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1、2014高考人教四川專版物理選修3-1課時跟蹤訓練 第1部分 第三章 第3節(jié) 磁感應強度 磁通量 Word版含解析
[課時跟蹤訓練]
(滿分60分 時間30分鐘)
一、選擇題(每小題至少有一個選項正確,選對得5分,選不全得3分,錯選不得分,共40分)
1.一段電流元放在同一勻強磁場中的四個位置,如圖1所示,已知電流元的電流I、長度L和受力F,則可以用表示磁感應強度B的是( )
圖 1
解析:當通電導線垂直于磁場方向時,可用表示B。故A、C正確。
答案:AC
2.關于磁場中某點的磁感應強度,下列說法正確的是( )
A.由B=F/IL可知,B與F成正比,與I、L的乘積成反
2、比
B.B的大小與I、L的乘積無關,由磁場本身決定
C.長通電螺線管周圍的磁場是勻強磁場
D.B的方向與通電導線的受力方向相同
解析:磁場的磁感應強度取決于磁體本身,而長通電螺線管內(nèi)部的磁場才是勻強磁場,磁感應強度的方向與磁場的方向相同,且與通電導線受力的方向垂直。
答案:B
3.在紙面上有一個等邊三角形ABC,頂點處都通有相同電流的三根長直導線垂直于紙面放置,電流方向如圖2所示,每根通電導線在三角形的中心O產(chǎn)生的磁感應強度大小為B0。中心O處磁感應強度的大小為( )
A.0 B.2B0 圖2
C.B0 D.B0
解析:磁感應
3、強度是矢量,所以三角形的中心O處的磁感應強度就為三個直線電流在O點產(chǎn)生磁場的合成。本題就是根據(jù)直線電流的磁場特點,把磁場中的這一點O與直線電流所在處的點(或A、或B、或C)的連線為半徑,作此半徑的垂線,垂線的方向指向由安培定則所確定的方向。圖中三個磁場方向就是這樣確定的,確定直線電流磁場中任何一點的磁場方向均取此種方法。直線電流的磁場是以直線電流為中心的一組同心圓,中心O點處三個直線電流的磁場方向如圖所示,由于對稱性,它們互成120°角,由于它們的大小相等,均為B0,根據(jù)矢量合成的特點,可知它們的合矢量為零。
答案:A
4.先后在磁場中A、B兩點引入長度相等的短直導線,導線與磁場方向垂
4、直。如圖3所示,圖中a、b兩圖線分別表示在磁場中A、B兩點導線所受的力F與通過導線的電流I的關系。下列說法中正確的是( )
A.A、B兩點磁感應強度相等
B.A點的磁感應強度大于B點的磁感應強度 圖3
C.A點的磁感應強度小于B點的磁感應強度
D.無法比較磁感應強度的大小
解析:導線受到的磁場力F=BIL=BL·I,在F-I圖像中直線的斜率k=BL,由圖可知ka>kb,又因為兩導線的長度相等且均與磁場方向垂直,所以可得出A點的磁感應強度大于B點的磁感應強度,B項正確。
答案:B
5.在磁感應強度大小為B0、方向豎直向上的勻強磁場中,水平放
置一根長通電直導線,電流
5、的方向垂直于紙面向里,如圖4所示,a、
b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中( )
A.c、d兩點的磁感應強度大小相等
B.a(chǎn)、b兩點的磁感應強度大小相等 圖4
C.c點的磁感應強度的值最小
D.b點的磁感應強度的值最大
解析:直導線中的電流在圓周上的a、b、c、d各點產(chǎn)生的磁場的方向沿順時針切線,磁感應強度大小相同,由矢量疊加可知C正確。
答案:C
6.如圖5所示,A和B為兩根互相平行的長直導線,通以同方向等
大電流,虛線C為在A和B所確定的平面內(nèi)與A、B等距的直線,則
下列說法正確的是( )
A.兩導線間的空間不
6、存在磁場 圖5
B.虛線C處磁感應強度為零
C.AC間磁感應強度垂直紙面向里
D.CB間磁感應強度垂直紙面向外
解析:設電流A、B在空間產(chǎn)生的磁場分別為BA、BB,根據(jù)安培定則,電流A在AB間產(chǎn)生的磁場垂直紙面向里,而電流B在AB間產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外,又因IA=IB,故在AC區(qū),BA>BB,合磁場方向垂直于紙面向里,在BC區(qū),BA<BB,合磁場方向垂直于紙面向外,中線C處BA=BB,合磁場為零,綜上所述,正確的選項為B、C、D。
