6.3 磁场 磁感应强度 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

主题六 电与磁及其应用 第三节 磁场 磁感应强度同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于磁场的说法，正确的是（ ） A. 磁场是假想的物质，实际并不存在 B. 磁体和通电导体的周围一定存在磁场 C. 只有磁体的周围才会产生磁场 D. 建筑中的钢筋混凝土不会产生磁场，也不受磁场作用 2. 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其符号和单位分别是（ ） A. E，牛顿每库仑（N/C） B. B，特斯拉（T） C. U，伏特（V） D. F，牛顿（N） 3. 关于磁感应强度的定义式B=F/(IL)，下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度B与通电导体受到的安培力F成正比 B. 磁感应强度B与通电导体的电流I成反比 C. 磁感应强度B的大小与F、I、L无关，由磁场本身决定 D. 该公式仅适用于非匀强磁场 4. 建筑施工中使用的电磁起重机，其工作原理是利用了通电导体在磁场中受到（ ） A. 电场力 B. 安培力 C. 万有引力 D. 洛伦兹力 5. 下列关于磁场线的说法，错误的是（ ） A. 磁场线是为了形象描述磁场而假想的曲线 B. 磁场线的疏密表示磁场的强弱 C. 磁场线的切线方向表示该点的磁感应强度方向 D. 磁场线是真实存在的，可通过铁屑实验直接观察 6. 通电螺线管的磁场中，磁感应强度最大的位置是（ ） A. 螺线管内部 B. 螺线管两端外部 C. 螺线管中部外部 D. 螺线管两端与内部一样大 7. 匀强磁场的特点是（ ） A. 磁感应强度的大小处处相等，方向任意 B. 磁场线为均匀分布的平行直线 C. 仅存在于两个异名磁极之间 D. 建筑避雷针周围的磁场属于匀强磁场 8. 一根长度为0.5m的通电直导线，通入的电流为2A，垂直放入磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，该导线受到的安培力大小为（ ） A. 0.4N B. 0.8N C. 1.0N D. 2.0N 9. 关于安培力的方向，下列说法正确的是（ ） A. 安培力的方向与电流方向相同 B. 安培力的方向与磁感应强度方向相同 C. 安培力的方向垂直于电流方向和磁感应强度方向所决定的平面 D. 安培力的方向始终垂直于磁场线，与电流方向无关 10. 建筑电气安装中，通电导线平行放置时，若通入同向电流，导线间的相互作用是（ ） A. 相互吸引 B. 相互排斥 C. 无相互作用 D. 无法确定 11. 下列场景中，存在匀强磁场的是（ ） A. 通电螺线管的内部（边缘除外） B. 条形磁体的周围 C. 单个点电荷的周围 D. 通电直导线的周围 12. 一根通电直导线在磁场中受到的安培力为零，可能的原因是（ ） A. 磁场的磁感应强度为零 B. 导线中的电流为零 C. 电流方向与磁感应强度方向平行 D. 以上情况都可能 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共24分） 13. 磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间的相互作用是通过__________发生的，磁场的基本性质是对放入其中的__________和__________有力的作用。 14. 磁感应强度的定义式为__________，其中F表示通电导体受到的__________，I表示导体中的__________，L表示导体在磁场中的__________（需与磁场方向垂直）。 15. 磁场线的疏密反映磁场的__________，磁场线越密的地方，磁感应强度越__________；磁场线越疏的地方，磁感应强度越__________；磁体外部的磁场线从__________极出发，回到__________极。 16. 匀强磁场中，磁感应强度的大小和方向__________，其磁场线是一组__________的平行直线；建筑中电磁起重机的铁芯内部磁场可近似看作匀强磁场。 17. 通电导体在磁场中受到的安培力大小的计算公式为__________（电流方向与磁场方向垂直时），若电流方向与磁场方向成θ角，则安培力大小为__________；安培力的方向可通过__________定则判断（左手定则）。 18. 建筑施工中的电磁起重机，工作时将__________能转化为机械能，利用安培力实现重物的提升；其核心部件是通电螺线管，通入电流后产生强磁场，对铁磁性材料产生吸引力，该吸引力本质是磁场对__________的作用力。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业知识，分别画出条形磁体、通电螺线管（标注电流方向）的磁场线示意图，并简要说明磁场线的共同特点；简述左手定则的内容及在判断安培力方向中的应用。 20. 建筑施工现场的大型机械（如塔吊）常采用电磁制动系统，结合磁场和安培力的知识，解释电磁制动的工作原理；说明该系统在机械停止过程中的能量转化情况。 