高中物理(人教版)选修3-1课时训练21磁感应强度 含解析
物理人教选修3-1学案：知识导航3-2磁感应强度 含解析
2 磁感应强度课标解读1.知道磁场是有方向和强弱的.知道描述磁场方向和强弱的物理量是磁感应强度.2.知道磁感应强度的方向是如何规定的.3.理解磁感应强度的定义式B=F/IL ，知道B 的单位是特斯拉（T ）.4.会用磁感应强度的定义式进行有关计算.课前思考1.巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁却只能吸引几枚铁钉，说明磁场有强弱之分.怎样认识和描述磁场的强弱呢？答案:采用与电场类比的方式，在磁场中引入磁感应强度来描述磁场的强弱.2.有人根据B=F/IL 提出：磁场中某点的磁感应强度B 跟磁场力F 成正比，跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 成反比.这种提法有什么问题？答案:这种提法不对.磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与外界因素，即检验电流的大小、方向，通电导线的长度,受到的安培力的大小无关.定义式B=F/IL 是一个比值定义. 自主研学1.物理学中把小磁针静止时N 极所指的方向规定为________________，简称为_________.2.在物理学中，把很短的一段通电导线中的电流I 与导线长度L 的乘积IL 叫做_________.3.在国际单位制中，磁感应强度的单位是_________，简称_________，符号为___________，1 T=_________.三点剖析1.磁场方向的规定：小磁针静止时N 极所指的方向，或者刚放入磁场的小磁针N 极的受力方向.2.磁场的大小即磁感应强度借电流元（IL ）的受力来定义,但与电流元无关，取决于磁体本身及离磁体的远近.3.公式B=ILF 在应用中应注意两点： （1）电流方向与磁场方向垂直;（2）L 的大小不接近零时，B 应为匀强磁场.精题精解例1 关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）A.若长为L 、电流为I 的导体在某处受到的磁场力为F ，则该处的磁感应强度必为ILF B.由B=ILF 知，B 与F 成正比，与IL 成反比 C.由B=IL F 知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场 D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向思路解析磁场中某点的磁感应强度B 是客观存在的，与是否放通电导体无关.定义磁感应强度是对它的一种测量，在测量中要求一小段通电导体的放置方位，力F 应是在放置处受到的最大力，也就是应垂直于磁场放才行.故选项ABC 均错.答案:D绿色通道理解定义是一种测量的方法.引入一小段通电导体来定义磁感应强度，这里的一小段通电导体就是测量工具，被测量的量与测量工具是无关的，就像用天平来测物体的质量一样，物体的质量是客观存在的，与测量它的天平无关.例2 某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10-5 T.一根长为500 m 的电线，电流为10 A ，该导线受到的最大磁场力是多大？思路解析电流处在地磁场中，根据磁感应强度的定义，只有电流与磁场垂直时，所受的磁场力最大.由公式B=ILF 可得F=BIL 所以F=4.0×10-5×10×500 N=0.2 N.答案:0.2 N绿色通道磁感应强度定义中共涉及到四个物理量，知道其中的三个量，就能求另外一个量，这就是对公式的灵活应用.例3 以下说法中正确的是（ ）A.通电导线在某处所受磁场力为零，那么该处的磁感应强度必定为零B.若长为L 、电流为I 的导线在某处受到的磁场力为F ，则该处的磁感应强度必为ILF C.如果将一段短导线（有电流）放入某处，测得该处的磁感应强度为B ，若撤去该导线，该处的磁感应强度为零D.以上说法均不正确思路解析如果通电导线与磁感线平行放入，无论磁场多强，导线也不会受力，故A 错.若导线与磁场既不垂直也不平行，那么B 也不会等于IL F ，而应比ILF 大，同时如果L 太长，测出的磁感应强度不是某点的磁感应强度，而是导线所处区域的平均磁感应强度，所以B 错.磁场中某点磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，因此C 也错.答案:D黑色陷阱注意对“B=ILF ”的理解，它要求的是一段短导线（通电）垂直于磁感线放入磁场，并且空间某处的磁场与放不放入短导线无关，该短导线仅起到一个检验和测量的作用. 例4 根据磁感应强度的定义式B=IL F ,是否可以认为磁感应强度B 与磁场力F 成正比,与电流元（IL ）成反比？思路解析放在磁场中的通电导线，通入的电流越大，长度越长,则受到的磁场力越大，F 与IL 的比值为恒量.即磁感应强度B 与力F 的电流元（IL ）无关，只与磁场本身有关.故题中的说法是错误的.答案:不能这样认为绿色通道利用比值定义的物理量都是用这个规律的.。
物理人教选修3-1课后训练：第3章第2节磁感应强度 含解
课后训练基础巩固1．关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有( ） A ．电流元IL 在磁场中受力为F ，则磁感应强度B 一定等于F ILB ．电流元IL 在磁场中受力为F ，则磁感应强度可能大于或等于F ILC ．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D ．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2．将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各物理量间关系的是( ）3．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I 、长度L 和受力F ，则可以用F IL表示磁感应强度B 的是( ）4．如图所示，在空间某点A 存在大小、方向恒定的两个磁场B 1、B 2，B 1＝3 T ，B 2＝4 T ，A 点的磁感应强度大小为( ）A ．7 TB ．1 TC ．5 TD ．大于3 T 小于4 T5．一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图所示。
