2020学年高中物理 专题第2节 磁感应强度 10页

第2节 磁感应强度 ‎ 一、磁感应强度的方向 物理学中把小磁针在磁场中静止时 所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。‎ 二、磁感应强度的大小 ‎1．电流元：在物理学中，把很 一段通电导线中的电流I与导线长度L的 叫做电流元。‎ ‎2．磁感应强度的定义：将一个电流元垂直放入磁场中的某点，电流元受到的 跟该 的比值叫做该点的磁感应强度。‎ ‎3．定义式：。‎ ‎4．磁感应强度的单位：在国际单位制中的单位是 简称特，符号为 。由力F、电流I和长度L的单位决定，1 T=1，长度为 的导线通入 的电流，垂直放在磁场中，若受到的力为 ，该磁场的磁感应强度就是1 T。‎ N极 短 乘积IL 力 乘积 特斯拉 T ‎1 m ‎1 A 1 N ‎ ‎ 磁感应强度B 电场强度E 物理意义 描述磁场的性质 描述电场的性质 定义式 共同点 都是用比值的形式定义 特点 ‎，通电导线与B垂直，B与F、I、L无关 ‎，E与F、q无关 方向 共同点 矢量 不同点 小磁针N极的受力方向 放入该点正电荷的受力方向 场的叠加 共同点 都遵从矢量合成法则 不同点 合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和 ‎ 合电场强度等于各个电场的电场强度E的矢量和 单位 ‎1 T=1 N/（A·m）‎ ‎1 V/m=1 N/C ‎【例题】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安培力的作用，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电场的强度 D．把一小段通电导线放在磁场中的某处，所受到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度 参考答案：AC ‎1．（2020·河南省天一大联考高二阶段性测试）关于磁感线，下列说法正确的是 A．磁感应强度较大的地方磁感线一定较疏 B．沿磁感线方向，磁感应强度一定越来越小 C．磁感线上任意点的切线方向就是该点的磁场方向 D．磁感线一定是带电粒子在磁场中运动的轨迹 ‎2．（2020·浙江省杭州市高考命题预测卷）下列选项中用比值法来定义物理量的是 A． B． C． D．‎ ‎3．下列关于磁感应强度的方向的说法中，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．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向 D．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 ‎4．（2020·全国普通高等学校高三招生统一考试模拟）如图所示，A、B、C是正三角形的三个顶点，O是AB的中点，两根互相平行的通电长直导线垂直纸面固定在A、B两处，导线中通入的电流大小相等、方向相反。已知通电长直导线产生磁场的磁感应强度，I为通电长直导线的电流大小，r为距通电长直导线的垂直距离，k为常量，O点处的磁感应强度大小为B0，则C点处的磁感应强度大小为 A． B． C． D．‎ ‎5．磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉（符号：T），下列单位中与磁感应强度单位一致的是 A． B．‎ C． D．‎ ‎6．（2020·宁夏银川市第二中学高三全国统一考试仿真模拟）‎ 已知导线中的电流在周围空间产生磁场的磁感应强度大小为，k为常量，r为到导线的距离。如图所示，两个半径相同、材料不同的半圆环并联接在电路中，电路中的总电流为I，流过ABD半圆环的电流为，流过ACD半圆环的电流为，在圆环圆心O处电流产生磁场的磁感应强度为B0。若将ABD半圆环截去，电路中的总电流保持不变，则此时O点处的磁感应强度大小为 A．3B0 B．2B‎0 ‎C．B0 D．‎ ‎7．把小磁针N极向东置于地磁场中，放手后小磁针将（从上向下看）‎ A．顺时针转 B．逆时针转 C．不动 D．无法判定 ‎8．（2020·湖北省黄冈中学高三第三次模拟）如图所示，AC是四分之一圆弧，O为圆心，D为弧AC中点，A、D、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，A、C两处电流垂直纸面向里，D处电流垂直纸面向外，整个空间再加一个大小为的匀强磁场，O处的磁感应强度刚好为零，如果将D处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为 A． B． C．2B D．0‎ ‎9．下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法，正确的是 A．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同 B．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同 C．磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同 ‎10．