人教版物理必修3同步练习: 13.2 磁感应强度 磁通量(基础巩固)
一、选择题
1．（2024高二下·湖北开学考）下列说法正确的是（ ）
A．磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
B．地球的地理两极与地磁两极重合，地理南极对应地磁北极
C．法拉第最早提出了“场”的概念，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系
D．场强和磁感应强度都采用了比值定义法，它们方向与电场力的方向相同或相反
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度；地磁场；电场强度
【解析】【解答】A、磁场是真实存在的物质，而磁感线是为研究物理问题而假想的曲线，故A错误；
B、地球的地理两极与地磁两极并不重合，地理南极在地磁北极附近，故B错误；
C、法拉第最早提出了“场”的概念，首先揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C正确；
D、场强和磁感应强度都采用了比值定义法，电场的方向与正电荷受电场力F的方向相同，磁场的方向与安培力的方向垂直，故D错误。
故答案为：C。
【分析】磁场是真实存在的物质，而磁感线是为研究物理问题而假想的曲线。地球的地理两极与地磁两极并不重合，地理南极在地磁北极附近。熟悉掌握电场强度和磁感应强度的定义及方向与场力的关系。
2．（2024高二上·怀柔期末）下列物理量中，用来描述磁场强弱和方向的是（ ）
A．磁通量 B．安培力 C．洛伦兹力 D．磁感应强度
【答案】D
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A、磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，单位面积上的磁通量才可以描述磁场的强弱，故A错误；
B、安培力描述电流在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故B错误；
C、洛伦兹力描述带电粒子在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故C错误；
D、磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，故D正确。
故选：D
【分析】明确磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，安培力和洛伦兹力是电流和运动电荷在磁场中的受力
3．（2024高二上·朝阳期末）下列属于磁感应强度单位的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】根据磁感应强度定义式
可知，磁感应强度的单位是。根据磁通量的公式
可得
可知磁感应强度单位还可以表示为，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据磁感应强度定义式和磁通量的公式，推导可以表示磁感应强度的单位。
4．（2024高二上·玄武期末）如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B0，则D点的磁感应强度大小为（ ）
A．0 B．B0 C． D．2B0
【答案】C
【知识点】磁感应强度；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】ABCD. 由右手螺旋定则可知，C处电流在D点产生的磁感应强度垂直于CD连线斜上左上，记为B1大小为B0；B处电流在D点产生的磁感应强度垂直于BD连线斜上右上，记为B2大小也为B0；由几何关系可知，B1、B2夹角为30°，则合磁感应强度
ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用右手螺旋定则判断磁感应强度的方向，结合通电导线产生的磁场特点，利用矢量合成法则可求出合磁感应强度的大小。
5．（2023高二上·从化期中）有一小段通电导线，长为，电流为，把它置于磁场中某点，受到的安培力为，则该点的磁感应强度可能是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】根据磁感应强度的公式，其中为B与I的夹角，取值范围为，代入题中数据解得，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据磁感应强度方向与电流方向夹角的取值范围，由磁感应强度的公式求解B的可能值。
6．（2022高二上·如皋月考）某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．M点的切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度
【解析】【解答】A．M点的切线方向和该点的磁场方向相同，A不符合题意；
BC．磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，B不符合题意，C符合题意；
D．磁感线的切线方向是磁场的方向，因M点切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】M点的切线方向和该点的磁场方向相同，磁感线越密集的地方磁场越强，磁感线的切线方向是磁场的方向。
7．（2022高二上·南京月考）下面物理量不是通过比值定义公式的是（ ）
A．磁感应强度： B．电场强度：
C．电流强度： D．电势：
【答案】C
【知识点】磁感应强度；电场强度；电势；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．磁感应强度的定义是垂直放入磁场中某点的电流元受到的电场力F与该电流元IL的比值，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关，则 属于比值定义式，A不符合题意；
B．电场强度由电场本身的决定，与放入电场中的电荷无关，则 属于比值定义法，B不符合题意；
C．公式 是欧姆定律的表达式，表示流过导体的电流与导体两端得电压成正比，与导体的电阻成反比，所以 不属于比值定义法，C符合题意；
D．电势 由电场本身的性质决定，与所带的电荷量及电荷的电势能的大小无关，则 属于比值定义式，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】比值定义式都和课本上相关物理量的定义相对应。公式 是欧姆定律的表达式，说的是电压电流电阻的正反比关系。不是比值定义。