答案:BCD
7.如圖6所示,兩個同心放置的平面金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直,則通過兩圓環(huán)的磁通量Φa、Φb間的關
7、系是( )
A.Φa>Φb B.Φa<Φb
C.Φa=Φb D.不能確定 圖6
解析:通過圓環(huán)的磁通量為穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù),首先明確條形磁鐵的磁感線分布情況,另外要注意磁感線是閉合的曲線。條形磁鐵的磁感線在磁體的內(nèi)部是從S極到N極,在磁體的外部是從N極到S極,內(nèi)部有多少根磁感線,外部的整個空間就有多少根磁感線同內(nèi)部磁感線構(gòu)成閉合曲線。對兩個圓環(huán),磁體內(nèi)部的磁感線全部穿過圓環(huán),外部的磁感線穿過多少,磁通量就抵消多少,所以面積越大,磁通量反而越小。
答案:A
8.(2012·雅安高二檢測)如圖7所示為平行于紙面水平向右的
勻強磁場,磁
8、感應強度B1=1 T。位于紙面內(nèi)的細直導線,長
l=1 m,通有I=1 A的恒定電流。當導線與B1成60°夾角時,
發(fā)現(xiàn)它受到的安培力為零,則該區(qū)域同時存在的另一勻強磁
場的磁感應強度B2大小可能是( ) 圖7
A. T B. T
C.1 T D. T
解析:導線所受安培力為零,則由F=BILsinθ可知,在垂直于導線方向上,合磁場的分量為零,另一磁場B2方向
與導線垂直,且方向與B1在垂直導線方向的分量方向相反時,B2具有最小值,此時B2=B1sin60°= T,各選項中,只要大于 T的值都有可能,應選B、C、D。
答案:BCD
二
9、、非選擇題(每小題10分,共20分)
9.磁場中放一與磁場方向垂直的電流元,通入的電流是2.5 A,導線長1 cm,它受到的安培力為5×10-2 N。問:
(1)這個位置的磁感應強度是多大?
(2)如果把通電導線中的電流增大到5 A時,這一點的磁感應強度是多大?
(3)如果通電導線在磁場中某處不受磁場力,是否可以肯定這里沒有磁場?
解析:(1)由磁感應強度的定義式得:
B===2 T。
(2)磁感應強度B是由磁場和空間位置(點)決定的,和導線的長度L、電流I的大小無關,所以該點的磁感應強度是2 T。
(3)如果通電導線在磁場中某處不受磁場力,則有兩種可能:
①該處沒有磁場;
10、
②該處有磁場,但通電導線與磁場方向平行。
答案:(1)2 T (2)2 T (3)見解析
10.如圖8所示,有一個垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B=0.8 T,
磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為1.0 cm,在紙面內(nèi)先后放上
A、B、C三個圓線圈,圓心均在O處,A線圈半徑為2.0 cm,10匝,B
線圈半徑為2.0 cm,1匝;C線圈半徑為0.5 cm,1匝。問: 圖8
(1)在B減為0.4 T的過程中,A和B中磁通量各改變多少?
(2)當磁場方向轉(zhuǎn)30°角的過程中,C中的磁通量改變多少?
解析:(1)磁通量的大小與匝數(shù)無關,且S應為有效面積,所以,A和B的磁通量的改變量相等,即
ΔΦA=ΔΦB=(B-B′)πr
=(0.8-0.4)×3.14×(1.0×10-2)2 Wb
=1.256×10-4 Wb。
(2)當磁場方向轉(zhuǎn)過30°時
ΔΦC=Bπr-Bπrcos30°
=0.8×3.14×(0.5×10-2)2 Wb-0.8×3.14×(0.5×10-2)2× Wb≈8.4×10-6 Wb。
答案:(1)均為1.256×10-4 Wb (2)8.4×10-6 Wb