导线中的电流方向由左向右。
当导线以其中点O 为轴转过90°的过程中，导线受到的磁场力大小将( ）A ．不变B ．由零增至最大C ．由最大减为零D ．始终不受磁场力 能力提升6．某地的地磁场强度大约是4.0×10－5T ，一根长为500 m 的导线，通入电流强度为10 A 的电流，该导线可能受到的磁场力为( ）A ．0B ．0.1 NC ．0.3 ND ．0.4 N7．如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感应强度B成θ＝30°角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，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°角D．使导线在纸面内逆时针转60°角8．磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10－2 N。
问：(1）这个位置的磁感应强度是多大？(2）如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？(3）如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？参考答案1．答案：B 点拨：判断磁感应强度的大小，需要在电流元受力最大的前提下进行，即电流元垂直于磁场方向，选项A、B中的力F可能小于或等于最大受力，因此磁感应强度B可能大于或等于FIL；电流元在磁场中受力与其放置方位有关，因此电流元受力大的地方，磁感应强度不一定大；磁场的方向规定为小磁针N极受力方向，与电流元受力方向不相同。
人教版高中物理选修3-1磁感应强度
人教版高中物理选修3-1磁感应强度
人教版高中物理选修3-1 磁感应强度
一、引言
磁感应强度是物理学中的重要概念，它描述了磁场对单位面积的作用程度。
本文将介绍磁感应强度的定义、计算公式以及影响磁感应强度的因素。
二、定义与计算公式
磁感应强度用字母B表示，是指磁场对垂直于磁力线的单位面积上的作用力。
磁感应强度的计量单位是特斯拉(T)。
磁感应强度的计算公式如下：
B = F / (L*I)
其中，B表示磁感应强度，F表示作用在垂直于磁力线的导线上的磁场力，L表示导线的长度，I表示电流的大小。
三、影响磁感应强度的因素
1. 导线的电流大小：当电流增大时，磁感应强度也会增大；反之，当电流减小时，磁感应强度也会减小。
2. 导线的长度：导线越长，磁感应强度越小；导线越短，磁感
应强度越大。
3. 与磁场的夹角：当导线与磁场平行时，磁感应强度最大；当
导线与磁场垂直时，磁感应强度为零。
4. 导线的材质：不同材质的导线对磁感应强度的影响有所不同。
四、实际应用
磁感应强度的概念在实际应用中有着广泛的应用。
例如，在电
动机、发电机等电磁设备中，磁感应强度的大小直接影响设备的性
能和效率。
总结：
本文介绍了人教版高中物理选修3-1《磁感应强度》的相关内容，包括定义、计算公式和影响因素。
磁感应强度作为一个重要的
物理量，在实际应用中具有重要性。
参考文献：
[1] 人教版高中物理选修3-1磁感应强度
[2] 李尚志. 磁感应强度的计算[J]. 物理资料, 2015, 20(6): 27-29.。
人教版物理选修3-1：【21】《磁感应强度》课时训练(含答案)
课时训练21 磁感应强度1.磁感应强度的单位是特斯拉(T),与它等价的是( )A. B.C. D.答案:A解析:当通电导线与磁场方向垂直时,由公式B=,知磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定。
在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称T,1 T=1。
2.在测某匀强磁场的磁感应强度时,若无法使电流与磁场垂直,则测出的值应( )A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定答案:B解析:在公式B=中,L应为导体垂直放入磁场的长度,若不垂直,则测得力F偏小,而I、L不变,故B偏小,选项B 正确。
3.如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为( )A.7 TB.1 TC.5 TD.大于3 T小于4 T答案:C解析:A点的磁感应强度为两个磁场的磁感应强度的矢量和,即B=T=5 T,选项C是正确的。
4.先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直。
如图所示,图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。
下列说法中正确的是( )A.A、B两点磁感应强度相等B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D.无法比较磁感应强度的大小答案:B解析:导线受到的磁场力F=BIL=BLI。
对于题图给出的F I图线,直线的斜率k=BL,由题图可知k a>k b,又因A、B 两处导线的长度L相同,故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,B项正确。
