13.2磁感应强度磁通量（Word版含答案）

人教版必修第三册 13.2 磁感应强度 磁通量
一、单选题
1．如图所示，竖直矩形线框全部处于磁感应强度为的水平方向的匀强磁场中，线框绕某一竖直固定轴转动。线框面积为S，当水平边与磁场方向的夹角为时，穿过线框的磁通量为（　　）
A．0 B． C． D．
2．一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B1减少到零，再反向增加到B2，则线圈内的磁通量的变化量ΔΦ为（　　）
A．n（B2－B1）S B．（B2－B1）S
C．n（B2＋B1）S D．（B2＋B1）S
3．在匀强磁场中，有一根长0.4m的通电导线，导线中的电流为20A，这条导线与磁场方向垂直时，所受的磁场力为16N，则磁感应强度的大小为（　　）
A．0T B．1T C．2T D．4T
4．下列物理量属于矢量的是（ ）
A．磁通量 B．电势能 C．电流强度 D．磁感应强度
5．下列说法中正确的是（　　）
A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值，即B＝
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与方向无关
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
6．已知通电长直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该点到长直导线的距离成反比。如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，则c、f两点磁感应强度之比为（　　）
A． B． C． D．1
7．国际非电离辐射防护委员会规定，高铁产生的磁场辐射的安全标准为以下。则用国际单位制基本单位表示该磁感应强度正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，有一金属圆环置于条形磁铁左端，圆环平面与条形磁铁左端面重合，磁铁处于圆环中央位置，现把圆环平行向右移动到条形磁铁右端面（条形磁铁始终过圆环中心），关于该过程中圆环中磁通量的变化，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量逐渐变小 B．磁通量逐渐变大
C．磁通量先变大后变小 D．磁通量先变小后变大
9．能运用平行四边形法则进行合成的物理量是（ ）
A．动能 B．加速度 C．电荷量 D．磁通量
10．如图所示，a、b、c是直角坐标系平面内以坐标原点O为圆心的圆周上的三个点，且三点分别位于y轴的正半轴、负半轴及x轴的负半轴上，有两根平行通电长直导线分别通过a、b两点，电流大小相等，方向分别垂直纸面向外、向里（图中为直导线截面图），坐标原点O处的磁感应强度大小为B。若把a点的电流移到c点，方向仍垂直纸面向外，则O点处的磁感应强度大小为（　　）
A．0 B． C． D．
11．如图所示，等腰的底边长为，．在M点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里；在Q点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外，两导线中的电流大小均为I。已知在无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式（k是常数，I是导线中的电流强度，r是该点到直导线的距离）表示，则P点的磁感应强度大小为（ ）
A． B． C． D．
12．关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　）
A．通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
B．只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关
C．通电导线所受安培力的方向就是磁感应强度的方向
D．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量一定很大
13．关于磁通量，下列说法正确的是（　　）
A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
B．垂直于磁场方向的磁感线条数越多，磁通量越大
C．在磁场中所取平面的面积增大，磁通量总是增大的
D．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
14．如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，穿过圆环的磁通量的变化情况是（　　）
A．变小 B．变大
C．不变 D．先变小后变大
