13.2磁感应强度 磁通量基础巩固（word版含答案~）

13.2磁感应强度 磁通量基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．关于磁通量的说法，下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量越大
B．磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量越大
C．穿过线圈的磁通量为零，磁感应强度不一定为零
D．磁通量有方向，所以是矢量
2．下列有关说法正确的是（　　）
A．加速度磁感应强度、电阻的定义都运用了比值定义法
B．由公式可知电场中某点的电势与q成反比
C．通电导体周围产生的磁场与天然磁体周围产生的磁场的微观本质是不同的
D．公式虽然只适用于真空中的点电荷，但对于一个处于真空中的均匀带电球体，计算其外部任意一点电场强度也可用该公式进行计算，其中Q是带电球所带的总电量，r是球体外部某点到球心的距离
3．物理公式在给定了物理量数量关系的同时也给定了物理量单位之间的关系，下列单位中与磁感应强度的单位不相当的是（　　）
A．T B．Wb/m2 C．N/（A·m） D．m·N/（C·s）
4．如图所示，一面积为S的长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为，当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间，穿过线圈的磁通量为，则（　　）
A． B．
C． D．
5．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比．如图所示两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流，规定磁场方向垂直纸面向外为正，则在O－R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是（）
A． B． C． D．
6．面积是1.50m2的导线环，处于磁感应强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，环面与磁场垂直。则穿过该导线环的磁通量等于（　　）
A．2.5×10-2Wb B．1.5×10-2Wb
C．3.0×10-2Wb D．4.0×10-2Wb
7．下列物理量中，既有大小，又有方向的是（　　）
A．电势 B．电动势 C．磁感应强度 D．磁通量
8．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．通电导线在磁场中受力大的地方，磁感应强度一定大
B．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有关
C．磁感线的疏密表示磁感应强度的大小
D．磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向
9．下列说法正确的是（　　）
A．电场强度、磁感应强度、电流都是矢量
B．电容公式和电流公式都属于比值定义物理量
C．将一个带电小球看成是一个不计大小的点电荷采用的是等效处理方法
D．磁通量的单位用国际单位制基本单位表达是kg·m2·A-1·s-2
10．三根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，导线中通有大小相同的电流，导线a、c中电流同向且与b中电流方向相反，如图所示。已知每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与该导线的距离成反比，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的合磁感应强度大小为
A．B
B．2B
C．3B
D．0
11．如图所示，正方形AMBN、CPDQ处于纸面内，A、B处各固定一根通电长直导线，二者相互平行且垂直纸面放置，通入电流的大小均为I，方向如图所示，它们在N点处产生的磁感应强度大小为B；C、D处固定两个等量异种电荷，它们在Q点处产生的电场强度大小为E，下列说法正确的是（　　）
A．M、N两点的磁感应强度方向相反
B．P、Q两点的电场强度方向相反
C．若使A处直导线电流反向，大小不变，则M处的磁感应强度大小为
D．若使C处电荷改为正电荷，电量不变，则P处的电场强度大小为E
12．如图所示，线圈匝数为，横截面积为，线圈中匀强磁场的磁感应强度为，则通过线圈的磁通量为（　　）
A． B． C． D．
13．类比是学习和研究物理的一种重要思维方法。我们已经知道，在磁感应强度为的匀强磁场中，垂直于磁场方向放置一面积为的平面，穿过它的磁通量；与之类似，我们也可以定义电通量。在真空中有一电荷量为的点电荷，其电场线和等势面分布如图所示，等势面，到点电荷的距离分别为，，通过等势面，的电通量分别为，，已知，则为（　　）
A． B． C． D．
14．如图所示，在等边三角形ABC的两个顶点A、B处垂直于纸面固定两根互相平行的长直导线，导线中通以方向如图所示、大小相同的电流。CE垂直AB，交点为D，CD=DE，E未画出，现在三角形ABC所在平面加一与CE平行、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，使C处的磁感应强度恰好为零。三角形ABC的中心为P（未画出）。已知通电长直导线在其周围某点产生的磁场的磁感应强度大小为，其中I为通电长直导线中的电流，r为该点到通电长直导线的距离，k为常量，则下列说法正确的是（　　）
A．A处导线在C处产生的磁场的磁感应强度大小为
B．E点处磁场的磁感应强度大小为2B0
C．A、B两处导线受到的安培力等大反向
D．P处的磁感应强度是D处的磁感应强度的
15．如图所示，在磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，固定一根与磁场方向垂直的通电直导线，在导线外，以导线截面的中心为圆心的圆周上有a、b、c、d四个点。已知c点的磁感应强度为，方向斜向右上方，并与磁感应强度B方向的夹角为45°，则下列说法正确的是
A．直导线中的电流方向垂直纸面向里
B．a点的磁感应强度与c点的相同
C．d点的磁感应强度为零
D．b点的磁感应强度为零
二、填空题（共4题）
16．如图所示，一面积为S的长方形线圈有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为__________ ，当线圈从图中位置绕轴转过180０过程中穿过这个线圈的磁通量改变了 ________
17．某地地磁场磁感应强度大小为B=1.6×10-4T，与水平方向夹角为90°，一正方形线圈位于水平面内，匝数为N=10，面积S=1.5m2，则穿过线圈的磁通量为______Wb。
18．一个直径为d的圆形线圈，垂直放置在磁感强度为B的匀强磁场中，现使线围绕其直径转过30°角，如图所示，则穿过线圈的磁通量的变化为______．
19．如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等．用磁传感器测量轴线上M、N之间各点的磁感应强度B的大小，并将磁传感器顶端与M点的距离记作x．
（1）采用的电源是稳压直流电源，用_____________传感器测量磁场
（2）如果实验操作正确，得到的B-x图象应为图中的_________．
三、综合题（共4题）
20．场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。
①写出电场强度的定义式，并说明各物理量的含义；
②写出磁感应强度的定义式，并说明各物理量的含义。
21．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为，现在纸面内放上圆线圈，圆心在O处，C线圈半径为，2匝。问（结果保留2位有效数字）：
(1)在B减为的过程中，C中磁通量变化量大小？
(2)当磁感应强度维持不变而方向转过，在此过程中，线圈C中的磁通量变化的大小？
22．如图所示，A、B两环共面同心，A环上均匀带有负电荷.当A环逆时针加速转动时，通过B环中的磁通量变化了没有？当A环顺时针匀速转动时，通过B环中的磁通量变化了没有？为什么？简述出理由.
