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
一、选择题（共16题）
1．两根长直导线平行固定在M、N两点，如图所示，图中的O1为MN的中点，O2为MN延长线上的一点，且N刚好是O1、O2的中点．现在两导线中通有方向相反、大小相等的电流，经测量可知O1、O2两点的磁感应强度大小分别为B1、B2．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度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，即 ．突然导线N中的电流减为0，则此时（ ）
A．O1、O2两点的磁感应强度大小分别为
B．O1、O2两点的磁感应强度大小分别为
C．O1、O2两点的磁感应强度大小分别为
D．O1、O2两点的磁感应强度大小分别为
2．为了纪念物理学家、电气工程师尼古拉·特斯拉对电磁学的贡献，物理学中以“特斯拉”作为某个物理量的单位，这个物理量是（　　）
A．电场强度 B．磁感应强度
C．磁通量 D．电势
3．关于磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．指南针的使用，说明地球有磁场
B．磁场的方向与放在该点的通电直导线所受磁场力方向一致
C．磁感线是用来描述磁场相关性的曲线，它与磁场一样真实存在
D．磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大
4．如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在MN的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　）
A．O点处的磁感应强度最大
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、c两点处的磁感应强度的方向相同
5．下列式子中不属于比值定义法的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体的做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转．某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验，他们发现：当通过导线电流为时，小磁针偏转了；当通过导线电流为时，小磁针偏转了，则下列说法中正确的是（ ）
A． B． C． D．无法确定
7．下列说法中正确的是（　　）
A．检验电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度不一定为零
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
C．表征电场中某点电场的强弱，是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值
D．表征磁场中某点磁场的强弱，是看把小磁针放在该点时N极偏离原方向的角度
8．如图所示，三个线圈放在匀强磁场中，面积S1A．Φ1＝Φ2
B．Φ2＝Φ3
C．Φ1＞Φ2
D．Φ3＞Φ2
9．关于磁通量下列说法正确的是（ ）．
A．磁通量越大表示磁感应强度越大
B．面积越大穿过它的磁通量也越大
C．穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度
D．磁通量不仅有大小而且有方向是矢量
10．如图所示，电流从A点分两路对称地通过圆环形支路再汇合于B点， 则对圆环中心处O点的磁感应强度的描述正确的是（ ）
A．条件不足，无法判断
B．O点处磁感应强度为零
C．O点处磁感应强度方向垂直圆环面指向纸内
D．O点处磁感应强度方向垂直圆环面指向纸外
11．将面积为6.0×10-4 m2的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为30°，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为3.0×10-5 Wb，则此匀强磁场的磁感应强度B应等于（　　）
A．1.0×10-1 T B．5.0×10-2 T C．2.0×10-1 T D．1.8×10-9 T
12．已知通有恒定电流I的无限长直导线产生的磁场，磁感应强度与该点到导线的距离成反比如图，有三根无限长、通有大小一样电流的直导线a、b、c等间距放置，其中b中电流与a、c相反，此时与距离都相等的P点（未画出）磁感应强度为B，现取走导线a，则P点的磁感应强度为（　　）
A．B B． C． D．
13．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流大小均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为、和，下列说法正确的是（ ）
A．
B．，
C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里
D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
14．根据磁感应强度的定义式B＝F/(IL)，下列说法中正确的是（ ）
A．在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比
B．一小段通电直导线在空间某处受磁场力F＝0，那么该处的B一定为零
C．磁场中某处B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同
D．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力F也一定为零
15．如图所示，两根长直导线竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔中，为连线的中点，连线上两点关于点对称，导线中通有大小相等、方向相反的电流。下列说法正确的是（　　）
A．点的磁感应强度为零
B．点的磁感应强度不为零
C．两点的磁感应强度不相同
D．两点的磁感应强度相同
16．圆心为O、半径为R的半圆的直径两端，各固定有一根垂直圆平面的长直导线a、b，两导线中通有大小分别为2I0和I0且方向相同的电流．已知长直导线产生的磁场的磁 感应强度，其中k为常数、I为导线中电流、r为点到导线的距离．则下列说法中正确的是（ ）
A．圆心O点处的磁感应强度的方向由a指向b
B．在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为
C．在半圆上一定存在“磁感应强度方向平行于直径ab”的位置
D．在半圆上一定存在“磁感应强度方向沿半圆切线方向”的位置
二、填空题
17．在国际单位制中，电流的单位是___________，磁感应强度的单位是___________。
18．在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，半径为 R 的半球形球壳如图（a）放置，穿过它的磁通量为_______；面积为 S 的矩形线框在该磁场中的初始位置如图（b）中实线所示，线框绕 O 轴逆时针转动到与磁场垂直的虚线位置，这一过程中穿过线框的磁通量的变化量大小为______。
19．如图所示，一个有弹性的导线圈套在通电长螺线管外，与螺线管垂直且同轴，螺线管中的电流方向如图，导线圈中的磁通量方向为_________．如果把线圈向四周拉，使线圈所围面积增大，则线圈内的磁通量将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）．
20．在纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都有通相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心产生的磁感应强度大小为，则中心O处的磁感应强度大小为 __．
三、综合题
21．如图所示，一个单匝线圈abcd水平放置，面积为S，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，当线圈以ab边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？
22．如图所示，矩形线圈面积为S，放在匀强磁场B中，开始处于水平位置（I）处，磁场与线圈平面法线的夹角为，当线圈绕其一边顺时针转过90°到达竖直位置（Ⅱ）处时，线圈中的磁通量改变了多少
23．在磁感应强度处处相等的磁场中放一与磁场方向垂直的通电直导线，通入的电流是2.5 A，导线长10 cm，它受到的磁场力为5×10－2 N。问：
(1)这个磁场的磁感应强度是多大？
(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，该磁场的磁感应强度是多大？
24．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
试题分析：M在O1处产生的磁场强度，在O2处产生的磁场强度．方向均为向上；N在O1处产生的磁场强度，方向向上；在O2处产生的磁场强度．方向向下；则由场强的叠加原理可知：；；解得；；若突然导线N中的电流减为0，则O1点的磁感应强度大小为，O2点的磁感应强度大小为，则选项A正确；
2．B
【详解】
电场强度的单位是N/C或V/m，磁感应强度的单位是T，磁通量的单位是Wb，电势的单位V。
故选B。
3．A
【详解】
A．指南针是由磁性材料做成的，指南针指南说明它受到磁场的作用，说明地球周围有磁场，故A正确；
B．根据左手定则，可得磁场的方向与放在该点的通电直导线所受磁场力方向垂直，故B错误；
C．磁感线是人为假想出来，用来描述磁场相关性的曲线，它不是真实存在的，故C错误；
D．在计算磁通量的公式 Φ=BS 中S指的是磁场穿过线圈的有效面积，不一定等于线圈面积，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．根据右手螺旋定则，M处导线在O点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在O点产生的磁场方向竖直向上，合成后磁感应强度等于0，A错误；
B．M在a处产生的磁场方向垂直于MN向下，N在a处产生的磁场方向垂直于MN向上，因a距离导线M较近，可知a点的合磁场方向向下；同理可知b点的合磁场方向向上；由对称可知ab两点的磁场大小相等，方向相反，B正确；
C．M在d点的磁场方向垂直于Md斜向左下方，N在d点的磁场方向垂直于Nd斜向左上方，则d点的合磁场方向水平向左；同理可知c点的合磁场方向水平向右,C错误；
D．由以上分析可知，a点的合磁场方向向下，c点的合磁场方向水平向右，两点磁场方向不同，D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．加速度是牛顿第二定律得到的，是加速度的决定式，故A正确；
B．在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比，叫做这点的电势，电势的表达式，属于比值定义法，故B错误；
C．电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，由电容器本身决定，C与Q和U无关，电容的表达式，属于比值定义法，故C错误；
D．磁感应强度与通电导线受到的安培力、是否引入通电导线无关，只取决于本身的性质，所以，属于比值定义法，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】
本题应用力矩平衡知识来求解．磁场对磁铁的作用力与磁感应强度成正比磁场力F=KB，设地磁场感应强度为B0，小磁针等效成长为L的条形磁铁，设转30度时电流产生的磁场在小磁针处磁场为B1，由右手定则知B1与B0垂直，由力矩平衡得KB1LSin60=kB0Lsin30,转60度时得KB2LSin30=KB0Lsin60,由以上两式得B2=3B1，而电流与磁感应强度成正比，所以I2=3I1．答案为A
7．C
【详解】
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场强度一定为零，故A不符合题意；
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，在该处磁感应强度不一定为零，若通电导线与磁感强度平行时，受到的安培力为零，故B不符合题意；
C．根据电场强度公式
可知电荷受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱，故C符合题意；
D．当导线中电流的方向与磁场的方向垂直时，导线所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱，故D不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】
解：根据公式Φ=BS，从图中看出，面积S1＜S2＜S3．，所以线圈S3穿过的磁感线条数最多，所以磁通量最大，线圈S1穿过的磁感线条数最少，所以磁通量最少．故A、B、C错误，D正确．
故选D
9．D
【详解】
磁通量可理解为穿过单位面积的磁感线的条数，与线圈的面积、磁感应强度以及线圈的放置有关，则磁通量越大，磁感应强度不一定越大，选项A错误；当磁场与面积相互垂直时穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度，C错误；根据可知，面积越大穿过它的磁通量不一定越大，选项B错误； 磁通量不仅有大小而且有方向是矢量，选项D正确；故选D.
10．B
【详解】
试题分析：因为流过两支路的电流大小相等，根据对称性，两支路的电流在点产生的磁感应强度大小相同方向相反，故圆环中心O处的磁感应强度大小为零，B正确，本题选B．
11．A
【详解】
将磁场分解为垂直于平面和垂直于平面后可得
解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
12．C
【详解】
设P到a、b距离分别为x，则到c的距离为3x，a在P点产生的场强向内，设为，则c在P点产生的场强向外，大小为，因此
得
撤去a导线后，P点的磁感应强度为b、c两导线在P点产生场强的叠加
故C正确。
故选C。
13．C
【详解】
由题意可知，a点的磁感应强度由三条通电导线在此处产生磁场的磁感应强度叠加而成，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在b点与a点情况相同，相邻的两条通电导线产生的磁场相互抵消，第三条通电导线产生的磁场垂直纸面向外，而在c点三条通电导线产生的磁场方向相同，且均垂直纸面向里，所以叠加而成的磁场最强，方向垂直纸面向里。
故选C。
14．BD
【详解】
磁感应强度的定义式B=,是比值定义的，在磁场中某确定位置，B与F与I、L的乘积没有直接关系，仅是它们的比值．A错．一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，如果电流平行于磁场放置则B不一定为零，B错．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向垂直，C错．一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也一定为零，D对．
15．BD
【详解】
AB．由右手螺旋定则可知，m、n两根导线对O点产生的磁场方向均垂直于P、Q连线向上，故O点的磁感应强度为两者之和，大小不为零，故A错误，B正确；
CD．由于m、n两根导线通过大小相等的电流，故m对a、b两点产生的磁感应强度大小与n对b、a两点产生的磁感应强度大小相等，方向也相同，由磁场的叠加原理，则a、 b两点的磁感应强度相同，故C错误，D正确；
故选BD。
16．BD
【详解】
根据右手定则可判断电流a在O点的磁场方向竖直向下，电流B在O点磁场方向竖直向上，由磁感应强度知，电流a在O处产生的磁感应强度比电流b的大，故叠加后O点磁场方向竖直向下，故A错误；设在直径ab上，磁感应强度为0的点与b点距离为r，，解得，所以B正确；在半圆上任取一点P，电流a在P点的磁感应强度为，电流b在P点的磁感应强度为，设该处磁感应强度B的方向与aP的夹角为α，则，设aP与ab的夹角为β，则，所以，故B的方向不可能与ab平行，一定存在BD 方向沿半圆切线方向的位置，所以C错误；D正确．
17． 安培（A） 特斯拉（T）
【详解】
在国际单位制中，电流的单位是安培（A）, 磁感应强度的单位是特斯拉（T）。
18．
【详解】
根据磁通量的公式，可得穿过半球形球壳的磁通量为
根据磁通量的公式，取此时磁感线穿过的面的磁通量为正，没有转动前，通过线框的磁通量为
由于转动后，磁感线从另一面穿过，则此时磁通量为负，即有
这一过程中穿过线框的磁通量的变化量大小为
19． 向左穿过 变小
【详解】
根据右手定则可知，螺线管左侧为N极，因此导线圈中的磁通量方向为向左穿过；
如果把线圈向四周拉，使线圈所围面积增大，则外部从左向右穿过的磁场线增多，相互抵消，则线圈内的磁通量将变小。
20．0
【详解】
根据右手定则可知，直线电流的磁场是以直线电流为中心的一组同心圆，故中心O点处三个直线电流的磁场方向如图所示：
由于对称性，它们互成1200的角，且它们的大小相等，均为B0，根据矢量合成的特点，可知它们的合矢量为零．
21．；
【详解】
试题分析：在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量为Φ=BS，图中S有磁感线穿过线圈的面积，即为有效面积．当线圈以ab为轴从图中位置转过30°和60°的瞬间，线圈在垂直于磁场方向投影的面积．
由图可知，开始时线圈有一半在磁场中，则转过30度和60度时，线圈在磁场中的有效面积不变，均为原线圈面积的一半，则说明穿过线圈的磁通量均为．
22．
【详解】
初位置磁通量
（取初位置磁通量为正）末位置磁通量
所以磁通量改变了
23．(1)0.2 T；(2)0.2 T
【详解】
(1)由磁感应强度的定义式得
(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置（点）决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是0.2 T。
24．见解析
【解析】
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。
答案第1页，共2页