如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 A．a、b两点磁感应强度相同 B．b点磁感应强度最大 C．a点磁感应强度最大 D．c，d两点磁感应强度相同 ‎11．（2020·山东名校教科研协作体、湖北部分重点中学高二联考）如图所示，当条形磁铁静止在固定闭合导体圆环圆心0的正上方某处时，0点的磁感应强度的大小为B0，当磁铁从下方穿过圆环向上运动到该处时，0点的磁感应强度的大小为B，则圆环中感应电流在0点产生的磁场的磁感应强度大小是 A．B0 B．B+B‎0 ‎C．B–B0 D．B0–B ‎12．（2020·河南省郑州市高三第三次质量预测）1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为x0，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知I1>I2。规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0~x0区间内磁感强度B随x变化的图线可能是图中的 A． B．‎ C． D．‎ ‎13．磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是‎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，是否肯定这里没有磁场。‎ ‎1．C【解析】根据磁场的性质可知，磁感线越密集，磁感应强度越大，故AB错误；磁感应上任何一点的切线方向，就是该点的磁场方向，故C正确；带电粒子在磁场中并不一定沿磁感应运动，可能垂直磁感线做匀速圆周运动，故D错误。‎ ‎【点睛】明确磁感线的性质，知道磁感线的疏密表示磁场的强弱，而各点的切线方向表示磁场的方向。‎ ‎3．B【解析】某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向垂直，故A错误；小磁针N极受磁力的方向就是该处磁感应强度的方向，故B正确；垂直于磁场放置的通电导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故C错误；磁感线的疏密表示磁场强弱，沿磁感线方向，磁场不一定减弱，比如匀强磁场沿磁感线方向，磁场强弱不变，故D错误。‎ ‎4．C【解析】设A、B处的电流在O点产生的磁感应强度大小为B1，方向如图所示，有，即，由及可知，A、B处的电流在C点产生的磁感应强度大小为，方向如图所示，由平行四边形定则及顶角C为120°可知合磁感应强度大小为，C正确。‎ ‎5．AD【解析】根据磁感应强度的定义式：，由此可得：1 T=1 N/(A·m)‎ ‎，故A正确，B错误；根据磁感应强度的定义式：，由安培力的单位是N，而电流的单位是A，根据，所以：‎1 A=‎1 C/s，长度的单位为：m，则单位的换算可得1 T=N/(A·m)=1 N/(C·ms-1)，故C错误；由公式：，可得1 V=1 Wb/s，又根据：，可得：1 Wb=1 T·m2，联立可得：，故D正确。‎ ‎6．A【解析】ABD半圆环的电流和ACD半圆环的电流产生的磁场在O点处的磁场的磁感应强度方向相反，根据磁场叠加可知，半圆环中电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小为B，那么ACD半圆环的电流为，在O点产生磁场的磁感应强度大小为2B，则2B–B=B0，即B=B0；若将ABD半圆环截去，电路中的总电流保持I不变，则此时O点处的磁感应强度大小为3B=3B0，故A正确，BCD错误。‎ ‎【名师点睛】考查右手螺旋定则的内容，掌握矢量的合成法则应用，注意各自在O点处磁感应强度大小计算是解题的关键。‎ ‎7．A【解析】地球表面磁感应强度的方向由南向北，故小磁针应顺时针转。故A正确。‎ ‎8．B【解析】设A、D、C处的电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小均为B0，则对O点的磁场：，即B=(–1)B0，B的方向沿左上方450的方向；如果将D处电流反向，则O处磁场的大小：，故选B。‎ ‎ ‎ 图甲 图乙 ‎11．C【解析】由于磁铁正在远离线圈，所以感应电流在O处产生的磁场方向与原磁场方向相同，有，变形后有感应电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小为，C正确。‎ ‎12．A【解析】根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，因I1>I2，则在两根导线中间位置偏向I2一侧的磁场为零。靠近左侧导线的位置磁场向里；靠近右侧的位置的磁场方向向外；由于规定B的正方向为垂直纸面向里，所以在0–x0区间内磁感应强度B随x变化的图线应为A图，选项A正确，BCD错误。‎ ‎【名师点睛】由于电流大小不相等，方向相同，所以磁场刚好为零的位置不在两根导线连线的中点，在磁场为零的两侧，靠近哪条导线的磁场方向就由哪条导线决定。‎ ‎13．（1）2 T （2）2 T （3）不一定，理由见解析 ‎【解析】磁场的强弱是由磁场本身决定的，F、I和L发生的变化有一定规律，即满足定义式， ‎