23．如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场仅存在于边长为的正方形范围内，左右各一半面积的范围内，磁场方向相反。有一个边长为的正方形导线框，垂直磁感线方向以速度匀速通过磁场。从边进入磁场算起，规定刚开始时磁通量为正值，画出穿过线框的磁通量随时间的变化图像。
参考答案
1．C
【详解】
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量不一定越大，故A错误；
B．磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，由于磁通量还与穿过的角度有关系，穿过线圈的磁通量不一定大，故B错误；
C．当磁感线与线圈平行时，穿过线圈的磁通量为零，而磁感应强度不一定为零，故C正确；
D．磁通量是标量，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．加速度是决定式，而磁感应强度、电阻都是运用比值思想定义的，故A错误；
B．电势的高低是由场源和参考面位置决定，与检验电荷无关，则B错误；
C．电流的磁场和天然磁体的磁场本质上都是分子电流产生的，则C错误；
D．根据点电荷电场强度公式
的条件及应用可知D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．磁感应强度的单位为T，故A正确，不符合题意；
B．根据可知，单位为Wb/m2，故B正确，不符合题意；
C．根据公式，单位为N/（A·m），故C正确，不符合题意；
D．根据以上分析，故D错误，符合题意。
故选D。
4．A
【详解】
根据磁通量的定义式，有
当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间，线圈在垂直于磁场方向投影的面积为0.5S，则磁通量为
联立，可得
故选A。
5．A
【详解】
试题分析：根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零．由于规定B的正方向即为垂直纸面向外，所以A正确，BCD错误；故选A．
考点：右手螺旋定则
6．C
【详解】
穿过该导线环的磁通量
故C正确，ABD错误。
故选C。
7．C
【详解】
磁感应强度是矢量，所以既有大小，又有方向，且满足矢量运算法则；电势、电动势和磁通量均为标量，只有大小，没有方向，满足代数运算法则，故ABD错误，C正确。
故选C。
8．C
【详解】
A．只有当通电导线垂直放入磁场中，电流相同时受磁场力大的地方，磁感应强度才一定越大，否则不一定，故A错误；
B．磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线无关，故B错误；
C．磁感线的疏密表示磁感应强度的大小，故C正确；
D．磁感线的指向与磁感应强度减小无关，故D错误。
故选C。
【点评】
磁感应强度是通过比值定义得来，例如电场强度也是这种定义，电场强度与电场力及电荷量均没有关系．再如密度也是，密度与物体的质量及体积均无关．同时电流元放入磁场中不一定有磁场力，还受放置的角度有关．
9．D
【详解】
A．电场强度、磁感应强度都是矢量；电流虽然有方向，但是电流合成不满足平行四边形法则，则电流是标量，选项A错误；
B．电容公式
属于比值定义物理量，但是电流公式
不是比值定义法，选项B错误；
C．将一个带电小球看成是一个不计大小的点电荷采用的是理想模型的处理方法，选项C错误；
D．根据磁通量的计算公式
Φ=BS
可知
1Wb=1T m2
根据磁感应强度的定义式可得
所以
其中力的单位1N=1kg m/s2，故磁通量单位用国际单位制的基本单位可表示为
1Wb=1kg m2/（A s2）=kg·m2·A-1·s-2
故D正确。
故选D。
10．A
【详解】
设正方体边长为L，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则
ac在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为
;
根据右手定则可知，三条直导线在d点产生的磁场方向如图，则d点的合磁场为
A．B，与结论相符，选项A正确；
B．2B，与结论不相符，选项B错误；
C．3B，与结论不相符，选项C错误；
D． 0，与结论不相符，选项D错误；
11．D
【详解】
A．根据安培定则可知，导线A在M点产生的磁感应强度方向沿BM方向，导线B在M点产生的磁感应强度方向沿AM方向，合磁感应强度方向沿NM方向；同理，N点合磁感应强度方向沿NM方向，两者同向，故A错误；
B．根据等量异种电荷的电场分布可知，P、Q两点的电场强度方向相同，均水平向左，选项B错误；
C．因MN两点的合磁场大小和方向均相同，均为B，则每根导线在M和N点产生的磁感应强度均为，则使A处直导线电流反向，大小不变，则M处的磁感应强度大小为
选项C错误；
