3.2磁感应强度磁通量学科素养提升练（Word版含答案）

3.2磁感应强度 磁通量 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，A为通电直导线，为、两端接直流电源的通电螺线管，通电螺线管正上方有一水平放置的小磁针，小磁针极指向左方，下列选项正确的是（　　）
A．直导线的电流方向为垂直纸面向里 B．端一定接电源的正极
C．点的磁场方向水平向左 D．点的磁场方向水平向右
2．如图匝数N=100匝，面积S=10m2的矩形线圈abcd，处在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面成θ=37°，当线、圈以ab为轴顺时针转过90°时，穿过abcd面的磁通量的变化量的绝对值为（ ）（cos37°=0.8，sin37°=0.6）
A．100Wb B．1Wb C．7Wb D．700Wb
3．如图所示，同一线圈分别垂直纸面方向放置在磁场中S1和S2处，通过线圈的磁通量大小分别是Φ1、Φ2；磁感应强度的大小分别是B1、B2。下列物理量关系表达式正确的是（　　）
A．Φ1=Φ2
B．Φ1>Φ2
C．B1=B2
D．B14．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　）
A．“磁星”表面的磁场如此强大，故而磁感线非常密集，导致磁感线可能相交
B．“磁星”表面各点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示
C．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
D．若在“磁星”表面选一闭合区域，则闭合区域中的磁通量不可能为零
5．以下物理量中属于矢量的是（　　）
A．功 B．电流 C．磁感应强度 D．磁通量
6．如图所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是（　　）
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Ф＝BS
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝0
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝
7．下列物理量为矢量的是（　　）
A．磁感应强度 B．电流 C．电压 D．磁通量
8．关于磁通量的说法中正确的是（　　）
A．穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积
B．磁通量不仅有大小而且有方向，是一个矢量
C．磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过面积为S的n匝圆形线圈，磁通量为nBS
D．穿过一个面的磁通量在数值上等于穿过该面的净余磁感线条数，无论是否垂直穿过
9．下列单位中属于国际单位制基本单位的是（ ）
A．韦伯 B．库仑 C．牛顿 D．安培
10．关于磁感应强度的单位T，下列表达式中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．下列有关磁感应强度的说法正确的是（　　）
A．磁感应强度的单位是韦伯
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力，则该点的磁感应强度一定为0
C．磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比，与电流I和导线长度l的乘积成反比
D．磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
12．等腰梯形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，导线框中通以如图所示顺时针方向的电流，ab边与MN平行。下列关于通电直导线MN的磁场对线框作用说法正确的是（ ）
A．线框在平面内向右移动少许，其磁通量不变
B．线框所受安培力的合力为零
C．线框有两条边所受的安培力大小相同
D．线框在安培力作用下一定有向右的运动趋势
13．下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度越大，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量一定越大
B．穿过线圈的磁通量为零，表明该处的磁感应强度为零
C．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零，磁通量很大时，磁感应强度不一定大
D．磁通量的变化可能是由磁感应强度的变化引起的，也可能是由于线圈面积的变化引起的
14．关于电和磁，下列描述正确的是（　　）
A．电场和磁场都是客观存在的
B．电场强度的方向是正的试探电荷的受力方向，磁感应强度的方向是垂直放入磁场中电流元的受力方向
C．线圈的匝数越多，线圈内的磁通量越大
D．正的点电荷逆着电场线运动时，电荷的电势能一定增加
15．下列有关磁通量的论述中不正确的是 （ ）
A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大
B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大
C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零
D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大
二、解答题
16．一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量是多少？
17．一面积S = 0.02 m2的矩形导线框abcd水平放置于匀强磁场中，如甲图中位置I，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B = 2 T。
（1）在甲图中的位置I时，求穿过线框abcd的磁通量；
（2）在甲图中，以bc边为转轴将该线框转过60至位置II的过程中，求穿过线框abcd的磁通量变化量；
（3）现将线框沿中线折成如图乙所示的V形面，开口竖直向上，a、b、c、d在同一水平面内，并将磁场方向改为水平向右，且与ad、bc边垂直。求穿过V形面的磁通量。
参考答案
1．B
【详解】
A．由图可知通电直导线的电流方向为垂直纸面向外，故A错误；
B．根据安培定则可知通电直导线在小磁针处产生的磁场方向为水平向右，而小磁针N极指向左侧，所以通电螺线管在小磁针处产生的磁场方向一定为水平向左，根据安培定则可知端一定接电源的正极，故B正确；
CD．通电直导线在d点处产生的磁场方向为斜向右下方，而通电螺线管在d点处产生的磁场方向为水平向右，两者磁场的矢量和方向应为斜向右下，故CD错误。
故选B。
2．C
【详解】
穿过线圈磁通量的大小与线圈匝数无关，磁通量是标量，但有正负，若规定磁感线从一侧穿过时磁通量为正值，则从另一侧穿过时就为负值，当线圈处于初位置时，磁感线的竖直分量由下向上穿过线圈平面，设为正，此时磁通量为
