第13章 电磁感应与电磁波初步 2 磁感应强度磁通量夯基提能作业新人教版必修第三册（Word版含答案）

第十三章　2　
一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)
1．(2021·新疆石河子第二中学高二上学期期末)关于磁感应强度，下列说法正确的是(　B　)
A．磁感应强度只反映磁场的强弱
B．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量
C．磁感应强度方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向
D．磁感应强度方向就是放在该点的小磁针静止时S极的指向
解析：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，选项A错误，B正确；磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受作用力的方向垂直，选项C错误；磁感应强度的方向就是放在该点的小磁针的N极静止时的指向，选项D错误。
2．(2021·宁夏石嘴山市第一中学高二上学期期末)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　D　)
A．根据磁感应强度定义B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比
B．磁感应强度B是标量，没有方向
C．磁感应强度B是矢量，方向与安培力F的方向相反
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同
解析：磁感应强度由磁场本身决定，与电流、导线长度、导线受到的安培力无关，故A错误；磁感应强度B是矢量，方向是小磁针N极在该点受力的方向，与电流所受安培力方向垂直，故B、C错误；磁感应强度是描述磁场的强弱的物理量，是由磁场本身决定的，故D正确。
3．(多选)磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号：T)，下列单位中与磁感应强度单位一致的是(　AD　)
A．　　 B．　　
C．　　 D．
解析：根据定义式B＝可知A正确，B、C错误；F＝qE、E＝、B＝，则B可写作B＝，即，D正确。
4．(2021·浙江宁波高一下期末)某同学在研究通电导线在磁场中受力时，先将同一个电流元(Il)，垂直磁场放在A、B、C三个位置；然后在B点，垂直磁场放入不同的电流元(分别为Il、2I·l、I·2l)，观察所受力的大小，如图所示。由此实验和数据，能得到的结论是(　D　)
A．同一电流元在磁场的不同点，所受力的大小不同，该力与电流元的比值相同
B．不同电流元在磁场的同一点，所受力的大小不同，该力与电流元的比值不同
C．磁感应强度大小与所受力的大小成正比，与电流元(Il)成反比
D．电流元在磁场中受到的力与电流元的比值是反映磁场自身性质的物理量，与电流元无关
解析：对比A、B、C三点可知，同一电流元在磁场的不同点，所受力的大小不同，所以该力与电流元的比值不同，A错误；对比在B点放置不同的电流元的受力情况可知，不同电流元在磁场的同一点，所受力的大小不同，该力与电流元的比值相同，说明该力与电流元的比值是反映磁场自身性质的物理量，与电流元无关，BC错误，D正确。
5．如图所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小为(　C　)
A．7 T
B．1 T
C．5 T
D．大于3 T小于4 T
解析：B＝＝ T＝5 T。
6．现有一段长L＝0.2 m、通有电流I＝2.5 A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是(　C　)
A．如果B＝2 T，则F一定为1 N
B．如果F＝0，则B也一定为0
C．如果B＝4 T，则F有可能为2 N
D．当F为最大值时，通电导线一定与B平行
解析：当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIL；当导线与磁场方向平行时，F＝0；当导线与磁场方向成任意其他角度时，07．(多选)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是(　AD　)
解析：根据安培定则判定电流I1、I2在闭合线圈内的磁场方向，由对称关系可知选项A、D中的磁通量可能为零。
二、非选择题(本题共1小题，共11分)
8．(11分)磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10－2 N。问：
(1)这个位置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，这一点的磁感应强度是多大？
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？
答案：(1)2 T　(2)2 T　(3)不能确定
解析：(1)由磁感应强度的定义式得
B＝＝＝2 T。
(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为2 T。
(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场平行。
一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)
1．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是(　B　)
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
解析：由于导线与磁场方向垂直，导线受到的磁场力F＝BIL。对于题图给出的F－I图线，直线的斜率k＝BL，由题图可知ka>kb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确。
2．(2021·黑龙江大庆实验中学高二上学期期末)如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2＝S3，且“3”线圈处于磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3。则它们的大小关系是(　C　)
A．Φ1＞Φ2＞Φ3　 B．Φ1＞Φ2＝Φ3
C．Φ1＜Φ2＜Φ3　 D．Φ1＜Φ2＝Φ3
解析：在条形磁铁内外都有磁场，套在条形磁铁外的三个线圈的磁通为内部向左的磁通减去外部向右的磁通，而内部向左的磁通相同，外部向右的磁通越大，抵消越多，总磁通越少，1,2 在同一位置，1的外部面积大，则向右的磁通大，故Φ2＞Φ1；2,3面积一样，3位置外部B小，则外部向右磁通小，则Φ3＞Φ2；可知：Φ1＜Φ2＜Φ3，选项C正确。
3．(2020·浙江选考物理)特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，I1>I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直，b点位于两根导线间的中点，a、c两点与b点距离相等，d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响，则(　C　)
A．b点处的磁感应强度大小为0
B．d点处的磁感应强度大小为0
C．a点处的磁感应强度方向竖直向下
D．c点处的磁感应强度方向竖直向下
解析：本题考查输电线上所产生磁场的磁感应强度的叠加。由安培定则判断通电导线周围的磁感应强度方向，结合I1>l2由磁感应强度的叠加可知，b点的磁感应强度方向竖直向上，大小不为0，故A错误；两导线产生的磁场在d点叠加后的磁感应强度不为0，故B错误；a点处的磁感应强度方向竖直向下，c点处的磁感应强度方向竖直向上，故C正确，D错误。
4．(2021·河南省驻马店市高二上学期期末)如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在以导线截面的中心O为圆心的圆周上有a、b、c、d四点，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，则d点的磁感应强度的大小和方向分别为(　D　)
A．大小为B，方向竖直向上
B．大小为2B，方向水平向右
C．大小为B，方向垂直纸面向外
D．大小为B，方向斜向右下方
解析：磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，那么通电直导线在a点的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，则通电直导线在d点的磁感应强度的大小仍为B，根据安培定则，其方向水平向右；依据矢量的合成法则，则d点的合磁感应强度的大小Bd＝＝B，其方向斜向右下方，故ABC错误，D正确。
二、非选择题(本题共2小题，共16分)
5．(6分)在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度。具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量Be＝5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置(如图所示)。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为多少？
答案：8.66×10－5 T
解析：各个分磁场与合磁场的关系如图所示，根据三角函数关系得tan 30°＝，即有B1＝≈8.66×10－5 T。
6．(10分)(2021·河北承德高二上期末)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中，
(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？
(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？
答案：(1)0.02 Wb　(2)0
解析：(1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S1＝0.1×0.1 m2＝0.01 m2
此时穿过曲面的磁通量为Φ1＝BS1＝2×0.01 Wb＝0.02 Wb。
(2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S2＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2
若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，
则穿过曲面左半部分的磁通量为
Φ′2＝BS2＝2×0.02 Wb＝0.04 Wb，
穿过曲面右半部分的磁通量为Φ″2＝－BS2＝－0.04 Wb，
穿过整个曲面的磁通量为Φ2＝Φ′2＋Φ″2＝0。