（新课标）高中物理第三章磁场课时作业21（含解析）新人教版
选修31
课时作业(二十一)
一、选择题(1～8为单选，9～12为多选)
1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是( )
A.
N
A·m
B.
N·A
m
C.N·A
m2
D.
N
A·m2
解析当导线与磁场方向垂直时，由公式B＝F
IL
，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 N
A·m
. 答案 A
设置目的考查单位制
2．下列说法中正确的是( )
A．由B＝F
IL
可知，B与F成正比，与IL成反比
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．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，该处就有磁感应强度；把一小段通电导线拿走，该处就没有磁感应强度
解析磁感应强度是磁场本身的性质，与F、I、L无关，与是否存在通电导线无关，所以A、B、D三项错误，C项正确．
答案 C
设置目的考查对磁感应强度定义式的理解
3．关于磁感应强度为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 N
D．若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
解析由F＝ILB，当B＝0时，F一定为零．但是用B＝F
IL
判断B时，B一定要和通电导线垂直，没有垂直这个条件，是无法判断的．故只有A项正确．
答案 A
设置目的考查对安培力计算式的理解
4．测某磁场的磁感应强度时，若电流与磁场不垂直，则测出的值应( )
A．偏大B．偏小
C．不变D．无法确定
解析本题考查公式B＝F
IL
，其中L应为导体垂直放入磁场的长度，若不垂直，则测得的力F
偏小，而I、L不变，所以B偏小．
答案 B
设置目的考查磁感应强度定义式中三个量方向关系
5．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上．现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为( )
A．零B．10 T，方向竖直向上
C．0.1 T，方向竖直向下D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向
解析导体受到的是最大磁场力F＝1.0 N，可判知导体与磁场方向垂直，由B＝F
IL
解得B＝10
T．由于磁场力的方向是竖直向上的，故可判定磁场的方向一定不会竖直向上，因为二者是互相垂直的关系，方向可有多种情况．撤走导线后，P处的磁感应强度不变，仍为10 T．故正确答案为D项．
答案 D
设置目的考查安培力的计算
6．物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是( )
①将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F，导线长度L，通电电流I，应用公式B＝F
IL ，
即可测得磁感应强度B ②检验电流不宜太大
③利用检验电流，运用公式B＝F
IL
，只能应用于匀强磁场
④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＝F
IL
对任何磁场都适用A．①②B．②③
C．①③D．②④
解析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，B＝
F
IL
适用于所有磁场，②、④正确，①、
③错误，故选D项．
答案 D
设置目的考查对磁感应强度定义式理解
7．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
IL
B．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
IL
C．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
解析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，A、B两项中的力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F
IL
；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．故B项正确．
答案 B
设置目的考查磁感应强度定义式
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.对于题图给出的FI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．
答案 B
设置目的考查磁感应强度定义式与图象
9．一根长为0.2 m通电导线，导线中的电流为2 A，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是( )
A．0.4 N B．0.2 N
C ．0.1 N
D ．0
解析 通电导线在磁场中的受力情况与导线放置方向有关，当I⊥B 时，磁场力最大，F ＝BIL ＝0.2 N ；当I∥B 时，磁场力为0，所以题述条件下导线所受磁场力可能为0～0.2 N 之间的任一值．所以正确答案为B 、C 、D 三项． 答案 BCD
设置目的 考查电流方向与磁场方向对安培力影响
10.如图所示，直导线处于足够大的磁场中，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安培力，可采取的办法是( ) A ．增大电流I B ．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
解析 由安培力F ＝BIL 可知，A 、B 两项正确．又因为在电流垂直磁场时，磁场力最大，故D 项正确，C 项错误． 答案 ABD
设置目的 考查影响安培力大小的因素
11．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 极所指方向
B ．B 的方向与小磁针在任何情况下N 极受力方向一致
C ．B 的方向就是通电导线的受力方向
D ．B 的方向就是该处磁场的方向
解析 磁感应强度的方向和小磁针在任何情况下N 极受力方向一致，和静止时N 极所指方向相同，和磁场方向相同，和通电导线受力方向垂直． 答案 BD
设置目的 考查磁场方向的定义
12．(多选)磁感应强度，与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法( ) A ．加速度 B ．电场强度 C ．电容
D ．电阻
解析 A 项，磁感应强度B ＝
F IL 是比值定义法，a ＝F
m
是加速度的决定式．a 随F 、m 的变化而变化．故A 项错误；B 项，电场强度E 不随F 、q 的变化而变化，E ＝F
q 利用的是比值定义法．故
B 项正确；
C 项，电容C 与Q 、U 无
关，C ＝Q U 利用的是比值定义法．故C 项正确；D 项，电阻R 不随U 、I 的变化而变化，R ＝U
I
利
用的是比值定义法．故D 项正确．故选B 、C 、D 三项． 答案 BCD
点评 解决本题的关键理解比值定义法，比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变． 二、非选择题
13．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少？
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 ＝F
IL 可得F ＝BIL ，代入数据解得F ＝0.2 N.
答案 0.2 N
设置目的 考查公式F ＝BIL
14.金属滑杆ab 连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd 、ef 上，如图所示，垂直cd 与ef 有匀强磁场，磁场方向如图所示，合上开关S ，弹簧伸长2 cm ，测得电路中电流为5 A ，已知弹簧的劲度系数为20 N/m ，ab 的长为L ＝0.1 m ．求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？ 解析 弹簧拉力F 弹＝kΔx，金属杆所受磁场力：F ＝BIL. 由平衡条件知：F ＝F 弹，即ILB ＝kΔx，故B ＝k·Δx IL ＝0.8 T.
答案 0.8 T
设置目的 考查安培力作用下物体的平衡。