8．（2023高二上·东城期末）在位于地球赤道地区的实验室中，一小磁针处于水平静止状态。若小磁针N极向西偏转，可知（）
A．一定是小磁针正西方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B．一定是小磁针正西方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C．可能是放置于与小磁针在同一条延长线上的导线中通有了电流
D．可能是放置于小磁针正上方的导线中通有了电流
【答案】D
【知识点】磁感应强度；地磁场
【解析】【解答】A．若小磁针正西方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针，由于同名磁极相互排斥，所以小磁针的N极向东偏转，A不符合题意；
B．若小磁针正西方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针，由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向西偏转，是有可能的，但不是一定，也可能是其他因素，B不符合题意；
C．放置于与小磁针在同一条延长线上的导线中通有了电流，产生的磁场是以该导线为圆心的同心圆，小磁针N极不会向西偏转，C不符合题意；
D．放置于小磁针正上方的导线中通有了方向自南向北的电流，则电流在小磁针出产生的磁场向西，可发现小磁针的N极向西偏转，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。导线中通电以后，也可以由电流产生磁场。
9．（2020高二上·湛江期末）指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于 （ ）
A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
【答案】D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向。
故答案为：D。
【分析】地球存在磁场，叫做地磁场，磁极的南极在地理的北极，磁极的北极在地理的南极，利用磁铁可以指示南北两个方向。
10．（2019·江苏模拟）地磁场如图所示，有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（ ）
A．向南偏转 B．向北偏转 C．向东偏转 D．向西偏转
【答案】C
【知识点】地磁场
【解析】【解答】地球赤道位置的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转。
故答案为：C。
【分析】利用左手定则结合地磁场的方向可以判别粒子偏转的方向。
11．（2018高二上·牡丹江月考）在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面，则该位置是( )
A．地磁北极附近 B．地磁南极附近
C．赤道附近 D．无法确定
【答案】A
【知识点】地磁场
【解析】【解答】根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极指向的位置应是地磁场的北极，
故答案为：A
【分析】根据同性相吸可以判断是地磁的北极。
12．（2017高二上·汕头期中）指南针是中国四大发明之一，它的工作原理是（ ）
A．同名磁极相互吸引
B．异名磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质
D．地球磁场对指南针的作用
【答案】D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】解：由于地球是一个大的磁场，故指南针的是利用地磁场对磁极的作用制作而成的；它是由于指南针两极受地磁场的磁感线的作用而使N极指向北，S极指向南方，故并不单独的磁极间的作用，同时更不是因为指南针吸引铁、钴、镍等物质；故D正确，ABC错误．
故选：D．
【分析】指南针指示该点磁场方向。
13．（2017高二上·东莞期末）指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法中不正确的是（ ）
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
C．指南针能指向南北，说明地球具有磁场
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针会偏转
【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【解答】解：A、磁体的磁极是成对出现的，有N极一定会有S极，有S极一定会有N极，不存在单磁极的磁体，因此指南针不可能仅具有一个磁极，A错误；
B、指南针的指向会受到附近铁块的干扰，是由于铁块被磁化后干扰了附近的地磁场，B正确；
C、指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，地磁场是南北指向的，C正确；
D、在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，电流的磁场在指南针位置是东西方向的，故导线通电时指南针偏转90°，D正确；
本题选不正确的，故选：A．
【分析】不存在单磁极的磁体；铁块被磁化后干扰了附近的地磁场，影响指南针的指向；地球是一个大磁体，存在地磁场，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近；通电的导线周围存在磁场．指南针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极．
14．（2019高二下·临汾期中）引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖，对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波，爱因斯坦的观点的提出，采取了下列哪种研究方法（ ）
A．控制变量法 B．对比法 C．观察法 D．类比法
【答案】D
【知识点】类比法
【解析】【解答】常用的物理学研究方法有：控制变量法、等效替代法、模型法、比较法、类比法、转换法等，是科学探究中的重要思想方法.爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法.D符合题意，A,B,C不符合题意；
故答案为：D.
【分析】当两个事物或两个现象具有相似之处时，就可以拿其中一个事物或现象类比里一个事物或现象，猜测具有相似的规律。
15．（2018高一上·泉港月考）在物理学研究过程中科学家们总结出了许多物理学方法，下列关于物理学研究方法的叙述中不正确的是（ )
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法
B．速度定义式 ，当Δt非常小时就可以表示物体的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
C．伽利略为了探究自由落体的规律，进行了著名的“斜面实验”，这运用了类比法
D．在推导匀变直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每小段近似为匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微积分的思想（微元法）
【答案】C
【知识点】极限法；微元法；类比法；理想模型法
【解析】【解答】在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法，A符合题意；根据速度定义式 ，当△t非常非常小时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想的方法，B符合题意；伽利略为了探究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，这运用了转换法，C不符合题意；在推导匀变直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每小段近似为匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微积分的思想（微元法），D符合题意。
故答案为：C。
【分析】物理学中用到的试验方法有很多，质点和点电荷是同一种思想方法，加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量，重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想，结合选项分析即可。
16．（2018高一上·舒城月考）根据速度定义式 ，当 极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，由此可知，当 极短时， 就可以表示物体在时刻的瞬时加速度，上面用到的物理方法分别是（ ）
A．控制变量法；微元法 B．假设法；等效法
C．微元法；类比法 D．极限法；类比法
【答案】D
【知识点】极限法；类比法
【解析】【解答】当时间极短时，某段时间内的平均速度可以代替瞬时速度，某段时间内内的平均加速度表示瞬时加速度，该思想运用了极限法、类比法的思想方法，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】物理学中用到的试验方法有很多，质点和点电荷是同一种思想方法，加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量，重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想，结合选项分析即可。
17．（2018高一上·合肥月考）根据速度定义式v＝ ，当Δt极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，由此可知，当Δt极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度．上面用到的物理方法分别是（ ）
A．极限法 类比法 B．假设法 等效法
C．微元法 类比法 D．控制变量法 微元法
【答案】A
【知识点】极限法；类比法
【解析】【解答】当时间极短时，某段时间内的平均速度可以代替瞬时速度，某段时间内内的平均加速度表示瞬时加速度，该思想运用了极限法、类比法的思想方法。A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】速度的比值定义法用于时间趋近于0时可以代表瞬时速度，用到了极限思想，利用平均速度类比瞬时速度用到了类比法。
18．（2017·岳阳模拟）类比法是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于理解和掌握新概念、新知识．下列类比说法错误的是（ ）
A．点电荷可以与质点类比，都是理想化模型
B．电场力做功可以与重力做功类比，两种力做功都与路径无关
C．电场线可以与磁感线类比，都是用假想的曲线形象化地描绘“场”
D．机械能守恒定律可以与动量守恒定律类比，都是描述系统在合外力为零时遵循的运动规律
【答案】D
【知识点】类比法
【解析】【解答】解：A、点电荷和质点都是理想化模型，故A正确；
B、电场力做功与路径无关，只和初末位置有关，和重力做功类似，故B正确；
C、电场线和磁场线都不是真实存在的，都是假象的线，都是为了形象的描述各自的概念，故C正确；
D、动量守恒是在外力为零时遵循的运动规律，而机械能守恒是指在只有动能和重力势能（或弹性势能）相互转化时遵守的规律，并非是在外力为零时遵循规律，故D错误．
本题选错误的故选D．
【分析】本题考查了对类比法的理解，对于相似概念或者相似规律可以通过类比方法比较学习，加深对概念规律的理解．
19．（2024高二下·江油开学考）如图，线圈平面与水平方向夹角，磁感线方向水平向右，线圈平面面积，匀强磁场磁感应强度。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】磁通量
【解析】【解答】将线圈以ad为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为
故答案为：A。
【分析】确定在不同时刻线框在磁场中的有效面积，再根据磁通量的定义确定不同时刻穿过线框磁通量的大小，继而得出磁通量的变化量。
20．（2024高二下·仁寿月考）如图所示，边长为l的n匝正方形线框abcd内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感强度为B，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量是矢量，既有大小又有方向
B．图示位置时，穿过线框的磁通量为
C．图示位置时，穿过线框的磁通量为
D．从图示位置绕bc转过90°的过程中，穿过线框的磁通量减少
【答案】D
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A、磁通量是标量，有大小无方向，但磁通量有正负，故A错误；
BC、图示位置时，有效面积为内部边长为的正方形的面积，则穿过线框的磁通量为
故BC错误；
D、从图示位置绕bc转过90°的过程中，正方形线圈从垂直磁场方向转到了与磁场方向平行，穿过线框的磁通量减少了 ，故D正确。
故答案为：D。
【分析】磁通量是标量，有大小无方向，但磁通量有正负。根据题意确定不同时刻线框在磁场中的有效面积，再根据磁通量的定义进行解答。
21．（2024高二上·南宁期末）如图，火圆导线环A中通有电流，方向如图所示。另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。则关于B圆的磁通量说法正确的是（ ）
A．磁通量大小为零 B．磁通量穿入纸面
C．磁通量穿出纸面 D．条件不足，无法判别
【答案】B
【知识点】磁通量
【解析】【解答】由安培定则可知在A环内的磁场方向垂直于纸面向里，A环外部的磁场方向垂直于纸面向外。磁感线是一组闭合的曲线，对于环形电流A的磁场中的磁感线均从环内进去，从环外出来，显然环内的磁感线的密度大于环外磁感线的密度，当B圆中有一半在A内，一半在A外，对于B圆，进去的磁感线多于出来的磁感线，所以磁通量不为零，且是穿入纸面。
故答案为：B。
【分析】根据安培定则情况通电导线磁场的分布情况，磁通量的实质是穿过的磁感线的条数。导线内环的磁感线比导线环外的磁感线多。
22．（2020高二上·江苏月考）如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（ ）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1
【答案】A
【知识点】磁通量
【解析】【解答】根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为Ф=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以A符合题意；BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积．
二、多项选择题
23．（2023高二上·东莞月考）关于磁感应强度的定义式，下列说法不正确的是（ ）
A．通电导线在磁场中受力为零，则磁感应强度B一定等于零
B．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比
C．磁感应强度就是通电导线所受的磁场力F与IL的比值
D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关
【答案】A,B,C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A.公式是应用的比值定义法，磁感应强度B是由磁场自身因素决定的，与检验电流元、通电导线所受的磁场力无关，数值上等于通电导线所受的磁场力F与IL的比值，但磁感应强度不是通电导线所受的磁场力F与IL的比值，BC符合题意，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】根据比值定义法，结合磁感应强度的特点进行分析。
24．（2024高二上·广西期末）如图所示的三棱柱，其中为正三角形，面沿水平方向，其中，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为．则下列说法正确的是（ ）
A．穿过面的磁通量为 B．穿过面的磁通量为
C．穿过面的磁通量为 D．穿过三棱柱的磁通量为零
【答案】B,D
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A. 可知面ABEF与竖直竖直方向夹角为30°，故穿过ABEF面的磁通量为
A不符合题意；
B. 穿过ABCD面的磁通量
B符合题意；
C. 穿过BCF面的磁通量为
C不符合题意；
D. 穿过三棱柱磁通量穿入2Wb，穿出2Wb，故磁通量为零，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用磁通量的表达式可求出磁通量的大小。
25．（2024高二上·湖南月考） 如图所示，闭合矩形导体框在水平方向的匀强磁场中绕竖直方向的对称轴匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体框的面积为S，导体框从图示位置开始转动并开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．0时刻穿过导体框的磁通量为BS
B．导体框从图示位置转过时，穿过导体框的磁通量为0
C．导体框从图示位置转过时和时，对应穿过导体框的磁通量之比为
D．导体框从图示位置转过时和时，对应穿过导体框的磁通量相同
【答案】B,D
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A、根据磁通量概念，磁通量可以用穿过线圈磁感线的条数表示，所以0时刻穿过导体框的磁通量为零，故A错误；
B、导体框从题中图示位置转过180°时，根据磁通量的定义，可知穿过导体框的磁通量为零，故B正确；
C、导体框从题中图示位置转过30°时，磁通量
转过60°时，磁通量
对应穿过导体框的磁通量之比为
故C错误；
D、导体框从题中图示位置转过30°时，磁通量
转过150°时，磁通量
即对应穿过导体框的磁通量相同，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零。计算磁通量时，注意磁场穿过线圈的有效面积。
三、非选择题
26．（2023高二上·顺城期中）如图所示，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积。匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度，求：
（1）穿过线圈的磁通量；
（2）把线圈以为轴逆时针转过，通过线圈磁通量的变化量。
【答案】（1）解：穿过线圈的磁通量为
（2）解：通过线圈磁通量的变化量为
【知识点】磁通量
【解析】【分析】（1）确定磁场穿过线圈的有效面积，再根据磁通量的定义进行解答；
（2）确定转过60°后磁场穿过线圈的有效面积，再根据磁通量变化量的定义结合磁通量公式进行解答。
27．（2023高二上·金坛期中） 匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，矩形线圈abcd的面积S=0.5m2，共10匝，开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示。
（1）当线圈绕ab边转过60°时，求线圈此过程中磁通量的改变量。
（2）当线圈绕dc边转过60°时，求线圈此过程中磁通量的改变量。
【答案】（1）解： 线圈转动前，磁通量为
当线圈绕ab转过60°时，线圈恰好全部进入磁场中，磁通量为
磁通量的改变量为
（2）解：当线圈绕dc边转过60°时，线圈恰好全部穿出磁场，磁通量为
磁通量的改变量为
【知识点】磁通量
【解析】【分析】（1）确定线圈初末位置磁场穿过的有效面积，再根据磁通量的定义得出初末状态磁通量的大小，继而得出磁通量的变化量；
（2）确定线圈初末位置磁场穿过的有效面积，再根据磁通量的定义得出初末状态磁通量的大小，继而得出磁通量的变化量；
28．（2022高二上·沭阳期中）如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。
（1）求t=0时穿过MDEN回路的磁通量；
（2）为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。
【答案】（1）解：磁通量
（2）解：回路的磁通量不变，则有
解之得
【知识点】磁通量
【解析】【分析】（1）已知磁感应强度的大小，结合闭合回路的面积可以求出磁通量的大小；
（2）为了使MN不产生感应电流，则利用磁通量不变及磁通量的表达式可以求出磁感应强度与时间的关系式。
29．（2020·普陀模拟）如图为放置在水平桌面上，测 U 型磁铁两磁极间磁感应强度的实验装置。现将质量为 M、宽度为 d 的 U 型磁铁开口向上放置在电子天平上；匝数为 n、宽度为 d 的矩形线框用导线静止悬挂在绝缘支架上。当通以大小为 I，方向如图所示的电流时，稳定后读得天平的示数为 m，则线框所受安培力方向为 ，U 型磁铁两极间的磁感应强度 B= 只考虑线框下边沿的水平边在磁场中所受的安培力）。
【答案】竖直向上；
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】由左手定则知：则线框所受安培力方向为竖直向上；根据平衡条件可知mg=Mg+nBId
解得
【分析】结合电流和磁场方向，利用左手定则和公式求解安培力的方向；再利用安培力公式的变形公式求解磁感应强度。
30．（人教版物理高二选修3-1 3.2磁感应强度同步检测卷）如图所示，长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中，导体棒与磁场方向垂直，当导体棒中通过的电流为I时，细线上的拉力恰好为零，问磁感应强度B为多大？
【答案】由细线拉力恰好为0可知，磁场力为：F＝mg又∵F＝BIL解得：
【知识点】磁感应强度
【解析】 【分析】利用共点力平衡知识求解，属于容易题。
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 13.2 磁感应强度 磁通量(基础巩固)
一、选择题
1．（2024高二下·湖北开学考）下列说法正确的是（ ）
A．磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
B．地球的地理两极与地磁两极重合，地理南极对应地磁北极
C．法拉第最早提出了“场”的概念，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系
D．场强和磁感应强度都采用了比值定义法，它们方向与电场力的方向相同或相反
2．（2024高二上·怀柔期末）下列物理量中，用来描述磁场强弱和方向的是（ ）
A．磁通量 B．安培力 C．洛伦兹力 D．磁感应强度
3．（2024高二上·朝阳期末）下列属于磁感应强度单位的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2024高二上·玄武期末）如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向相反，∠ABC=30°，D为AB边中点，已知C处的电流在D点产生的磁场磁感应强度大小为B0，则D点的磁感应强度大小为（ ）
A．0 B．B0 C． D．2B0
5．（2023高二上·从化期中）有一小段通电导线，长为，电流为，把它置于磁场中某点，受到的安培力为，则该点的磁感应强度可能是（ ）
A． B． C． D．
6．（2022高二上·如皋月考）某磁场的磁感线如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．M点的切线方向和该点的磁场方向垂直
B．M点的磁场比N点的磁场弱
C．M点的磁场比N点的磁场强
D．M点的磁场方向和N点的磁场方向相同
7．（2022高二上·南京月考）下面物理量不是通过比值定义公式的是（ ）
A．磁感应强度： B．电场强度：
C．电流强度： D．电势：
8．（2023高二上·东城期末）在位于地球赤道地区的实验室中，一小磁针处于水平静止状态。若小磁针N极向西偏转，可知（）
A．一定是小磁针正西方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B．一定是小磁针正西方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C．可能是放置于与小磁针在同一条延长线上的导线中通有了电流
D．可能是放置于小磁针正上方的导线中通有了电流
9．（2020高二上·湛江期末）指南针是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》一书中描述的“司南”是人们公认的最早的磁性定向工具，关于指南针能指示南北方向是由于 （ ）
A．指南针的两个磁极相互吸引
B．指南针的两个磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、铝、镍等物质
D．地磁场对指南针的作用
10．（2019·江苏模拟）地磁场如图所示，有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（ ）
A．向南偏转 B．向北偏转 C．向东偏转 D．向西偏转
11．（2018高二上·牡丹江月考）在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时S极指向地面，则该位置是( )
A．地磁北极附近 B．地磁南极附近
C．赤道附近 D．无法确定
12．（2017高二上·汕头期中）指南针是中国四大发明之一，它的工作原理是（ ）
A．同名磁极相互吸引
B．异名磁极相互排斥
C．指南针能吸引铁、钴、镍等物质
D．地球磁场对指南针的作用
13．（2017高二上·东莞期末）指南针是我国古代四大发明之一．关于指南针，下列说法中不正确的是（ ）
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
C．指南针能指向南北，说明地球具有磁场
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针会偏转
14．（2019高二下·临汾期中）引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖，对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波；爱因斯坦认为，物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波，爱因斯坦的观点的提出，采取了下列哪种研究方法（ ）
A．控制变量法 B．对比法 C．观察法 D．类比法
15．（2018高一上·泉港月考）在物理学研究过程中科学家们总结出了许多物理学方法，下列关于物理学研究方法的叙述中不正确的是（ )
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法
B．速度定义式 ，当Δt非常小时就可以表示物体的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
C．伽利略为了探究自由落体的规律，进行了著名的“斜面实验”，这运用了类比法
D．在推导匀变直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每小段近似为匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微积分的思想（微元法）
16．（2018高一上·舒城月考）根据速度定义式 ，当 极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，由此可知，当 极短时， 就可以表示物体在时刻的瞬时加速度，上面用到的物理方法分别是（ ）
A．控制变量法；微元法 B．假设法；等效法
C．微元法；类比法 D．极限法；类比法
17．（2018高一上·合肥月考）根据速度定义式v＝ ，当Δt极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，由此可知，当Δt极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度．上面用到的物理方法分别是（ ）
A．极限法 类比法 B．假设法 等效法
C．微元法 类比法 D．控制变量法 微元法
18．（2017·岳阳模拟）类比法是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于理解和掌握新概念、新知识．下列类比说法错误的是（ ）
A．点电荷可以与质点类比，都是理想化模型
B．电场力做功可以与重力做功类比，两种力做功都与路径无关
C．电场线可以与磁感线类比，都是用假想的曲线形象化地描绘“场”
D．机械能守恒定律可以与动量守恒定律类比，都是描述系统在合外力为零时遵循的运动规律
19．（2024高二下·江油开学考）如图，线圈平面与水平方向夹角，磁感线方向水平向右，线圈平面面积，匀强磁场磁感应强度。现将线圈以为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为（ ）
A． B． C． D．
20．（2024高二下·仁寿月考）如图所示，边长为l的n匝正方形线框abcd内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场的磁感强度为B，下列说法正确的是（ ）
A．磁通量是矢量，既有大小又有方向
B．图示位置时，穿过线框的磁通量为
C．图示位置时，穿过线框的磁通量为
D．从图示位置绕bc转过90°的过程中，穿过线框的磁通量减少