四、综合应用题（本题共2小题，第21题10分，第22题14分，共24分） 21. 匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T，方向垂直纸面向外，一根长度L=0.4m的通电直导线垂直放入磁场中，导线中的电流I=3A，回答下列问题： （1）求导线受到的安培力大小； （2）若电流方向水平向右，根据左手定则判断安培力的方向； （3）若将导线与磁场方向成30°角放置，其他条件不变，求此时导线受到的安培力大小。 22. 结合磁场、磁感应强度的知识和机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）某电磁起重机的铁芯内部为匀强磁场，磁感应强度B=1.2T，一根长度为1.5m的通电导线垂直放入磁场中，受到的安培力F=900N，求导线中的电流大小； （2）建筑防雷系统中，避雷针被雷电击中时会产生强电流，其周围产生的磁场对附近通电导线产生安培力，若一根长度为0.8m的导线通入电流5A，处于磁感应强度为0.01T的磁场中，电流方向与磁场方向垂直，求导线受到的安培力大小； （3）机械加工中，电磁吸盘利用磁场吸附铁磁性工件，若电磁吸盘的磁场为匀强磁场，磁感应强度B=0.8T，吸附的工件可看作长度为0.3m的通电导体（等效电流），受到的安培力为24N，求等效电流的大小； （4）建筑中的电动机是将电能转化为机械能的核心设备，结合安培力的知识，解释电动机的工作原理；说明为什么电动机工作时需要安装换向器。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. B 2. B 3. C 4. B 5. D 6. A 7. B 8. A 9. C 10. A 11. A 12. D 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 磁场；磁体；通电导体 14. B=F/(IL)；安培力；电流；有效长度 15. 强弱；大；小；N（北）；S（南） 16. 处处相同；均匀分布 17. F=BIL；F=BILsinθ；左手 18. 电；铁磁性材料（或通电导体） 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 磁场线示意图描述： ①条形磁体：磁场线从N极出发，呈弧线分布，回到S极，外部磁场线稀疏，两极附近密集； ②通电螺线管（电流从左端流入、右端流出）：磁场线从右端（N极）出发，回到左端（S极），内部磁场线为平行直线，方向从S极指向N极，内部磁场线比外部密集。 磁场线共同特点：①磁场线是假想曲线，实际不存在；②磁场线不相交、不闭合（磁体外部从N极到S极，内部从S极到N极，形成闭合曲线）；③磁场线的疏密表示磁场强弱，切线方向表示磁感应强度方向。 左手定则内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁场线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。 应用：判断通电导体在磁场中受到的安培力方向时，严格按照左手定则的操作规范，结合磁场线方向和电流方向，即可确定安培力的具体方向。 20. 电磁制动工作原理：电磁制动系统中，机械的转动部分（如塔吊的转轴）与导体盘相连，当需要制动时，给电磁铁通入电流，产生强磁场，使导体盘处于磁场中；导体盘随转轴转动时，切割磁场线（等效为闭合电路的部分导体在磁场中运动），产生感应电流，感应电流在磁场中受到安培力的作用，安培力的方向与导体盘的转动方向相反，对转动部分产生阻碍作用，从而实现制动。 能量转化情况：机械转动的动能先转化为导体盘的电能（感应电流的能量），再通过电流的热效应转化为内能，最终通过散热散发到空气中，实现动能的消耗，使机械逐渐停止。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）安培力大小F=BIL=0.5T×3A×0.4m=0.6N （2）安培力方向：根据左手定则，磁场线垂直纸面向外（从掌心进入），四指指向电流方向（水平向右），拇指指向竖直向上，故安培力方向竖直向上。 （3）导线与磁场方向成30°角时，安培力大小F=BILsinθ=0.5T×3A×0.4m×sin30°=0.5×3×0.4×0.5=0.3N 答：（1）0.6N；（2）竖直向上；（3）0.3N。 22. （1）由F=BIL，得电流I=F/(BL)=900N/(1.2T×1.5m)=900/(1.8)=500A （2）安培力大小F=BIL=0.01T×5A×0.8m=0.04N （3）由F=BIL，得等效电流I=F/(BL)=24N/(0.8T×0.3m)=24/(0.24)=100A （4）电动机工作原理：电动机的定子产生匀强磁场，转子为通电线圈，通电线圈在磁场中受到安培力的作用，根据左手定则，线圈两侧的导体受到方向相反的安培力，形成力矩，使线圈绕转轴转动，将电能转化为机械能。 换向器的作用：线圈在磁场中转动一周，电流方向需要改变一次，否则线圈转过平衡位置后，安培力的方向会阻碍线圈继续转动；换向器能在线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使安培力始终为线圈的转动提供动力，保证线圈持续匀速转动。 答：（1）500A；（2）0.04N；（3）100A；（4）工作原理见解析，换向器作用见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $