13.2磁感应强度磁通量 同步练习 —2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022人教版（2019）高二物理必修三
13.2磁感应强度磁通量
一、单选题
1．如图所示、两条绝缘导体棒相互垂直固定，电流按图示方向通入两导体棒。a、b、c、d四点到两导体棒距离都为L，磁感应强度分别为Ba、Bb、Bc、Bd。以下说法正确的是（　　）
A．Ba与Bb相同
B．Ba与Bc相同
C．Bb与Bc相同
D．Bb与Bd相同
2．两直导线通有大小相等、方向相反的电流，现垂直于纸面分别置于A、B两点，O点为A、B连线中点，如图所示，两导线分别在O点处所产生的磁感应强度的大小均为B。则O点的磁感应强度大小为（　　）
A．0
B．B
C．2B
D．无法确定
3．关于磁通量的说法，正确的是（　　）
A．在磁场中穿过某一面积的磁感线条数，就叫穿过这个面积的磁通量
B．在磁场中只有垂直穿过某一面积的磁感线条数，才叫穿过这个面积的磁通量
C．在磁场中某一面积与该磁感应强度的乘积，就叫穿过这个面积的磁通量
D．在磁场中只有垂直穿过某一单位面积的磁感线条数，才叫穿过这个面积的磁通量
4．a、b为垂直于纸面的通电平行长直导线，已知两导线在P点产生的磁场方向如图所示，则关于a、b两导线中的电流方向判断正确的是（　　）
A．a、b中电流都垂直纸面向外
B．a、b中电流都垂直纸面向里
C．a中电流垂直纸面向里，b中电流垂直纸面向外
D．a中电流垂直纸面向外，b中电流垂直纸面向里
5．如图所示，把一个单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行时开始，当线圈绕OO’轴转动至与磁场方向垂直时，此过程中穿过线圈平面的磁通量变化为（　　）
A．增大
B．减小
C．不变
D．不能判断
6．磁场中关于某点磁感应强度的方向判断不正确的是（　　）
A．该点的磁场的方向
B．该点小磁针静止时N极所指方向
C．该点小磁针N极的受力方向
D．该点小磁针S极的受力方向
7．如图所示，匀强磁场中的矩形线框平面与磁场方向平行，在线框绕垂直磁场方向且与线框共面的轴转动90°的过程中，通过线框的磁通量（　　）
A．逐渐增加
B．逐渐减少
C．保持不变
D．先增加后减少
8．如图所示，水平放置的通有恒定电流的长直导线下方有一闭合线框，线框平面和导线在同一竖直平面内，要使通过线框的磁通量变小，可以将线框（　　）
A．向左平移
B．向右平移
C．向下平移远离导线
D．向上平移靠近导线
二、多选题
9．有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图。在图中所示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线连线的中垂线上，且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是（　　）
A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同
B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反
C．在O点的磁感应强度为零
D．在O点的磁感应强度不为零
10．关于单位，下列选项正确的是（　　）
A．“电子伏特（eV）”是电势的单位
B．“毫安时（mA·h）”是电量的单位
C．“牛顿（N）”不是国际单位制中的单位
D．“磁通量（）”的单位，用国际单位制中的基本单位表示为T·m2
11．在方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，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．b、d两点的磁感应强度大小相等
B．a、b两点的磁感应强度大小相等
C．c点的磁感应强度的值最大
D．a点的磁感应强度的值最大
12．某闭合三棱柱如图所示，处于磁感应强度为、方向沿x轴正方向的匀强磁场中。已知，为在平面内的矩形，为在平面内的矩形，下列判断正确的是（　　）
A．穿过图中面的磁通量为0
B．穿过图中面的磁通量为
C．穿过图中面的磁通量为
D．穿过图中面的磁通量为
三、解答题
13．矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，如图所示，初位置时线框平面与B平行。求：
（1）初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？
（2）当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，穿过线框的磁通量Φ为多少？这一过程中穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？
14．边长为10cm的正方形线圈，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面的夹角为=30°，如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为：B=2＋3t（T），求在第1s内穿过线圈的磁通量的变化量。
15．某一区域的感应强度B=5T，其方向沿x轴正方向，如图所示。图中，ad∥bc∥ef，ab∥cd，be∥cf，ab=50cm，be=ef=40cm。求：
（1）穿过abcd面的磁通量；
（2）穿过bcfe面的磁通量；
（3）穿过adfe面的磁通量。
16．如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，磁感线竖直向下，线圈平面面积S=0.4
m2，匀强磁场磁感应强度B=0.6
T，则：
（1）穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？
（2）若θ=90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大？
试卷第2页，总2页
参考答案
1．D
【详解】
据右手螺旋定则分别画出两导线在四个区域的磁场方向，如图所示
距导线距离相同，磁感应强度大小相同，结合场强的叠加原理可知，a点和c点合磁感应强度大小相等，方向相反，b点和d点合磁感应强度均为零，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
由右手螺旋定则可知，两导线在O点处的磁感应强度方向均向上，故O点的合磁感应强度大小为2B，C正确。
故选C。
3．A
【详解】
ABD．磁通量可以形象说成穿过某一面积的磁感线的条数，与该面积与磁场是否垂直无关，故A正确，BD错误；
C．只有当磁感线与线圈平面垂直时，磁通量的大小才为；当磁感线与线圈平面不垂直时，磁通量的大小一般公式，是线圈平面与磁场方向的夹角，可见，某一面积与该处的磁感应强度的乘积一定大于磁通量，故C错误。
故选A。
4．A
【详解】
根据安培定则，当a、b中电流都垂直纸面向外时，两电流在P点产生的磁场方向如图，合成后可沿图示方向。
故选A。
5．A
【详解】
当线圈平面与磁场方向平行时穿过线圈收尾磁通量为零；当线圈转动至与磁场方向垂直时，磁通量最大；则根据
可知，随着θ增加，穿过线圈平面的磁通量增大。
故选A。
6．D
【详解】
磁场中某点的磁感应强度方向为该点的磁场方向，与在该点的小磁针静止时N极所指方向相同，即与该点小磁针N极的受力方向，选项ABC正确，D错误。
本题选不正确的，故选D。
7．A
【详解】
在图示位置时，穿过线圈的磁通量为零；当线框绕垂直磁场方向且与线框共面的轴转动90°的过程中，通过线框的磁通量
即随着θ的变大，磁通量增加。
故选A。
8．C
【详解】
将线圈向左或向右平移，则穿过线圈的磁通量都不变；向下平移远离导线，则穿过线圈的磁通量减小；向上平移靠近导线，则穿过线圈的磁通量增加；
故选C。
9．BC
【详解】
AB.如图所示，根据安培定则以及对称性可知M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；
CD.如图所示，根据安培定则以及对称性可知a、b两导线中的电流在O点产生磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，所以O点的磁感应强度为零，故C正确，D错误。
故选BC。
10．BCD
【详解】
A．结合
可知“电子伏特（eV）”表示的是能量的单位，A错误；
B．根据
可知，“毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位，B正确；
C．“牛顿（N）”
是导出单位，不是国际单位制中的单位，C正确；
D．根据
“磁通量（）”的单位，用国际单位制中的基本单位表示为T·m2，D正确。
故选BCD。
11．AD
【详解】
用右手螺旋定则判断通电直导线在、、、四个点上所产生的磁场方向，如图所示
点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁场和原磁场方向相同，叠加变大；点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向左上；点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小；点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向斜向右上；点与点叠加后的磁场大小相等，但是方向不同；、两点叠加后的磁感应强度大小不相等；点叠加后的磁感应强度的值最大，点叠加后的磁感应强度的值最小。
故选AD。
12．AC
【详解】
A．面积DOF面与磁场相互相互平行，所以磁通量
Φ=0
故A正确；
B．面积BEFO与磁场方向相互平行，故磁通量
Φ=0
故B错误；
C．面积ABOD与磁场垂直，所以磁通量
Φ=BS=1×0.8×0.4Wb=0.32Wb
故C正确；
D．面积AEFD与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将面积AEFD投影到与x轴垂直的ABOD上，AEFD的有效面积就是ABOD的面积，故磁通量
Φ=BS=1×0.8×0.4Wb=0.32Wb
故D错误。
故选AC。
13．（1）0；（2）Bl1l2，Bl1l2
【详解】
(1)线框在初始位置时，线框平面与磁场平行，有效面积为零，则Φ0＝0。
(2)当线框绕轴OO′沿图示方向转过60°时，线框与B的夹角为60°，则
Φ＝B·Ssin60°＝BS＝Bl1l2
这一过程中穿过线框的磁通量的变化量为
ΔΦ＝Φ－Φ0＝Bl1l2
14．1.5×10－2Wb
【详解】
t=0时
B0=2T
t=1s时
B1=（2＋3×1）T=5T
由Φ=BS⊥得
ΔΦ=ΔBSsin30°=（B1－B0）L2sin30°=（5－2）×0.12×0.5Wb=1.5×10－2Wb
15．(1)
1Wb；(2)0；(3)
0.8Wb
【详解】
(1)面积S1（abcd）与磁场相互垂直，故磁通量
Φ1=BS=5.0×0.5×0.4=1Wb
(2)S2（bcfe）与磁场方向相互平行；故磁通量
Φ2=0
(3)S3（adfe）与匀强磁场方向的夹角未知，因此可将面积S（adfe）投影到与x轴垂直的bcfe上，adfe的有效面积就是adfe的面积，故磁通量
Φ3=BS=5×0.4×0.4=0.8Wb
16．（1）0.12
Wb；0.36
Wb；（2）0；0
【详解】
（1）线圈在垂直磁场方向上的投影面积
穿过线圈的磁通量
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量
Φ2=－BS=－0.6×0.4
Wb=－0.24
Wb
故磁通量的变化量
ΔΦ=|Φ2－Φ1|=|－0.24－0.12|
Wb=0.36
Wb
（2）当θ=90°时，线圈在垂直磁场方向上的投影面积
S⊥′=0
据
Φ=BS⊥
知，此时穿过线圈的磁通量为零。当θ=0时，线圈平面与磁场垂直，此时
S⊥″=S
穿过线圈的磁通量最大。
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