13.2磁感应强度 磁通量 同步练习（Word版含答案）

13.2磁感应强度 磁通量
1．磁感应强度的单位T用基本单位可表示为(　　)
A.　　　　　　　B. C. D.
2．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是(　　)
A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同
D．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
3．(多选)物理学中，通过引入检验电流了解磁场力的特性，对检验电流的要求是(　　)
A．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F、导线长度L和通电电流I，应用公式B＝，即可测得磁感应强度B
B．检验电流不宜过大
C．公式B＝只能应用于匀强磁场
D．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＝对任何磁场都适用
4．(多选)在空间某点A存在两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小可能为(　　)
A．7 T B．1 T
C．5 T D．0
5．(多选)如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T．位于纸面内的细直导线长L＝1 m，通有I＝1 A的恒定电流，该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度为B2.当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零．则B2大小可能为(　　)
A．0.5 T 　B. T
C．1 T D. T
6.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A.向上　　　　　　　 B.向下
C.向左 D.向右
7.如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,在O点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束,∠MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1,若将M处长直导线移至P处,则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2,那么F2与F1之比为 (　　)
A.∶1　　B.∶2　　C.1∶1　　D.1∶2
8．（多选）如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
9.如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线a和b，通有等值电流．在纸面上距a、b等远处有一点P，若P点合磁感应强度B的方向水平向左，则导线a、b中的电流方向是(　　)
A．a中向纸里，b中向纸外 B．a中向纸外，b中向纸里
C．a、b中均向纸外 D．a、b中均向纸里
10.三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是（　　）
A.大小为B，方向垂直斜边向下 B.大小为B，方向垂直斜边向上
C.大小为 B，斜向右下方 D.大小为 B，斜向左下方
11.铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为（　　）
A.向下 B.向上
C.垂直于纸面向里 D.垂直于纸面向外
12．如图所示，三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流，且I1＝I2＝I3，则距三导线等距的A点的磁场方向为(　　)
A．向上　　　B．向右 C．向左　　　D．向下
13、如图所示，AB是水平面上一个圆的直径，在过AB的竖直平面内有一根通电导线CD，已知CD∥AB．当CD竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．始终为0 D．不为0但保持不变
14.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb大小关系为（　　）
A.Φa>Φb B.Φa<Φb
C.Φa＝Φb D.无法比较大小
15.（多选）如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是(　 　)
A．通过abcd平面的磁通量大小为L2·B
B．通过dcfe平面的磁通量大小为L2·B
C．通过abfe平面的磁通量大小为零
D．通过整个三棱柱表面的磁通量为零
16.如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直.若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形（横截面的周长不变），在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？
17.如图所示,竖直向下的匀强磁场中,用两条竖直线悬吊一水平通电直导线,导线长为L,质量为m,通入电流I后,悬线偏离竖直方向θ且保持静止,已知导线受到的磁场力方向水平,求磁场的磁感应强度。
18．磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量．
(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水平方向的夹角为θ，那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大？
(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平分量是多大？
参考答案
1．解析：选A。根据磁感应强度的定义式可知，B＝，磁感应强度单位为T，根据单位换算关系可知，1 T＝＝＝，A选项正确．
2．解析：选D。因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错误，D选项正确；因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错误；对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的放置方向不同时，导线所受安培力是不相同的(导线与磁场垂直时所受安培力最大，与磁场平行时所受安培力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错误．
3．解析：选BD。检验电流的方向要垂直于磁场的方向放置，故A错误；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，只要满足上述条件，磁感应强度的定义式B＝适用于所有磁场，故C错误，B、D正确．
4．解析：选ABC。磁感应强度是矢量，合成时遵循平行四边形定则，所以合磁感应强度的范围为B2－B1≤B≤B2＋B1，分析可得选项A、B、C正确．
5．解析：选BCD。由于通电导线在磁场中受到的安培力为零，则可知B1与B2的合磁场方向沿着导线，如图所示．
根据平行四边形定则知，当B2与导线垂直时B2有最小值，其值B2＝B1sin 60°＝ T．当B2与导线不垂直且满足B沿着导线，则B2> T，故选项B、C、D正确，A错误．
6.解析：选B。带电粒子在磁场中受洛伦兹力,磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场,根据右手定则,a在O点产生的磁场方向为水平向左,b在O点产生磁场方向为竖直向上,c在O点产生的磁场方向为水平向左,d在O点产生的磁场方向竖直向下,所以合场方向水平向左。根据左手定则,带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下,故选B。
7.解析：选B。依题意,设每根导线在O点产生的磁感应强度为B1,方向竖直向下,则电子在О点受到的洛伦兹力为F1=B1ev;当M处长直导线移至P点时,O点合磁感应强度大小为B2=2×B1×cos30°=B1,则电子在O点受到的洛伦兹力为F2=B2ev=B1ev,则F2与F1之比为∶2;故选B。
8．解析：选AC。设导线L1在a、b两点产生的磁感应强度大小为B1，导线L2在a、b两点产生的磁感应强度大小为B2，以垂直于纸面向外为正方向，在a点有B0－B1－B2＝B0，在b点有B0－B1＋B2＝B0，解得B1＝B0，B2＝B0，故选项A、C正确．
9.解析：选A。因为通电直导线周围磁场的磁感线是一簇以导线上各点为圆心的同心圆，所以直导线a中电流在P处激发的磁场方向垂直于a、P连线，直导线b中电流在P处激发的磁场方向垂直于b、P连线．又因为P点合磁感应强度B的方向水平向左，所以由矢量合成法则可知，a中电流在P处激发的磁场方向垂直aP向下，b中电流在P处激发的磁场方向垂直bP向上，再根据安培定则很容易判断a、b中的电流方向，a中向纸里，b中向纸外，故选A.
10.答案：C
11.答案：A
12．解析：选B。I2与I3在A点产生的合磁场为0，A处磁场方向与I1在该处产生磁场相同，故答案为B.
13、答案：C。
14.答案：A
15.解析：选BCD。本题考查磁通量，abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝L2，所以Φ＝BS⊥＝L2B，A错；dcfe平面与B垂直，S＝L2，所以Φ＝L2B，B正确；abfe平面与B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ＝0，D正确．
16.解析：线圈横截面是正方形时的面积
S1＝L2＝（0.20）2 m2＝4.0×10－2 m2.
穿过线圈的磁通量
Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb.
截面形状为圆形时，其半径r＝＝，
截面积大小S2＝π＝ m2.
穿过线圈的磁通量
Φ2＝BS2＝0.50× Wb＝2.55×10－2 Wb.
所以磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝（2.55－2.0）×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb.
17.解析：对导线的受力分析如图所示。由平衡条件知F=mgtanθ,根据磁感应强度的定义式得B==。
答案:
18．解析：(1)因磁感应强度的大小为B，与水平方向的夹角为θ，所以磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：
B水平＝Bcos θ；B竖直＝Bsin θ.
(2)在赤道上空，θ＝0°，故有B竖直＝0；
在极地上空θ＝90°，故有B水平＝0.
答案：(1)Bcos θ　Bsin θ　(2)0　0