15．如图所示，在yOz平面的环形金属线圈以坐标系原点O为中心，xOy平面为水平面，地球磁场指向+y方向。位于原点O处的小磁针，可绕 z 轴在xOy平面内自由转动，环形线圈中的电流为16A时，磁针与+x 轴的夹角为37°。已知环形电流环心处的磁感应强度与环形电流强度成正比，则为使磁针与+x 轴的夹角变为53°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，环形线圈中的电流应该调整为（　　）
A．3A B．9A C．12A D．16A
二、填空题
16．如图所示的A、B圆环，A环通电，A、B环共面且彼此绝缘，图中所示区域Ⅰ、Ⅱ的面积相等.则Ⅰ中的磁通量________（选填“<”、“>”或“=”）Ⅱ中的磁通量。
17．面积为的线圈共50匝，其平面与大小为的匀强磁场成角，如图所示，穿过该线圈平面的磁通量大小为______。若夹角从变成，其磁通量的变化量为______。当线圈平面与磁感应强度成夹角时，穿过线圈的磁通量为______，此情况下磁通密度大小是______。
18．半径为R的圆形线圈共N匝，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，其线圈平面与磁场方向的夹角为，则穿过线圈的磁通量为_________．
三、解答题
19．如图所示，边长为的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈、两边的中点连线的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为，的匀强磁场，且磁感线与线圈平面垂直.若从上往下看，线圈逆时针转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？
20．如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为10cm。在纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈，圆心均在O处，a线圈半径为10cm，b线圈半径为15cm，（）
（1）在B减为0.4T的过程中，b中磁通量改变多少；
（2）磁感应强度B大小、方向均不变，线圈a绕某直径转过180°，a线圈中磁通量改变多少。
21．如图所示，足够长的金属框架MON与足够长的导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。
（1）若，DE从O点出发，向右以的速度匀速运动4s时，回路的磁通量的变化量是多少？
（2）在图中，若回路面积从变到，同一时间内B从变到，则回路中的磁通量变化量是多少？
（3）若开始时，DE从O点右侧1m处出发，向右以的速度匀速运动，且闭合回路中没有感应电流产生，求磁感应强度大小B随时间t变化的表达式。
22．如图所示，竖直虚线边界MN右侧有与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强大小为B=1T，矩形线框abcd垂直在磁场放置，其一半放入磁场中，已知ab=2bc=20cm。求：
（1）图示时刻，穿过abcd线框的磁通量的大小
（2）若以bc边为轴，将线框向纸外转动30°，此过程磁通量的变化量大小；
（3）若以bc边为轴，将线框转动180°，此过程磁通量变化量的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
当水平边与磁场方向的夹角为时，穿过线框的磁通量
故选C。
2．D
【详解】
末状态的磁通量为
初状态的磁通量为
则线圈内的磁通量的变化量为
ABC错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
根据导线与磁场方向垂直时
则
故选C。
4．D
【详解】
标量是只有大小，没有方向的物理量，矢量是既有大小又有方向、运算时遵循平行四边形定则的物理量，磁通量、电势能、电流强度都为标量，而磁感应强度是矢量。
故选D。
5．B
【详解】
A．通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度，要注意该定义式的条件。故A错误；
B．某处磁感应强度的大小和方向只与场强本身有关，跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关，故B正确；
C．通电导线在某点不受磁场力的作用，可能是导线的方向与磁场的方向平行，该点的磁感应强度不一定为零。故C错误；
D．根据左手定则可知，磁感应强度的方向与安培力的方向垂直。故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
根据题意设磁感应强度为
若正方体的边长为L，两根直导线的电流在c点产生的磁感应强度方向相同，沿bc方向，大小均为
则c点的磁感应强度为
直导线hg的电流在c点产生的磁感应强度方向沿fd，大小为
直导线dh的电流在c点产生的磁感应强度方向与hf垂直，大小为
与垂直，则f点的磁感应强度大小为
则c、f两点磁感应强度之比为
故C正确。
故选C。
7．D
【详解】
根据
可得磁感应强度的单位是，但N不是国际单位制基本单位，又由
可得
联立可得
故ABC错误，D正确。
8．C
【详解】
