天平平 衡時(shí)，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 4X 10— 5 B=IL = 0.5x4x 10—2T = 2X 10 3 T. 所以通電螺線管中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 2X 10—3 T. 答案 2X 10— 3 T. -Z 0 A d 1 f a- B b 圖 3 — 3— 11 7.如圖3— 3— 11所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，用兩條豎直線懸吊一水平通 電直導(dǎo)線，導(dǎo)線長(zhǎng)為l，質(zhì)量為m,通入電流I后，懸線偏離豎直方向 角保持靜止, 已知導(dǎo)線受的磁場(chǎng)力方向水平，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)

9、強(qiáng)度的大小. 解析 分析導(dǎo)線受力，如右圖所示?根據(jù)三力平衡條件, _F_ tan 0= mg,根據(jù) F mgta n B 磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，B = Il，得B= || . mgta n B 答案 —Il— 8.如圖3-3—12所示，有一金屬棒ab,質(zhì)量m= 5 g,電阻R= 1 Q,可以無 摩擦地在兩條軌道上滑行，軌道間的距離 d= 10 cm,電阻不計(jì)，軌道平面與水 平面間的夾角0= 30°整個(gè)裝置置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.4 T,方向豎直向上的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中，回路中電池的電動(dòng)勢(shì)E= 2 V，內(nèi)阻r = 0.1 Q問變阻器的取值Ro達(dá)多大 時(shí)，可使金屬棒在軌道上保持靜止. 圖

10、 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 0— F安=0.① 貝嚇安=BIL② E 1 = R0+ r + R ③ BEd 聯(lián)立①②③得R0=mgtan 0- (R+ r) 0.4X 2x 0.1 5X 10—2tan 30 Q— (1 +Q =1.67 Q. 答案 1.67 Q I綜合提升丨 9?一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abed, X X X X b c x x x x 圖 3-3- 13 be邊長(zhǎng)為L(zhǎng),線框的下半部處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不

11、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 I，方向如圖3-3—13 所示?開始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)?令磁場(chǎng)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, be邊受到的安培力為F二nBIL.當(dāng)磁場(chǎng)方向如圖所 示時(shí)，設(shè)彈簧伸長(zhǎng)量為X1.平衡時(shí)mg— F= kx1，當(dāng)磁場(chǎng)反向后，設(shè)彈簧伸長(zhǎng)量為x 2F 2，平衡時(shí)mg+ F = kx2，所以磁場(chǎng)反向后線框的位移大小為 Ax = X2 — X1= k = 2n BIL k ，方向向下. 2n BIL 答案 k ；方向向下 10.質(zhì)量為m= 0.

12、02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為9= 37°勺平行放置的導(dǎo)軌 上，導(dǎo)軌的寬度d = 0.2 m，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù) 尸0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)變 阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動(dòng)，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） b 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(shí)，導(dǎo)體有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)， 磁場(chǎng)力為最大值F1，此時(shí)通過ab的電流最大為Imax，此時(shí)的受力分析圖如圖甲所 示；同理，當(dāng)電流最小時(shí)，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的最大靜摩擦力，此時(shí)的安培力為 F2,電流為Imin.此時(shí)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：Fi— mgsin 0— fi = 0， N — mgcos 0= 0， fi = ^N, Fi= BImaxd 解上述方程得：lmax= 0.46 A 根據(jù)圖乙列式如下：F2+ f2 — mgsin 0= 0，N — mgcos 0= 0，F(xiàn)2= Blmind 解上述方程得：Imin = 0.14 A. 答案 0.14 A ?0.46 A