5.下列说法中正确的是( )A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值,即B=B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.磁感应强度B=只是定义式,它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向答案:C解析:根据磁感应强度的定义,通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线”,只有在这个方向导线所受的磁场力才最大,本题A选项未注明导线放置的方向,所以是错误的。
人教版物理【选修3-1】学案：3.2《磁感应强度》(含答案)
选修3.2 磁感应强度课前预习学案一、预习目标1、理解磁感应强度B 的定义，知道B 的单位是特斯拉。
2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。
3、会用公式F=BIL 解答有关问题。
二、预习内容1.电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的 与检验电荷 的比值来定义的，其定义式为E ＝F q。
规定 受的电场力方向为电场方向。
2．磁场的方向。
规定在磁场中的任意一点小磁针 受力的方向亦即小磁针 时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．3．磁场对电流的作用力通常称为 。
如图1，三块相同的蹄形磁铁，并列放在桌上，直导线所在处的磁场认为是均匀的，则决定安培力大小的因素 ⑴与导线在磁场中的放置方向有关 ⑵与电流的 有关⑶与通电导线在磁场中的 有关 4．磁场强弱——磁感应强度在磁场中 于磁场方向的通电导线，所受的安培力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫 。
公式B ＝F IL在国际单位制中，磁感应强度的单位是 ，简称特，国际符号是T 。
1T ＝1N A ·m磁感应强度是 ，把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。
磁感应强度B 是表示磁场 和方向的物理量三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。
2、通过演示实验，分析总结，获取知识。
二、学习过程1.磁感应强度方向在磁场中，我们利用小磁针来规定磁场的方向，规定在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向．磁感应强度是矢量，把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。
例1．磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中 ( )A ．受磁场力的方向B ．北极受磁场力的方向C ．南极受磁场力的方向D ．受磁场力作用转动的方向解答：磁场中任一点的磁场方向,规定为小磁针在磁场中北极受磁场力的方向,故B 对。
S 图12．磁感应强度大小的定义───比值定义法在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。
人教版高中物理选修3-1：课时跟踪检测二十磁感应强度含解析
磁感觉强度1．磁感觉强度的单位是特斯拉(T) ，与它等价的是 () N N·AA.A·m B. mN·A NC. m2D.A·m2F分析：选 A当导线与磁场方向垂直时，由公式B＝IL，磁感觉强度 B 的单位由 F、 I、NL 的单位决定。
在国际单位制中，磁感觉强度的单位是特斯拉，简称T,1 T＝ 1A·m。
2．对于磁感觉强度 B、电流 I 、导线长度 L 和电流所受磁场力 F 的关系，下边的说法中正确的选项是 ()A ．在 B＝0 的地方， F 必定等于零B．在 F ＝0 的地方， B 必定等于零C．若 B＝1 T，I ＝1 A ，L＝ 1 m，则 F 必定等于 1 ND．若 L ＝1 m， I＝ 1 A ，F ＝ 1 N ，则 B 必定等于 1 T分析：选 A应用公式 B＝F或 F＝ ILB 时要注意导线一定垂直于磁场方向搁置。
故 B 、ILC、 D 选项错。
应选A。
3.先后在磁场中A、B 两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。
以下图，图中a、b 两图线分别表示在磁场中A、 B 两点导线所受的力F 与经过导线的电流I 的关系。
以下说法中正确的选项是()A ． A、B 两点磁感觉强度相等B．A 点的磁感觉强度大于 B 点的磁感觉强度C．A 点的磁感觉强度小于 B 点的磁感觉强度D．没法比较磁感觉强度的大小分析：选B导线遇到的磁场力F＝ ILB ＝BL ·I，对于题图给出的 F -I 图线，直线的斜率k＝BL ，由图可知k a＞k b，又因 A、 B 两处导线的长度L 同样，故 A 点的磁感觉强度大于B 点的磁感觉强度， B 项正确。
4．以下说法正确的选项是()A．磁场中某点的磁感觉强度的大小和方向与放在该点的导体受力状况没关B．磁场看不见、摸不着，实质不存在，是人们设想出来的一种物质C．磁场中某点的磁感觉强度的方向就是放在该点的一段通电导体的受力方向D．磁场中某点的尝试电流元不受磁场力作用时，该点磁感觉强度的大小为零分析：选 A磁场中某点的磁感觉强度的大小只由磁场自己决定，与放在该点的导体受力状况没关，选项 A 正确；磁场固然看不见、摸不着，可是磁场是真切实质存在的一种物质，选项 B 错误；磁场中某点的磁感觉强度的方向与放在该点的一段通电导体的受力方向垂直，选项 C 错误；一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力，可能导体与磁场平行，因此磁感觉强度不必定为零，故 D 错误。
