2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册13.2 磁感应强度磁通量同步练习（word版含答案）

第十三章第二节：磁感应强度磁通量
一、选择题
1．物理量电场强度和磁感应强单位符号正确的是（　　）
A．和 B．和 C．和 D．和
2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．a、b两处的磁感应强度Ba>Bb
B．a、b两处的磁感应强度BaC．a、b两处的磁感应强度Ba=Bb
D．a、b两处的磁感应强度相同
3．下列各物理量中，与试探电荷q有关的物理量是
A．电势 B．电场强度 C．电势能 D．磁感应强度
4．下列与磁场有关的说法中正确的是（）
A．磁场是假想的，不是客观存在的物质
B．描述磁场的磁场线是客观存在的
C．磁场的强弱与放入其中导线的电流有关
D．通电导线在磁场中受力的大小与放置的方向有关
5．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了“方家”（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”，进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示，结合上述材料，下列说法正确的是（ ）
A．在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫北极，指北的磁极叫南极
B．对垂直射向地球表面的宇宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最弱，赤道附近最强
C．地磁场可能是由带正电的地球自转而形成的
D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线应相对水平地面竖直放置
6．如图所示，一水平放置的N匝矩形线圈面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成角，则通过该线圈的磁通量大小为（　　）
A． B． C． D．
7．面积S=4×10-2m2，匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中且磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列判断正确的是 (　　)
A．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s
B．在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C．在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于0.08 V
D．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
8．下列说法中错误的是 （ ）
A．电场的基本性质是对放在其中的电荷有力的作用
B．磁场的基本性质是对放在其中的磁极或电流有力的作用
C．磁场对运动电荷不会产生力的
D．电场和磁场都可能使运动电荷的运动方向发生偏转
9．如图，三根相互平行的固定长直导线、和两两等距，均通有电流I，中电流方向与中的相同，与中的相反.下列说法正确的是（　　）
A．所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直
B．所受磁场作用力的方向与、所在平面平行
C．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．、和单位长度所受的磁场作用力大小之比为
10．有一电磁铁，截面积为10cm2，已知垂直穿过此面积的磁通量为2.0×10－4wb，则截面处的磁感应强度为（ ）
A．2.0×10－5T
B．2.0×10－4T
C．0.2T
D．2T
11．如图所示，过坐标的P点放置平行于y轴的长直导线，过坐标的Q点放置平行于x轴的长直导线，导线中通有大小相等、方向如图所示的恒定电流。关于O点的磁感应强度的方向描述正确的是（　　）
A．B．C．D．
12．下列说法正确的是
A．磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的导体受力情况无关
B．磁场看不见、摸不着，实际不存在，是人们假想出来的一种物质
C．磁场中某点的磁感应强度的方向就是放在该点的一段通电导体的受力方向
D．场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点磁感应强度值大小为零
13．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数．以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离，拉力所做的功就等于间隙中磁场的能量．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度，某研究性学习小组用一根端面面积为的条形磁铁吸住一相同面积的铁片，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力大小为，如图所示．由此可以估算出该条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，一矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线位于同一平面内，而且处在两导线的中央，则( )
A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等
D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
15．如图所示，是半圆弧，为圆心，为半圆弧的最高点，，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小均为，长度均为，和处通电直导线的电流方向垂直纸面向外，处通电直导线的电流方向垂直纸面向里，三根通电直导线在点处产生的磁感应强度大小均为，则处的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．0
二、填空题
16．电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的_______Il叫作电流元。
17．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I=5A且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等，已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，r为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为B0=3T，则a点的磁感应强度大小为_____T，乙导线单位长度（1米）受到的安培力的大小为__________N．
18．如图所示，AB、CD为一水平圆周上两条相互垂直的直径，O点为该圆的圆心．将电流强度都为I的两通电直导线M、N垂直圆面分别放置在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，其中导线M中电流流向纸内，导线N中电流流向纸外，现要使O点的磁感应强度为零，可加一平行于圆面的匀强磁场，则该磁场方向为_________；或在圆周_______点上再垂直放置一电流大小方向合适的通电直导线。
三、解答题