当线圈转至竖直位置时，磁通量为
则磁通量的变化量的绝对值为
故选C。
3．B
【详解】
AB．穿过S1的磁感线条数多于穿过S2的磁感线条数，所以
Φ1>Φ2
故A错误，B正确；
CD．磁感线越密的位置磁感应强度越大，所以
B1＞B2
故CD错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故A错误；
B．磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，故B正确；
C．磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故C错误；
D．若所选择的区域平行于磁感线，或磁感线从某侧进入又从同一侧穿出时磁通量依然为零，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
ABD．功，电流，磁通量均是标量，ABD错误；
C．磁感应强度是矢量，C正确。
故选C。
6．D
【详解】
如图所示位置，穿过线圈磁通量为
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
故A错误；
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小为零，故B错误；
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小
故C错误；
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小为
故D正确。
故选D。
7．A
【详解】
矢量既有大小，又有方向。属于矢量的物理量是磁感应强度。标量只有大小，没有方向。属于标量的是电流、电压和磁通量。
故选A。
8．D
【详解】
A．在匀强磁场中，当磁场与面垂直时，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积，如果二者不垂直，则小于磁感应强度与该面面积的乘积，故A错误；
B．磁通量虽然有大小而且有方向，但它是标量，故B错误；
C．磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过面积为S的n匝圆形线圈时，磁通量为BS，与线圈的匝数无关，故C错误；
D．无论磁感线是否垂直穿过某个面，穿过该面的磁通量在数值上等于穿过该面的净余磁感线条数，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
安培是国际单位制中的基本单位，韦伯、库仑、牛顿均为导出单位。
故选D。
10．A
【详解】
AB．根据可得
磁通量单位为Wb，面积单位为m2，所以有
故A正确，B错误；
CD．根据磁感应强度的定义式有
安培力F的单位为N，电流I的单位为A，长度L的单位为m，则有
故CD错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．磁感应强度的单位是特斯拉（T），选项A错误；
B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力，可能是直导线与磁场方向平行，而该点的磁感应强度不一定为0，选项B错误；
C．磁感应强度B是由磁场本身决定的，与通电导线在磁场中所受的磁场力F以及电流I和导线长度l的乘积均无关，选项C错误；
D．根据
可知，磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，选项D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．离MN越远的位置，磁感应强度越小，线框在平面内向右移动少许，其磁通量减小，A错误；
BC．直导线中的电流方向由N到M，根据安培定则，导线右侧区域磁感应强度方向向内，根据左手定则，ab边受向左的安培力，cd边受到向右的安培力，ad边受到斜向左下方的安培力，bc受到左上方安培力，离MN越远的位置，磁感应强度越小，则四个边所受的安培力的合力不为零，其中bc边和ad边所受的安培力大小相同，B错误、C正确；
D．离MN越远的位置，磁感应强度越小，故根据安培力公式
F = BIL
cd边受到的安培力小于ab边、bc边和ad边受到的安培力的矢量和，则线框在安培力作用下一定有向左的运动趋势，D错误。
故选C。
13．CD
【详解】
试题分析：穿过线圈的磁通量不仅和磁感应强度，线圈面积大小有关，还和线圈与磁场的夹角有关，A错误；穿过线圈的磁通量为零，有可能是线圈所在平面与磁场方向平行，B错误；根据公式（是线圈与磁场方向的夹角）可得穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零，磁通量很大时，磁感应强度不一定大，磁通量的变化可能是由磁感应强度的变化引起的，也可能是由于线圈面积的变化引起的，CD正确；
考点：考查了磁通量
【名师点睛】关键是根据公式（是线圈与磁场方向的夹角）分析影响磁通量大小的因素有，磁感应强度大小，线圈面积大小，线圈与磁场方向的夹角，需要注意的是在计算刺痛时，不是根据线圈的面积计算的，而是根据穿过线圈的有效面积计算的
14．AD
【详解】
A．电场和磁场都是客观真实存在的，故A正确；
B．电场强度的方向是正的试探电荷的受力方向，而磁感应强度的方向与垂直放入磁场中电流元的受力方向垂直，故B错误；
C．穿过线圈磁感线的条数与线圈匝数无关，即线圈内的磁通量与线圈的匝数无关，故C错误；
D．正的点电荷逆着电场线运动时，电场力做负功，则电荷的电势能一定增加，故D正确。
故选AD。
15．ABC
【详解】
试题分析：磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量不一定越大，当线圈与磁场是垂直放置，且磁感线是同一方向的，则磁通量才越大，若线圈与磁场平行，则磁通量为零，故A错误；磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不定变大，要注意线圈与磁场放置角度，故B错误；穿过线圈的磁通量为零时，可能是线圈平面与磁场平行，磁感应强度不一定为0，故C错误；匀强磁场中，磁场的方向处处相同，所以穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大，故D正确．
考点：磁通量
【名师点睛】线圈所在的磁感线不全是一样的方向，所以存在抵消的现象．因此面积越大，抵消的条数越多，则磁通量越小．同时线圈匝数变化，并没有导致磁通量的变化，磁通量可形象描述垂直穿过线圈的条数．
16．
【详解】
试题分析：磁通量：即等于感应强度与等效面积的乘积；由图可知，有效面积即为底面大圆的面积．
由图可知，球冠中的磁通量即为磁感应强度与球冠在垂直磁场方向上的投影面积：即有效面积为：；故磁通量为：．
点睛：本题主要考查了磁通量的简单计算，要注意有效面积．
17．（1）；（2）；（3）0
【详解】
（1）初始位置穿过线框的磁通量为
解得
（2）线框平面在垂直磁场方向的投影面积为：
线框顺时针旋转60时的磁通量为
解得
此过程中的穿过线框的磁通量变化量为
解得
（3）磁场方向水平向右，穿过V形面两个面的磁通量符号相反，总磁通量为