条形磁铁的磁感线是闭合的，在磁体的内部从S极到N极，外部由N极到S极；圆环在图示位置时，穿过圆环的磁感线的条数等于磁铁向左穿过圆环的磁感线与向右穿过圆环的磁感线的条数之差，圆环在磁铁的中央位置时，穿过圆环向右的磁感线最少，所以该位置的磁通量最大，即把圆环平行向右移动到条形磁铁右端面时，该过程中圆环中磁通量先变大后变小。
故选C。
9．B
【详解】
AC．动能和电荷量只有大小，没有方向，都是标量，运算遵守代数运算法则，AC错误；
B．加速度是矢量，运用平行四边形法则进行合成，B正确；
D．磁通量虽有方向，但磁通量运算遵守代数运算法则，D错误。
故选B。
10．B
【详解】
两通电直导线的电流相等，离坐标原点O的距离相等，所以在原点O产生的磁感应强度大小相等，设为，根据右手螺旋定则，a点的电流在坐标原点O的磁场方向沿x轴的正方向，b点的电流在坐标原点O的磁场方向也沿x轴的正方向，于是有
解得
把a点的电流移到c点，其在坐标原点O产生的磁场方向沿y轴的正方向，大小仍为，b点的电流在坐标原点O产生的磁场不变，根据矢量运算法则，原点O的合磁场
结合
可得
选项B正确，ACD错误。
故选B。
11．D
【详解】
根据安培定则可知，固定在M点和Q点的通电直导线在P点的磁场如图所示，两通电直导线在P点的磁感应强度大小、，均为
根据几何关系可知，、的夹角为，则P点的磁感应强度大小
故选D。
12．B
【详解】
A．通电导线在某处不受安培力的作用，可能是电流方向与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项A错误；
B．磁感应强度
只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关，选项B正确；
C．通电导线所受安培力的方向与磁感应强度的方向垂直，选项C错误；
D．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D错误。
故选B。
13．D
【详解】
A．穿过某一面积的磁通量为零，可能是该平面与此处磁感线平行，也可能是该处磁感应强度为零，故A错误；
B．穿过垂直于磁场方向的平面的磁感线条数越多，磁通量越大，故B错误；
C．当闭合线圈平面跟磁场方向平行时，当取平面的面积增大，磁通量却为零，故C错误；
D．根据
Φ=BScosθ
可知，故磁通量取决于磁感应强度、线圈面积以及二者间的夹角，故磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大，故D正确。
故选D。
14．A
【详解】
磁通量的大小可以根据穿过线圈的磁感线条数的多少进行分析判断，由图可知，由A到B的过程中，穿过线圈的磁感线条数变少，故说明磁通量变小，BCD错误，A正确。
故选A。
15．B
【详解】
根据题意可知
解得
即
故选B。
16．>
【详解】
A环通电，由安培定则可知，环形电流内，磁场垂直纸面向内，环形电流外，磁场垂直纸面向外，故在区域Ⅰ中，磁场向内、区域Ⅱ中磁场向外，但由于Ⅰ中磁感线分布较密、磁感应强度较大，故Ⅰ中磁通量较大，即>。
17． 0
【详解】
[1]由题意可知线圈平面的面积在垂直于磁场方向上的投影为，所以穿过该线圈平面的磁通量大小为
[2]当夹角变成时，磁通量
所以磁通量的变化量
[3]当线圈平面与磁感应强度成角时，在垂直方向上的投影为0，所以磁通量为0。
[4]无论线圈如何变化，磁场的强弱不变，即磁感应强度不变，所以磁通密度即单位面积上穿过的磁感线的条数不变，仍为。
18．
【详解】
[1]．穿过线圈的磁通量为
19．减少了
【详解】
在原图示位置，由于磁感线与线圈平面垂直，因此磁通量为
当线圈绕轴逆时针转过37°后（见图中虚线位置）磁通量为
磁通量变化量
所以线圈转过37°后，穿过线圈的磁通量减少了。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）a线圈面积正好与圆形磁场区域重合
即磁通量减少了；
b线圈面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与a线圈面积相同，故磁通量的变化量与a线圈相同；
（2）初始时磁感线从a线圈上平面穿入，线圈转过180°后，磁感线从该面穿出，故
即磁通量改变了。
21．（1）ΔΦ1=0.4Wb；（2）ΔΦ2=11.6Wb；（3）
【详解】
(1)棒向右以的速度匀速运动4s时，位移为
由于∠MON=45°，此时回路的面积为
回路的磁通量即磁通量的变化量为
(2)B0=0.8T时的初态磁通量为
末态的磁通量为
回路中的磁通量的变化为
(3)闭合回路三角形的直角边长为
闭合回路中没有感应电流产生，则磁通量不变，有
解得
22．（1）；（2）0；（3）
【详解】
（1）图示时刻穿过线框的磁通量大小为：
解得
（2）以bc边为轴，向纸外转动，由几何关系可得此时有效面积仍为线框面积一半，即
故
（3）若以图示时磁通量为正，则转过时磁通量为
则此过程磁通量变化量大小为
答案第1页，共2页
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