高二物理新人教版选修3-1学业分层测评：第3章 2 磁感应强度【含解析】
学业分层测评(二十一)(建议用时：45分钟)1．下列关于磁感应强度的说法中，正确的是( )A．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B．小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大D．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零【解析】某处磁感应强度的方向就是小磁针N极受磁场力的方向或是小磁针静止时N 极的指向，与小段通电导体放在该处受磁场力的方向不同，A错，B对．通电导线在磁场中的受力大小与磁感应强度大小和它相对于磁场方向的放置都有关系，C错．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，可能是由于该处磁感应强度为零，也可能是导线与磁场平行放置，D错．【答案】 B2．(多选)如图324所示，通电直导线在蹄形磁铁两极间，受到力F的作用发生偏转，以下说法正确的是( )图324A．这个力F是通过磁场产生的B．这个力F没有反作用力C．这个力F的反作用力作用在通电导线上D．这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上【解析】磁场力是磁场本身性质的体现，磁场是一种物质，磁体间或磁体与通电导体间的作用都是通过磁场完成的，但是磁场看不见、摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体，没有反作用力．这时我们需找出产生磁场的物体，它才是施力物体，力F的反作用力作用在施力物体上．【答案】AD3．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同．如图所示是导线所受的力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，在图象中各描出一个点．在下列四个选项中，正确的是( )【解析】根据公式F＝IBL得，B、L相同时，F∝I，故FI图线应过原点，故选C.【答案】 C4．在磁场中某一点，已经测出一段0.5 cm长的导线中通入0.01 A电流时，受到的磁场力为5.0×10－6 N，则下列说法正确的是( )A．该点磁感应强度大小一定是0.1 TB．该点磁感应强度大小一定不小于0.1 TC．该点磁感应强度大小一定不大于0.1 TD．该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向【解析】当电流元与磁场方向垂直时，F＝BIl，可得B＝FIl＝0.1 T，此为磁感应强度的最小值，故A、C错误，B正确；磁感应强度的方向与导线所受的磁场力方向垂直，D 错误．【答案】 B5．(多选)在空间某点A存在两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小可能为( )A．7 T B．1 TC．5 T D．0【解析】磁感应强度是矢量，合成时遵循平行四边形定则，所以合磁感应强度的范围为B2－B1≤B≤B2＋B1，分析可得选项A、B、C正确．【答案】ABC6．(多选)物理学中，通过引入检验电流了解磁场力的特性，对检验电流的要求是( ) A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F、导线长度L和通电电流I，应用公式B＝FIL，即可测得磁感应强度B B．检验电流不宜过大C．公式B＝FIL只能应用于匀强磁场D．只要满足长度L很短、电流很小、将其垂直放入磁场的条件，公式B＝FIL对任何磁场都适用【解析】检验电流的方向要垂直于磁场的方向放置，故A错误；用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体长度L应很短，电流应很小，垂直磁场方向放置，所以B选项正确；磁感应强度的定义式：B＝FIL适用于所有磁场，选项C错误，D正确．【答案】BD7．(多选)关于磁感应强度B和电场强度E的比较，下列说法正确的是( )A．磁感应强度B和电场强度E都是矢量B．磁感应强度B和电场强度E都是由场本身决定的C．磁感应强度B和电场强度E的方向是检验电流和检验电荷在场中受力的方向D．磁感应强度B和电场强度E都是用比值来定义的【解析】磁感应强度B和电场强度E都是矢量，磁感应强度B的方向是小磁针N极受力的方向，与检验电流元受力的方向垂直，所以A对C错，B和E都是比值定义法定义的物理量，它们都与检验电流元或检验电荷无关，都是由场本身决定的，所以B、D都正确，本题的答案为ABD.【答案】ABD8．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？【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＝B cos θ；B竖直＝B sin θ.(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)B cos θB sin θ(2)0 09．(多选)下列说法中正确的是( )A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D．把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱【解析】通电导体受磁场力与电荷受电场力不同，磁场力的大小与导体放置的方向有关，导体与磁场方向垂直时磁场力最大，导体与磁场方向平行时磁场力为零，只有当导体与磁场方向垂直时才有：B＝FIL，故A、C正确，B、D错误．【答案】AC10.(多选)如图325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( )图325A．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】当通电导线垂直于磁场方向放入磁场时，F＝BIL，故A、B、D正确．【答案】ABD11．如图326所示，ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5 A的电流时，质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动；当棒中电流增大到8 A时，棒能获得2 m/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．图326【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 ＝2 m ．当棒中的电流为I 1＝5 A 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BI 1L ＝μmg ①当金属棒中的电流为I 2＝8 A 时，棒做加速运动，加速度为a ，根据牛顿第二定律得：BI 2L －μmg ＝ma ②将①代入②得B ＝ma I 2－I 1 L ＝3.6×23×2T ＝1.2 T. 【答案】 1.2 T12．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为B 22μ，式中B 是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B ，一学生用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl .并测出拉力F ，如图327所示．因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，试由此求出磁感应强度B 与F 、A 之间的关系式．图327【解析】 用力F 把铁片P 拉开一段微小距离Δl 的过程，实际上就是力F 克服磁场力做功，把其他形式的能转化为磁场能的过程．用力F 将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl 的过程中，拉力F 所做的功W ＝F ·Δl .磁铁与铁片间距中的能量密度为B 22μ，故所储存磁场能量：E ＝B 22μ·A ·Δl ，据功能关系知W ＝E 由以上三式得B ＝2μF A . 【答案】 B ＝2μF A。
高中物理选修3-1课时作业1：3.2磁感应强度
学案2 磁感应强度题组一对磁感应强度方向的认识1．下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是() A．磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向B．磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致C．磁场中某点的磁感应强度的方向由试探电流元在此处的受力方向决定D．磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关[答案]AD[解析]小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，A 正确，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与此处是否有小磁针或通电导线无关，C错误，D正确．2．如图1所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小为()图1A．7 TB．1 TC．5 TD．大于3 T小于4 T[答案] C[解析]磁感应强度B是矢量，所以其合成适用平行四边形定则，B＝B21＋B22＝32＋42T＝5 T.题组二对磁感应强度公式B＝FIL的理解3．关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A．若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为FILB．由B＝FIL知，B与F成正比，与IL成反比C．由B＝FIL知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D．由F＝ILB知，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比[答案] D[解析]公式B＝FIL或F＝ILB成立的前提条件是电流与磁场方向垂直，故选项A错误；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关，故选项B、C错误；当B为定值时，与磁场方向垂直的一小段通电导体受到的磁场力F与IL成正比，选项D正确．4．一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置，如图所示，已知电流元的电流I、长度L和受力F，则可以用FIL表示磁感应强度B的是()[答案]AC[解析]当通电导线垂直于磁场方向时，可用FIL表示B.故选A、C.5．将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图象能正确反映各物理量间关系的是()[答案]BC[解析]由B＝FIL或F＝BIL知：匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误．B、L一定时，F与I成正比，故C正确，A错误．故选B、C.6．在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受到的力也不相同．