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，实际不存在 B. 磁体和电流周围都存在磁场 C. 磁场对放入其中的电荷一定有力的作用 D. 磁场的方向总是从S极指向N极 2. 关于磁感应强度的定义，下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度B与通电导线受到的安培力F成正比 B. 磁感应强度B与通电导线的电流I成反比 C. 磁感应强度B是描述磁场力的性质的物理量，与通电导线无关 D. 磁感应强度的单位是焦耳（J） 3. 建筑施工中使用的起重电磁铁，其周围存在磁场，若一根长度L=0.2m、电流I=5A的通电导线垂直放入该磁场中，受到的安培力F安=1N，则该点的磁感应强度B为（ ） A. 1T B. 0.1T C. 10T D. 0.01T 4. 磁感应强度的定义式为B=F安/(IL)，下列关于该公式的说法正确的是（ ） A. 适用于所有磁场 B. 仅适用于匀强磁场 C. 公式中导线必须与磁场方向平行 D. 磁感应强度的方向与安培力方向相同 5. 关于磁感线的特性，下列说法错误的是（ ） A. 磁感线起始于N极，终止于S极 B. 磁感线的切线方向表示该点的磁感应强度方向 C. 磁感线越密集的地方，磁感应强度越大 D. 磁感线是闭合曲线 6. 下列关于匀强磁场的说法，正确的是（ ） A. 匀强磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同 B. 条形磁体周围的磁场是匀强磁场 C. 匀强磁场的磁感线是曲线 D. 通电螺线管内部的磁场不是匀强磁场 7. 一根通电导线垂直放入磁场中，受到的安培力方向垂直于导线和磁场方向，这一规律称为（ ） A. 左手定则 B. 右手定则 C. 安培定则 D. 楞次定律 8. 机械加工中，某匀强磁场的磁感应强度B=2T，一根长度L=0.3m的通电导线垂直放入磁场中，电流I=4A，则导线受到的安培力F安为（ ） A. 2.4N B. 0.6N C. 1.2N D. 4.8N 9. 关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度的方向是小磁针N极静止时的指向 B. 磁感应强度的方向是小磁针S极静止时的指向 C. 磁感应强度的方向与安培力方向相同 D. 磁感应强度的方向由通电导线的电流方向决定 10. 两个条形磁体的N极相对放置，在它们之间的连线上有一点P，下列关于P点磁感应强度的说法正确的是（ ） A. 磁感应强度方向由左侧磁体指向右侧磁体 B. 磁感应强度方向由右侧磁体指向左侧磁体 C. 磁感应强度是两个磁体在P点产生的磁感应强度的矢量和 D. 磁感应强度为零 11. 建筑施工中，为增强起重电磁铁的磁场强度，下列措施可行的是（ ） A. 减小线圈中的电流 B. 增加线圈的匝数 C. 增大线圈的横截面积 D. 减小线圈的长度 12. 下列关于磁场和磁感应强度的说法，正确的是（ ） A. 磁感应强度越大，磁场对通电导线的安培力一定越大 B. 磁场对通电导线的安培力越大，磁感应强度一定越大 C. 磁感应强度为零的地方，安培力一定为零 D. 安培力为零的地方，磁感应强度一定为零 二、填空题（本题共6小题，共24分） 13. 磁体和__________的周围存在着磁场，磁场是客观存在的物质；磁感应强度是描述磁场__________性质的物理量，其符号为__________。 14. 磁感应强度的定义式为__________，其中F安表示通电导线受到的__________，I表示导线中的__________，L表示导线在磁场中的__________，该公式适用于导线与磁场方向__________的情况。 15. 磁感应强度的单位是__________（T），简称特；1T=1__________（N/(A·m)）。 16. 磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，其__________方向表示磁感应强度的方向，磁感线的__________反映磁感应强度的大小，即磁感线越密，磁感应强度越__________。 17. 匀强磁场的特点是磁场中各点的磁感应强度__________和__________都相同，其磁感线是__________的平行直线；通电螺线管内部的磁场可近似为__________磁场。 18. 建筑起重电磁铁的线圈通电后，周围产生磁场，若一根长度L=0.1m、电流I=10A的通电导线垂直放入磁场中，受到的安培力F安=0.5N，则该点的磁感应强度B=__________T；若将导线与磁场方向平行放置，受到的安培力F安'=__________N。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业场景，画出“通电螺线管（建筑起重电磁铁核心部件）的磁感线分布示意图”（标注螺线管的电流方向、N极、S极、磁感线方向、磁感应强度较大的区域），并简述磁感线的物理意义；说明起重电磁铁为什么能通过控制电流来实现对钢铁构件的吸放。 20. 机械部件中，一根通电导线在匀强磁场中受到的安培力F安=BIL，分析当导线与磁场方向的夹角从0°增大到90°时，安培力的变化规律；结合磁感应强度的定义式B=F安/(IL)，说明为什么磁感应强度与通电导线的电流和长度无关；简述在建筑施工中，如何避免强磁场对精密测量仪器的干扰。 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. 建筑施工中使用的通电螺线管磁场，已知某点的磁感应强度B=1.5T，回答下列问题： （1）若将一根长度L=0.2m、电流I=6A的通电导线垂直放入该点，求导线受到的安培力大小和方向（用左手定则判断方向描述）； （2）若将该导线与磁场方向成30°角放置，其他条件不变，求此时受到的安培力大小； （3）若将导线中的电流增大为原来的2倍，垂直放入磁场中，安培力会发生怎样的变化？请说明理由。 22. 结合磁场和磁感应强度的知识及机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）机械加工中，某匀强磁场的磁感应强度B=3T，一根长度L=0.4m的通电导线垂直放入磁场中，受到的安培力F安=2.4N，求导线中的电流大小；若导线与磁场方向成60°角，安培力变为多大（提示：F安=BILsinθ）； （2）建筑起重电磁铁的线圈通电后，在某点产生的磁感应强度B=2T，一根长度L=0.3m、电流I=5A的通电导线垂直放入该磁场中，求导线受到的安培力大小；若要使安培力增大到3N，在不改变导线长度和磁场的情况下，电流应调整为多大； （3）一个通电螺线管内部的磁场为匀强磁场，磁感应强度B=1T，一根长度L=0.5m的导线垂直放入磁场中，电流I=2A，求导线受到的安培力大小；若导线两端的电压U=4V，求导线的电阻R（提示：欧姆定律I=U/R）； （4）建筑施工中，为什么靠近高压输电线的区域不宜使用磁性测量仪器（如磁罗盘）？结合磁场的叠加原理和磁感应强度的特性，分析原因。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. B 2. C 3. A 4. B 5. A 6. A 7. A 8. A 9. A 10. C 11. B 12. C 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 电流；力；B 14. B=F安/(IL)；安培力；电流；有效长度；垂直 15. 特斯拉；牛/(安·米) 16. 切线；疏密程度；大 17. 大小；方向；平行等距；匀强 18. 0.5；0 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 通电螺线管磁感线分布示意图描述：画一个圆柱形螺线管，标注线圈上的电流方向（前端从下向上，后端从上向下）；用安培定则判断螺线管的左端为N极、右端为S极（标注“N”“S”）；磁感线从N极出发，绕螺线管外部回到S极，内部从S极指向N极，形成闭合曲线；螺线管内部标注“磁感应强度大”，外部标注“磁感应强度小”；磁感线方向用箭头标注，外部从N到S，内部从S到N。 磁感线的物理意义：①磁感线的切线方向表示该点的磁感应强度方向；②磁感线的疏密程度反映磁感应强度的大小，磁感线越密，磁感应强度越大；③磁感线是闭合曲线，直观呈现磁场的分布形态，方便分析磁场的空间特性。 起重电磁铁吸放原理：起重电磁铁的核心是通电螺线管，通电时线圈产生强磁场，磁场对钢铁构件产生吸引力，实现“吸”；切断电流后，线圈磁场消失，吸引力消失，钢铁构件在重力作用下脱落，实现“放”；通过控制电流的通断和大小，可精准控制磁场的有无和强弱，从而实现对钢铁构件的吸放操作，满足建筑施工中吊装、搬运的需求。 20. 安培力变化规律：当导线与磁场方向夹角θ从0°增大到90°时，安培力F安=BILsinθ逐渐增大；θ=0°时，导线与磁场平行，sin0°=0，安培力为零；θ=90°时，导线与磁场垂直，sin90°=1，安培力达到最大值BIL。 磁感应强度与导线无关的原因：磁感应强度是磁场本身的性质，由场源（如磁体、电流）的分布决定；定义式B=F安/(IL)是比值定义法，F安与IL成正比，其比值B始终为定值，与通电导线的电流I、长度L无关，仅反映磁场的强弱。 精密仪器磁场干扰防护措施：①将精密测量仪器远离强磁场源（如起重电磁铁、高压输电线），避免磁场叠加影响仪器内部磁性元件；②给仪器配备磁性屏蔽罩，利用高导磁材料阻挡外部磁场穿透；③施工前对测量区域进行磁场强度检测，若磁场超标，调整施工顺序或采用非磁性测量工具替代。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）安培力大小F安=BIL=1.5T×6A×0.2m=1.8N；方向：用左手定则判断，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力方向（假设磁场方向水平向右，电流方向垂直纸面向外，则安培力方向竖直向上）。 （2）导线与磁场成30°角时，F安'=BILsin30°=1.5T×6A×0.2m×0.5=0.9N。 （3）安培力增大为原来的2倍；理由：安培力F安=BIL，磁感应强度B和导线长度L不变，电流I增大为原来的2倍，安培力与电流成正比，故安培力变为原来的2倍。 答：（1）1.8N，方向竖直向上（具体方向需结合磁场和电流方向，合理即可）；（2）0.9N；（3）增大为原来的2倍，理由见解析。 22. （1）由F安=BIL得，电流I=F安/(BL)=2.4N/(3T×0.4m)=2A；导线与磁场成60°角时，F安'=BILsin60°=3T×2A×0.4m×(√3/2)≈1.04N。 （2）安培力F安=BIL=2T×5A×0.3m=3N；要使F安'=3N，电流I'=F安'/(BL)=3N/(2T×0.3m)=5A（原电流已满足，若需增大安培力，可进一步增大电流）。 （3）安培力F安=BIL=1T×2A×0.5m=1N；由欧姆定律得，电阻R=U/I=4V/2A=2Ω。 （4）原因分析：高压输电线通电时会产生较强的电流，周围形成稳定的磁场；磁性测量仪器（如磁罗盘）的工作依赖地磁场的作用，地磁场的磁感应强度较弱；根据磁场叠加原理，高压输电线周围的磁场会与地磁场叠加，导致测量区域的合磁感应强度大小和方向发生改变；磁罗盘等仪器会根据合磁场的方向进行指向，从而产生测量误差，甚至无法正常工作，因此靠近高压输电线的区域不宜使用磁性测量仪器。 答：（1）电流2A，安培力≈1.04N；（2）安培力3N，电流5A；（3）安培力1N，电阻2Ω；（4）原因见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $