13.2磁感应强度磁通量综合训练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

13.2磁感应强度磁通量
一、选择题（共15题）
1．在国际单位制中，以欧姆（）为单位的物理量是（　　）
A．电压 B．电流 C．电阻 D．磁通量
2．磁通量的单位是（　　）
A．特斯拉（T） B．韦伯（Wb）
C．法拉（F） D．洛伦兹（L）
3．如图所示，条形磁铁与a，b金属圆环面垂直且过圆环的圆心，穿过二圆环的磁通量的大小关系是
　
A．穿过a环的磁通量大
B．穿过b环的磁通量大
C．穿过a环和b环的磁通量一样大
D．不能确定
4．用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法，以下表达式中不属于用比值法定义的是（　　）
A． B． C． D．
5．下列说法正确的是（　　）
A．磁感应强度是标量
B．磁感应强度的单位是特斯拉，符号是T，
C．磁感线是磁场中客观存在的曲线
D．磁体与通电导体间的相互作用是通过电场发生的
6．空间中存在方向未知、磁感应强度大小为的匀强磁场，距离为的两直导线平行固定在绝缘水平面上，当两直导线中分别通以大小相等、方向如图所示的电流时，发现在水平面上方到两直导线的距离都为的点的磁感应强度恰好为零。若仅改变其中一根通电直导线中电流的方向，则点的磁感应强度大小变为
A． B． C． D．
7．由磁感应强度的定义式B=可知（ ）
A．通电导线L所在处受到的磁场力F为零．该处的磁感应强度B也一定为零
B．磁感应强度B的方向与F的方向一致
C．该定义式只适用于匀强磁场
D．只要满足L很短、Ⅰ很小的条件，该定义式对任何磁场都适用
8．下列哪个是磁感应强度的单位( )
A．安培 B．特斯拉 C．法拉第 D．伏特
9．磁场的磁感应强度是电磁学中一个重要的物理量，其单位用国际单位制基本单位可表示为（　　）
A． B． C． D．
10．在纸面上有一个等边三角形ABC，其定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
A．0 B． C．2 D．3
11．关于磁通量，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量
B．磁感应强度越大，磁通量越大
C．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
12．三根平行的长直导体棒分别过正三角形ABC的三个顶点，并与该三角形所在平面垂直，各导体棒中均通有大小相等的电流，方向如图所示．则三角形的中心O处的合磁场方向为(　 　)
A．平行于AB，由A指向B B．平行于BC，由B指向C
C．平行于CA，由C指向A D．由O指向C
13．下列可以表示磁场的是（ ）
A．电场强度 B．磁感线 C．磁感应强度 D．电场线
14．下列说法中正确的是（　　）
A．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
B．由B=可知，磁场中某点的磁感应强度B与磁场力F成正比，与电流元IL成反比
C．若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度可能不为零
D．若一小段电流在某位置所受的安培力为零，则该处的磁感应强度可能不为零
15．通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度与导线中的电流强度成正比，与距导线的距离成反比。有四条垂直纸面且互相平行的固定长直导线，它们与纸面的交点分别为P、Q、N及S，四点的连线构成一个正方形。以正方形中心O点为原点建立平面直角坐标系，x轴与PS边平行，M为PS边的中点。已知四条导线中的电流大小相等，方向均指向外，与纸面交点为S的导线在M点的磁感应强度大小为B，则下列叙述正确的是
A．四条导线在O点的磁感应强度等于零
B．四条导线在M点的磁感应强度大小为
C．与纸面交点为S的导线所受安培力的方向为由S指向O
D．在x轴上坐标为r且r>0的任一点，其磁场方向均与Ox方向相同
二、填空题
16．边长为a的正方形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示．求出下列四种情况下，穿过线圈的磁通量．
φ1=________， φ2=________，
φ3=________， φ4=________．
17．如图所示，大圆的导线环A中通以电流I，方向如图所示，在导线环所在平面上另画了一个小圆B，它的一半面积在A环外，一半面积在A环内，则圆B内的合磁场方向_______.