下面的四幅图象表示的是导线所受到的力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，在图象中各描出一个点．其中正确的是()[答案] C[解析]两条相同的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B是确定的．根据磁感应强度的定义式B＝FIL，当L确定时，F∝I，则F－I图象应是一条过原点的直线，故C对．题组三磁感应强度大小的计算7．关于磁感应强度B、电流I、导线长L和导线所受磁场力F的关系，下列说法中正确的是() A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 ND．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T[答案] A[解析]公式B＝FIL或F＝BIL成立的前提是电流与磁场垂直，故只有A正确．8．有一段直导线长为1 cm，通有5 A的电流，把它置于磁场中的某点时，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B的值可能为()A．1 T B．0.5 T C．2 T D．2.5 T[答案]CD[解析]当I与B垂直时，由B＝FIL可解得B＝2 T，但题中未说明I与B垂直，故B的值也可能大于2 T．故选C、D.9．如图2所示，通电导线L垂直放于匀强磁场(各点的磁感应强度大小和方向均相同)中，导线长8 m，磁感应强度B的值为2 T，导线所受的力为32 N，求导线中电流的大小．图2 [答案] 2 A[解析]由F＝BIL得I＝FBL＝322×8A＝2 A.10．匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均相同的磁场)中长为2 cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4×10－3 N，问：(1)该处的磁感应强度B是多大？(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？(3)若导线长度不变，电流增大为5 A，则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？[答案](1)0.1 T(2)2×10－3 N0.1 T(3)0.01 N0.1 T[解析](1)根据磁感应强度的定义B＝FIL ＝4×10－32×2×10－2T＝0.1 T.(2)匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此B＝0.1 T.根据磁感应强度的定义B＝FIL可得，导线长度减小到1 cm，则它受到的磁场力F′＝BIL′＝0.1×2×1×10－2 N＝2×10－3 N.(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B＝0.1 T.根据磁感应强度的定义B＝FIL可得，电流增大为5 A，则它受到的磁场力F″＝BI′L＝0.1×5×2×10－2 N＝0.01 N.。
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题组一磁感应强度的方向
1.(多选)
如图所示,可自由转动的小磁针上方有一根长直导线,开始时二者在纸面内平行放置。
当导线中通以如图所示电流I时,发现小磁针的N极向里,S极向外,停留在与纸面垂直的位置上。
这一现象说明( )
A.小磁针感知到了电流的磁场
B.小磁针处磁场方向垂直纸面向里
C.小磁针处磁场方向垂直纸面向外
D.若把小磁针移走,该处就没有磁场了
解析:小磁针可以检验磁场的存在,当导线中通入电流时,在导线的周围就产生了磁场。
在小磁针位置处的磁场方向为N极的受力方向,即垂直纸面向里,故A、B正确,C错误;电流的磁场是客观存在的特殊物质,不会随小磁针的移走而消失,只要导线中有电流存在,磁场就会存在,故D 不正确。
答案:AB
2.有关磁感应强度B的方向,下列说法正确的是( )
A.B的方向就是小磁针N极所指的方向
B.B的方向与小磁针在磁场中N极的受力方向垂直
C.B的方向就是通电导体的受力方向
D.B的方向就是该处磁场的方向
解析:B的方向是任何情况下小磁针N极受力的方向,是小磁针静止时N 极的指向,是该处磁场的方向,也是磁感线在该处切线的方向。
答案:D
题组二对B=的理解
3.由磁感应强度定义式B=知,磁场中某处的磁感应强度的大小( )
A.随着通电导线中电流I的减小而增大
B.随着IL乘积的减小而增大
C.随着通电导线所受磁场力F的增大而增大
D.与F、I、L无关
解析:由磁感应强度B的定义式B=可知,B的大小可由F、I、L表示出来,但不是由它们决定的,而是由磁场本身决定的,所以D选项正确,A、B、C错误。
答案:D
4.(多选)一段通电直导线放在同一匀强磁场中的四个位置,如图所示,已知通电直导线的电流I、长度L和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是( )
解析:当通电直导线垂直于磁场方向时,可用表示B,故选项A、C是正确的。
答案:AC
5.关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.若长为L、通有电流I的导体在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为
B.由B=知,B与F成正比,与IL成反比
解析:当I与B垂直时,由B=可解得B=2 T,但题中未说明I与B垂直,故B的值也可能大于2 T。
故选C、D。
答案:CD
8.如图所示,通电导线L垂直放于磁场中,导线长8 m,磁感应强度B的值为2 T,导线所受的力为32 N,求导线中电流的大小。
解析:由F=BIL得I= A=2 A。
答案:2 A
(建议用时:30分钟)
1.磁感应强度的单位是特斯拉(T),与它等价的是( )