D．两电荷在Q点处产生的电场强度大小为E，则每个电荷在Q点的场强均为；若使C处电荷改为正电荷，电量不变，则P处的电场强度大小为
选项D正确。
故选D。
12．A
【详解】
磁通量是指通过截面的磁感线的条数，与线圈的匝数无关，则有
故选A。
13．C
【详解】
根据库仑定律，距离点电荷的球面处的电场强度为
距离点电荷的球面处球面的面积为
则通过半径为的球面的电通量为
同理，距离点电荷的球面处的电场强度为
距离点电荷的球面处球面的面积为
通过半径为的球面的电通量为
则
故选C。
14．D
【详解】
A．根据安培定则可知，两通电长直导线在C处产生的磁感应强度方向如图所示
根据几何关系知其夹角为120°，合磁场的磁感应强度与一根导线在该处产生的磁场的磁感应强度大小相等，方向垂直AB向上，加一与CE平行、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，使C处的磁感应强度恰好为零，则一根导线在C处产生的磁场的磁感应强度大小也为B0，所加磁场方向垂直AB向下，A错误；
BC．结合右手螺旋定则及磁场的叠加知E点的磁感应强度与A、B处的磁感应强度均为零，即A、B处导线不受安培力，BC错误；
D．设等边三角形ABC的边长为a，两根长直导线各自在D处产生的磁场的磁感应强度大小均为2B0，方向垂直AB向上，则D处磁感应强度大小为3B0，根据几何关系知
P点处的磁感应强度大小
D正确。
故选D。
15．D
【详解】
A．由题，c点的磁感应强度为，方向斜向右上方，并与B的夹角为45°，说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等，也是1T，方向向上，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外；故A错误。
B．通电导线在a点产生的磁感应强度大小为1T，由安培定则可知，通电导线在a处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，a点感应强度为，方向与水平方向成45°斜向右下方，与c点的磁感应强度得方向不同；故B错误。
C．电流的方向向外，则电流在d点产生的磁场得方向向右，大小为1T，所以d点得磁感应强度大小为2T，方向向右；故C错误。
D．通电导线在b处的磁感应强度方向水平向左，则b点磁感应强度为0；故D正确。
故选D。
16．0.5BS 1.5BS
【详解】
由题知，当长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为：，当线圈从图中位置转过时，磁通量的方向与原方向相反，所以是；该过程中穿过这个线圈的磁通量改变了：，大小是．
17．
【详解】
根据磁通量的公式得
18．0.11Bd2 Wb
【详解】
试题分析：在匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量Φ=BS；磁通量的变化．
当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量；现使线围绕其直径转过30°角磁通量变化量的大小为．
考点：磁通量．
点评：对于匀强磁场中磁通量计算是基本题型，掌握两种特殊情况下计算公式：磁场与平面垂直时，Φ=BS；磁场与平面平行时，Φ=0．再运用投影的方法可求解平面与磁场方向成任意夹角时的磁通量．
19．磁 B
【详解】
（1）用磁传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度．
（2）从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，由图示可知，图象B正确，ACD错误．
20．见解析
【详解】
①电场强度的定义式
其中E为电场强度，F为检验电荷受到的电场力，q为检验电荷的电荷量。
②磁感应强度的定义式
其中B为磁感应强度，F为电流元受到的磁场力，IL为电流元。
21．(1)；(2)
【详解】
(1)根据磁通量的公式，其大小与线圈的匝数无关，且S是有效面积；
由题意可知，在B减为的过程中，C中磁通量变化量
(2)当磁场方向转角的过程中，线圈垂直磁场方向的面积
所以
因此
22．变化 不变
【详解】
A环上均匀带有负电荷，当A环逆时针加速转动时，产生顺时针方向且大小起来越大的电流，产生的磁场变强，通过B环中的磁通量变化．
A环上均匀带有负电荷，当A环顺时针匀速转动时，产生逆时针方向且大小不变的电流，产生的磁场不变，通过B环中的磁通量不变．
23．见解析
【详解】
线框穿过磁场的过程可分为三个阶段，进入磁场阶段（只有边在磁场中），在磁场中运动阶段（、两边都在磁场中），离开磁场阶段（只有边在磁场中）。
①线框进入磁场阶段：对应，穿过线框的磁通量线性增加，最后为
②线框在磁场中运动阶段：对应，，时间内，穿过线框的磁通量线性减小，最后为；时间内，穿过线框的磁通量反向线性增加，最后为
③线框离开磁场阶段：对应，穿过线框的磁通量线性减小，最后为
画出图像如图所示。