18．默写公式
(1)闭合电路欧姆定律：I=__________
(2)安培力:F=_________
(3)洛伦兹力:f=________
(4)磁感应强度:B=_______
(5)电功:W=_________
19．两根互相垂直的通电直导线放在同一平面内，彼此绝缘，电流方向如图所示．在两导线周围的四个区域中，肯定不可能出现磁感强度为零的区域是______；可能出现磁感强度为零的区域是______．
三、综合题
20．面积为2.5×10－2 m2的单匝矩形线圈放在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是10－3 Wb，那么，磁场的磁感应强度是多少？
21．如图所示，闭合导线框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B。
（1）分别求出B⊥S（图示位置）和B∥S（线框绕OO′转90°）时，穿过闭合导线框架平面的磁通量。
（2）由图示位置绕OO′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为多少？
（3）这个过程中磁通量变化了多少？
22．如图所示，边长为100cm的正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线圈ab、cd两边中点连线OO′的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为B1＝0.6T，B2＝0.40T的匀强磁场，若从上往下看，线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变了多少？
23．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场B＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。现在纸面内先后放上圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1cm，20匝；D线圈半径为2cm，10匝；C线圈半径为0.5cm，1匝；问：
(1)在磁感应强度B减少为0.4T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？
(2)当磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．在国际单位制中，电压的单位为伏，故A错误；
B．在国际单位制中，电流的单位为安，故B错误；
C．在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，故C正确；
D．在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
磁通量的单位为韦伯，符号为Wb，故选B。
3．A
【详解】
根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向下，外部磁感线方向向上．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向上的磁感线将磁铁内部向下的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较少，则磁通量较大，所以穿过a环的磁通量大．
A. 穿过a环的磁通量大．与分析结果相符，故A正确；
B. 穿过b环的磁通量大．与分析结果不符，故B错误；
C. 穿过a环和b环的磁通量一样大．与分析结果不符，故C错误；
D. 不能确定．与分析结果不符，故D错误．
4．B
【详解】
比值法定义，被定义的物理量与用来定义的物理量间没有因果关联，例如电场强度E与试探电荷的电量q以及受的电场力F无关；磁感应强度B与电流元受的安培力F和IL无关；电容器的电容C与电容器带电量Q以及两板间电压U无关，所以选项中只有B有因果关联，符合题意。
故选B。
5．B
【详解】
A．磁感应强度有大小和方向，是矢量，A错误；
B．磁感应强度的单位是特斯拉，符号是T，，B正确；
C．磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，不是磁场中客观存在的曲线，C错误；
D．磁体与通电导体间的相互作用是通过磁场发生的，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
由几何关系可知，两导线与P点的连线相互垂直，则由安培定则可知两导线在P点的磁场方向如图
由题意可知
其中B0方向水平向左；若仅改变其中一根通电直导线中电流的方向，则点的磁感应强度大小变为
故选B。
7．D
【详解】
试题分析：磁场中一点的磁感应强度的大小与外界因素无关，只和磁场本身的性质有关，A错误；根据左手定则可得磁感应强度B的方向与F的方向垂直，B错误；该定义式只要满足L很短、Ⅰ很小的条件，该定义式对任何磁场都适用，C错误D正确；
8．B
【详解】
试题分析：特斯拉是磁感应强度的单位，安培是电流的单位，法拉是电容的单位，伏特是电压的单位，故B正确．
9．B
【详解】
根据公式
则有
故选B。
10．A
【详解】
试题分析：根据右手定则可得三根导线在O点产生的磁感应强度方向的夹角都为120°，大小相等，如图所示，故合磁感应强度为零，A正确；
11．C
【详解】
A．磁通量有大小，没有方向，但有正负，是标量，A错误；
B．磁通量与磁感应强度无关，当磁通量越大，磁感应强度可能不变，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，C正确；
D．磁通量是穿过线圈的磁感线的多少，而磁感应强度是描述磁场的强弱，两者不是相同的概念，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
根据右手螺旋定则，电流A在O产生的磁场平行于BC，且由C向B，B电流在O产生的磁场平行AC，且由A向C，电流C在O产生的磁场平行AB，且由A向B，由于三导线电流大小相同，到O点的距离相同，根据平行四边形定则，则合场强的方向平行于AB，由A指向B．
A．由前面分析可知合磁场方向平行于AB，由A指向B故A正确
BCD．由前分析可知合磁场平行于AB，由A指向B故BCD错误．
13．BC
【详解】
磁场是一种看不见的特殊物质，为力形象的描述磁场，引入磁感线，磁感线的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度代表磁场的强弱程度，即用磁感应强度来描述磁场，故选项BC正确，AD错误．
14．AD
【详解】
A．根据
可知，磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大，选项A正确；
B．磁场中某点的磁感应强度B是由磁场本身决定的，与磁场力F以及电流元IL无关，选项B错误；
C．若试探电荷在某位置所受的电场力为零，则该处的电场强度一定为零，选项C错误；
D．若一小段电流在某位置所受的安培力为零，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处的磁感应强度可能不为零，选项D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A. 因四条导线中的电流大小相等，O点距导线的距离均相等，由右手螺旋定则可知，四条导线在O点的磁感应强度等于零，故A正确；
B.设四条导线中的电流为I，MS间距为x，由题可知，磁感应强度可写为
（k为比例系数）
由右手螺旋定则可知，导线P、S在M点的产生的磁感应强度为零，设PQ和QN之间的夹角为，由几何关系可知
导线Q、N在M点的磁感应强度为
由磁感应强度的矢量叠加可知，M点的磁感应强度为
故B错误；
C. 由右手螺旋定则可知，导线P、Q、N在S的磁感应强度垂直于SO指向左上方，再由左手定则可知，导线S所受安培力的方向为由S指向O，故C正确；
D. 在SN中点处，由右手螺旋定则可知，导线SN在此点的合磁感应强度为零，导线PQ在此点的合磁感应强度垂直与Ox方向，故D错误。
故选AC。
16． 0； Ba2； 0.5Ba2； ；
【详解】
由图1可知，线圈与磁场平行，根据Φ=B Ssinθ可知，穿过线圈的磁通量φ1=0；
由图2可知，线圈与磁场垂直，根据Φ=B Ssinθ可知，穿过线圈的磁通量Φ2=BS=Ba2
由图3可知，线圈与磁场之间的夹角是30 ，根据Φ=B Ssinθ可知，穿过线圈的磁通量为Φ3=BSsin30 =0.5Ba2；
由图4可知，线圈与磁场之间的夹角额60 ，根据Φ=B Ssinθ可知，穿过线圈的磁通量为Φ4=BSsin60 =.
答：四个图中中的磁通量分别为：0，Ba2，0.5Ba2，．
17．向里
【详解】
根据题意可知，通电环形导线，在线圈B处产生磁场方向，左半边的垂直向里，右半边的磁场垂直向外，且线圈A内部的磁场强，根据方向不同可以相互抵消，可知，B圆内的合磁场方向向里。
18．
【详解】
(1)闭合电路欧姆定律：；
(2)安培力：，其中为磁感应强度与电流方向的夹角；
(3)洛伦兹力，其中为磁感应强度与速度方向的夹角；
(4)磁感应强度：，其中电流元与磁感应强度垂直；
(5)电功：
19． Ⅱ、Ⅳ； Ⅰ、Ⅲ
【详解】
先由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向．如图所示，
“ ”表示磁感线垂直纸面向外，“×”表示磁感线垂直纸面向里．所以第二、四象限磁场不可能为零，而第一、三象限可能为零；肯定不可能出现磁感强度为零的区域是Ⅱ、Ⅳ；可能出现磁感强度为零的区域是Ⅰ、Ⅲ．
20．4×10－2 T
【详解】
当线圈平面与磁场方向垂直时
Φ=BS
则
21．（1）BS，0；（2）BS；（3）
【详解】
（1）B⊥S时穿过闭合导线框架平面的磁通量为
Φ1＝BS
B∥S时穿过闭合导线框架平面的磁通量为0。
（2）由图示位置绕OO′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为
Φ2＝BScos60°=
（3）这个过程中磁通量的变化量为
ΔΦ=Φ2－Φ1=
22．－0.1Wb，－1.0Wb
【详解】
在原图位置，磁感线与线圈平面垂直，磁通量
Φ1=B1×+B2×=0.6×Wb+0.4×Wb=0.5Wb
线圈绕OO′轴逆时针转过37°后，磁通量
Φ2=B1×cos37°+B2×cos37°=0.6××0.8Wb+0.4××0.8Wb=0.4Wb
故线圈逆时针方向转过37°时，穿过线圈的磁通量改变量为
ΔΦ=Φ2-Φ1＝0.4Wb-0.5Wb=-0.1Wb
绕圈绕OO′轴逆时针转过180°时，规定穿过原线圈平面的磁通量为正，转过180°后，穿过线圈平面的磁通量为负，转过180°后的磁通量
Φ3=-B1×-B2×=-0.5Wb
初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量改变量为
ΔΦ′=Φ3-Φ1=-0.5Wb-0.5Wb=-1.0Wb
23．(1)1.256×10 4Wb；1.256×10 4Wb；(2)8.4×10 6Wb
【详解】
解：(1)对A线圈
Φ1＝B1πr
Φ2＝B2πr
故磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝（0.8－0.4）×3.14×（1×10 2）2Wb＝1.256×10 4Wb
对D线圈
|Φ2－Φ1|＝1.256×10 4Wb
(2)对C线圈
Φ1＝Bπ
磁场转过30°，线圈面积在垂直磁场方向上的投影为πrcos30°，
则
Φ2＝Bπrcos30°
故磁通量改变量
|Φ2－Φ1|＝Bπr（1－cos30°）＝8.4×10 6Wb答案第1页，共2页