19．如图所示，大圆导线环A中通有电流I，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，一半面积在A环外，试判断圆B内的磁通量是否为零。若为零，为什么？若不为零，磁通量是穿出还是进去？
20．如图所示，边长为的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈、两边的中点连线的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为，的匀强磁场，且磁感线与线圈平面垂直.若从上往下看，线圈逆时针转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？
21．在某匀强磁场中，长的通电直导线垂直该磁场方向放置，当通过导线的电流时，它受到的磁场力大小。
（1）求该处的磁感应强度大小；
（2）若通电直导线的长度不变，通过导线的电流增大为，垂直放在该磁场的另一处，求此时该处的磁感应强度大小。
参考答案
1．A
【详解】
电场强度和磁感应强单位符号为和，故A正确，BCD错误；
故选A。
2．A
【详解】
磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，a点所在的磁感线更密集，则有Ba>Bb。
故选A。
3．C
【详解】
A．电势由电场本身决定，与试探电荷无关，选项A错误；
B．电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关，选项B错误；
C．根据可知，电势能与试探电荷q有关，选项C正确；
D．磁感应强度由磁场本身决定，与试探电荷无关，选项D错误；
4．D
【详解】
A．磁场虽然看不见、摸不着，但它是客观存在的物质，A错误；
B．描述磁场的磁场线是虚拟的，现实并不存在，B错误；
C．磁场的强弱由磁场本身决定，与放入其中导线的电流无关，C错误；
D．通电导线在磁场中受力的大小与磁感应强度大小、电流大小、以及导线放置的方向有关，D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A、在地磁场的作用下小磁针静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极，故A错误．
B、在地球的南、北极地磁场的方向几乎与地面垂直，对垂直射向地球表面的宇宙射线中的高能带电粒子磁场力最小，阻挡作用最弱；而赤道附近的磁场方向与地面平行，则高能粒子所受的磁场力最大，受阻挡作用最强，故B正确．
C、地球自西向东转，地球的南极在地磁场的北极附近，由安培定则判断地球是带负电的，故C错误．
D、在奥斯特发现电流磁效应的实验中，则根据安培定则可知，通电导线南北放置时实验现象最明显，故D错误．
6．D
【详解】
通过该线圈的磁通量大小为
故选D。
7．A
【详解】
A．磁通量的变化率为，A正确；
B．磁通量的变化为，B错误；
C．感应电动势应为磁通量的变化率乘以线圈的匝数，为8V，C错误；
D．在第3 s末，磁场的大小为零，但是此时磁通量的变化率不为零，故此时的感应电动势不为零，D错误．
8．C
【详解】
试题分析：电场的基本性质是对放在其中的电荷有力的作用，所以A正确；磁场的基本性质是对放在其中的磁极或电流或运动电荷有力的作用，所以B正确，C错误；运动方向与磁感线不共线的运动电荷在磁场中会受到洛伦兹力的作用，运动电荷在电场中受电场力的作用，所以电场和磁场都可能使运动电荷的运动方向发生偏转，故D正确；选C
9．C
【详解】
A．根据右手螺旋定则，结合矢量合成法则，则、通电导线在处的磁场方向如下图所示
再根据左手定则，那么所受磁场作用力的方向与、所在平面平行，故A错误；
B．同理，根据右手螺旋定则，结合矢量合成法则，则、通电导线在处的磁场方向如下图所示
再根据左手定则，那么所受磁场作用力的方向与、所在平面垂直，故B错误；
CD．由选项A分析可知，、通电导线在处的合磁场大小与、通电导线在处的合磁场相等，设各自通电导线在其他两点的磁场大小为，那么、和三处磁场之比为
故D错误，C正确。
故选C。
10．C
【详解】
垂直穿过此面积的磁通量，计算得磁感应强度B=0.2T，选C
11．D
【详解】
根据安培定则，P点放置平行于y轴的长直导线在O点的磁感应强度的方向沿x轴负方向，Q点放置平行于x轴的长直导线在O点的磁感应强度的方向沿y轴负方向，所以合场强方向为第三象限的角平分线。
故选D。
12．A
【详解】
A．磁场中某点的磁感应强度的大小只由磁场本身来决定，与放在该点的导体受力情况无关，选项A正确；
B．磁场虽然看不见、摸不着，但是磁场是真实实际存在的一种物质，选项B错误；
C．磁场中某点的磁感应强度的方向与放在该点的一段通电导体的受力方向垂直，选项C错误；
D．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力，可能导体与磁场平行，因此磁感应强度不一定为零．故D错误。
故选A。
13．D
【详解】
由题意，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为条形磁铁与铁片P之间的磁场具有的能量等于拉力F做的功，故有：E=F △L；量密度为磁场中单位体积所具有的能量，故有：；由两式可解得：，故选D.
14．A
【详解】
解：当电流同向时，根据右手螺旋定则，两电流在线圈处产生的磁场方向垂直于线圈，方向相反，磁通量为零．电流方向相反时，在线圈处产生的磁场方向相同，产生的磁通量不为零．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
15．C
【详解】
根据右手螺旋定则画出A、C、D各通电直导线在O处产生的磁感应强度，如图所示。将分解到水平和竖直两个方向上，并分别在两个方向合成，则水平方向的合矢量
竖直方向的合矢量
所以O点处的磁感应强度大小
故选C。
16．乘积
【详解】
电流元：在物理学中，把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il叫作电流元。
17．1 3.75
【详解】
[1]设两导线间距为d，根据右手螺旋定则知，甲导线在O点的场强方向垂直纸面向里，乙导线在O点的场强方向垂直纸面向里，根据场强的叠加有：
甲导线在a点的场强方向垂直纸面向外，乙导线在a点的场强方向垂直纸面向里，根据场强的叠加知，a点的磁感应强度为：
甲导线在乙导线处产生的磁感应强度为：
则单位长度的乙导线所受的安培力为：
F=BIL=
18．从B指向A C或D
【详解】
根据安培定则知，分别作出M、N在O点的磁场方向，如图所示，两电流在O点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形定则，两磁感应强度叠加后，合磁感应强度由A指向B，若要使O点磁感应强度为零，磁场方向应为B指向A；
根据平行四边形定则知，合磁感应强度的大小与两分磁感应强度的大小相等，根据安培定则知，也可以在C点垂直放置一方向垂直纸面向外、大小和M、N相等的电流，或在D点垂直放置一方向垂直纸面向里、大小和M、N相等的电流。
19．磁通量不为零，是进去的
【详解】
由环形电流的磁场可知在A环内的磁场方向垂直于纸面向里，A环外部的磁场方向垂直于纸面向外。磁感线是一组闭合的曲线，对于环形电流A的磁场中的磁感线均从环内进去，从环外出来，显然环内的磁感线的密度大于环外磁感线的密度，当B环中有一半在A内，一半在A外，对于B环，进去的磁感线多于出来的磁感线，所以磁通量不为零，且是进去的。
20．减少了
【详解】
在原图示位置，由于磁感线与线圈平面垂直，因此磁通量为
当线圈绕轴逆时针转过37°后（见图中虚线位置）磁通量为
磁通量变化量
所以线圈转过37°后，穿过线圈的磁通量减少了。
21．（1）；（2）
【详解】
解：（1）由磁感应强度的定义有
解得
.
（2）磁感应强度由磁场本身决定，与通电直导线的长度以及导线中通过的电流无关，有