《磁感應強度磁通量》同步練習1

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1、《磁感應強度 磁通量》同步練習 知識點一磁感應強度 1.物理學中，通過引入檢驗電流來了解磁場力的特性，對檢驗電流的要求 是 （ ）. A .將檢驗電流放入磁場，測量其所受的磁場力 F，導線長度L,通電電流I, F 應用公式B= |L，即可測得磁感應強度B B .檢驗電流不宜太大 F C.利用檢驗電流，運用公式B= |L，只能應用于勻強磁場 _F 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 用檢驗電流來了解磁場，要求檢驗電流對原來磁場的影響很小， 可以 _F 忽略，所以導體長度L應很短，電流應很小，當垂直放置時，B

2、=匸，該定義式適 用于所有磁場，選項B、D正確. 答案 BD F 2.磁感應強度B=|L， 與下列哪些物理量的表達式體現(xiàn)了相同的物理方法 ( ). F A ?加速度a= m B.電場強度E=q Q C.電容C = u U D .電阻R= 了 解析磁感應強度的定義式 F B= |L是比值定義，與選項B、C、D定義方法相 同，而A項中的表達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線 a和b， a、b導線的方 向均與磁場方向垂直，但兩導線中的電流不同，因此所受的力也不一樣.下圖中 的幾幅圖象表現(xiàn)的是導線所受

3、的力F與通電導線的電流I的關系，a、b各自有一組 F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各描出一個點，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 兩條相同導線通入不同的電流先后放在磁場中的同一點， 并且電流方 向都與磁場方向垂直.由于磁場方向是不變的，故導線所在處的磁感應強度是確 定的.由于B =匸，當L確定時，F(xiàn)*I，貝肝-I圖象應是過原點的一條直線，故B、 C項對. 答案 BC 4. 如圖3-3 — 8所示，一根通電直導線垂直

4、放在磁感應強度 B= 1 T水平向右 的勻強磁場中，以導線截面的中心為圓心，半徑為 r的圓周上有a、b、c、d四點, 已知a點的實際磁感應強度為零，則b、c、d三點的磁感應強度大小分別是多少？ 方向如何？ 解析 a、b、c、d各點的磁場均為勻強磁場與電流的磁場的疊加，并且電流 在這四點所產(chǎn)生的磁感應的強度 B'大小相等，由于Ba= 0,則B' = B= 1 T,由 安培定則可知，導線中電流方向向外，則在 b、c、d三點電流的磁場如圖所示. 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 知識點二磁通量 5. 如圖3— 3— 9所示，有一個垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為 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)過30°角的過程中，C

6、中的磁通量改變多少？ 解析(1)設圓形磁場區(qū)域的半徑為R 對線圈 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B △①=|①2 —①1| =(0.8— 0.4) X 3.14X (10— 2)2 Wb =1.256X 10—4 Wb ⑵對線圈C：設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 知識點三磁感應強度的測量 6?如圖3— 3— 10所示是實驗室里用來測量安培力的一種儀器 一一電流天 平.某同學在實驗室里，用電流天平測量通電螺線管中的磁感應強度， 他測得的 數(shù)據(jù)記錄如下，請你算出通電螺線管中的磁感應強度 B. 甲 乙 圖 3 — 3— 10 已知：CD段導線長度：4X 10—2 m. 天平平衡時鉤碼重力：4X 10— 5 N. 通過E形導線的電流：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，導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強度大小為 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，豎直向下的勻強磁場中，用兩條豎直線懸吊一水平通 電直導線，導線長為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, 已知導線受的磁場力方向水平，求磁場的磁感應

9、強度的大小. 解析 分析導線受力，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 磁感應強度的定義，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，軌道平面與水 平面間的夾角0= 30°整個裝置置于磁感應強度B= 0.4 T,方向豎直向上的勻強 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Ro達多大 時，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邊長為L,線框的下半部處在勻強磁場中，磁感應強度大小不

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?開始時線框處于平衡狀態(tài)?令磁場反向，磁感應強度的大小不變，線框達 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 設線框的質(zhì)量為m, be邊受到的安培力為F二nBIL.當磁場方向如圖所 示時，設彈簧伸長量為X1.平衡時mg— F= kx1，當磁場反向后，設彈簧伸長量為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 — 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的通電細桿ab置于傾角為9= 37°勺平行放置的導軌 上，導軌的寬度d = 0.2 m，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù) 尸0.4，磁感應強度B = 2 T的勻強磁場與導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） 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軌向上.當電流 較大時，導體有向上的運動趨勢，所受靜摩擦力向下；當靜摩擦力達到最大時， 磁場力為最大值F1，此時通過ab的電流最大為Imax，此時的受力分析圖如圖甲所 示；同理，當電流最小時，應該是導體受向上的最大靜摩擦力，此時的安培力為 F2,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：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