A. B.
C. D.
解析:当通电导线与磁场方向垂直时,由公式B=,知磁感应强度B的单位由F、I、L的单位决定。
在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称T,1 T=1 。
答案:A
2.现有一段长L=0.2 m、通有电流I=2.5 A的直导线,则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况,下列说法正确的是( )
A.如果B=2 T,则F一定为1 N
B.如果F=0,则B也一定为零
C.如果B=4 T,则F有可能为1 N
D.当F为最大值时,通电导线一定与B平行
解析:当导线与磁场方向垂直时,所受磁场力F最大,F=BIL,当导线与磁场方向平行时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度时,0<F<BIL,故选项A、D错误,C正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与力F无关,选项B错误。
故选C。
答案:C
3.
如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为( )
A.7 T
B.1 T
C.5 T
D.大于3 T小于4 T
解析:A点的磁感应强度为两个磁场的磁感应强度的矢量和,即B= T=5 T,选项C是正确的。
答案:C
4.(多选)关于磁感应强度方向和电场强度方向,下列说法正确的有( )
A.电场强度方向与电荷所受静电力方向相同
B.电场强度方向与正电荷所受静电力方向相同
C.磁感应强度方向与小磁针N极所受磁场力方向相同
D.磁感应强度方向与电流元所受磁场力方向相同
D.在该空间内引入通电导线,如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场
解析:如果把电荷引入电场中,一定会受到静电力作用,如果电荷没有受到电场力作用,一定是没有电场,A、B可行。
把通电导线引入磁场中时,只要电流方向不与磁场方向平行,就会受到磁场力作用,但是不受磁场力的原因有两个,一是没有磁场,二是虽有磁场,但是电流方向与磁场方向平行,C可行,D不可行。
答案:D
7.(多选)如图所示,通电直导线在蹄形磁铁两极间,受到力F的作用发生偏转,以下说法正确的是( )
A.这个力F是通过磁场产生的
B.这个力F没有反作用力
C.这个力F的反作用力作用在通电导线上
D.这个力F的反作用力作用于蹄形磁铁上
解析:磁场力是磁场本身性质的体现,磁场是一种物质,磁体间或磁体与通电导体间的作用都是通过磁场完成的,但是磁场看不见、摸不着并不意味着只有受力物体没有施力物体,没有反作用力。
这时我们需找出产生磁场的物体,它才是施力物体,力F的反作用力作用在施力物体上。
答案:AD
8.
先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直。
如图所示,图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。
下列说法中正确的是( )
A.A、B两点磁感应强度相等
B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D.无法比较磁感应强度的大小
解析:导线受到的磁场力F=BIL=BLI。
对于题图给出的F-I图线,直线的斜率k=BL,由题图可知ka>kb,又因A、B两处导线的长度L相同,故A 点的磁感应强度大于B点的磁感应强度,B项正确。
答案:B
9.磁场中放一与磁场方向垂直的导线,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10-2 N。
问:
(1)这个位置的磁感应强度是多大?
(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时,这一点的磁感应强度是多大?
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?
解析:(1)由磁感应强度的定义式得B==2 T。
(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度还是2 T。
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行。
答案:(1)2 T (2)2 T (3)见解析
10.
如图所示,竖直向下的磁场中,用两条竖直线悬吊一水平通电直导线,导线长为l,质量为m,通入电流I后,悬线偏离竖直方向θ且保持静止,已知导线受到的磁场力方向水平,求导线处的磁场的磁感应强度大小。
解析:
导线的受力情况分析如图所示,由平衡条件知,F=mgtan θ。
根据磁感应强度的定义式得
B=。
答案:。