21．（2024高二上·南宁期末）如图，火圆导线环A中通有电流，方向如图所示。另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。则关于B圆的磁通量说法正确的是（ ）
A．磁通量大小为零 B．磁通量穿入纸面
C．磁通量穿出纸面 D．条件不足，无法判别
22．（2020高二上·江苏月考）如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（ ）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1
二、多项选择题
23．（2023高二上·东莞月考）关于磁感应强度的定义式，下列说法不正确的是（ ）
A．通电导线在磁场中受力为零，则磁感应强度B一定等于零
B．磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比
C．磁感应强度就是通电导线所受的磁场力F与IL的比值
D．磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关
24．（2024高二上·广西期末）如图所示的三棱柱，其中为正三角形，面沿水平方向，其中，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为．则下列说法正确的是（ ）
A．穿过面的磁通量为 B．穿过面的磁通量为
C．穿过面的磁通量为 D．穿过三棱柱的磁通量为零
25．（2024高二上·湖南月考） 如图所示，闭合矩形导体框在水平方向的匀强磁场中绕竖直方向的对称轴匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，导体框的面积为S，导体框从图示位置开始转动并开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．0时刻穿过导体框的磁通量为BS
B．导体框从图示位置转过时，穿过导体框的磁通量为0
C．导体框从图示位置转过时和时，对应穿过导体框的磁通量之比为
D．导体框从图示位置转过时和时，对应穿过导体框的磁通量相同
三、非选择题
26．（2023高二上·顺城期中）如图所示，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积。匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度，求：
（1）穿过线圈的磁通量；
（2）把线圈以为轴逆时针转过，通过线圈磁通量的变化量。
27．（2023高二上·金坛期中） 匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，矩形线圈abcd的面积S=0.5m2，共10匝，开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示。
（1）当线圈绕ab边转过60°时，求线圈此过程中磁通量的改变量。
（2）当线圈绕dc边转过60°时，求线圈此过程中磁通量的改变量。
28．（2022高二上·沭阳期中）如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。
（1）求t=0时穿过MDEN回路的磁通量；
（2）为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。
29．（2020·普陀模拟）如图为放置在水平桌面上，测 U 型磁铁两磁极间磁感应强度的实验装置。现将质量为 M、宽度为 d 的 U 型磁铁开口向上放置在电子天平上；匝数为 n、宽度为 d 的矩形线框用导线静止悬挂在绝缘支架上。当通以大小为 I，方向如图所示的电流时，稳定后读得天平的示数为 m，则线框所受安培力方向为 ，U 型磁铁两极间的磁感应强度 B= 只考虑线框下边沿的水平边在磁场中所受的安培力）。
30．（人教版物理高二选修3-1 3.2磁感应强度同步检测卷）如图所示，长为L、质量为m的导体棒用细线悬挂放入某匀强磁场中，导体棒与磁场方向垂直，当导体棒中通过的电流为I时，细线上的拉力恰好为零，问磁感应强度B为多大？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度；地磁场；电场强度
【解析】【解答】A、磁场是真实存在的物质，而磁感线是为研究物理问题而假想的曲线，故A错误；
B、地球的地理两极与地磁两极并不重合，地理南极在地磁北极附近，故B错误；
C、法拉第最早提出了“场”的概念，首先揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C正确；
D、场强和磁感应强度都采用了比值定义法，电场的方向与正电荷受电场力F的方向相同，磁场的方向与安培力的方向垂直，故D错误。
故答案为：C。
【分析】磁场是真实存在的物质，而磁感线是为研究物理问题而假想的曲线。地球的地理两极与地磁两极并不重合，地理南极在地磁北极附近。熟悉掌握电场强度和磁感应强度的定义及方向与场力的关系。
2．【答案】D
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A、磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，单位面积上的磁通量才可以描述磁场的强弱，故A错误；
B、安培力描述电流在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故B错误；
C、洛伦兹力描述带电粒子在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故C错误；
D、磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，故D正确。
故选：D
【分析】明确磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，安培力和洛伦兹力是电流和运动电荷在磁场中的受力
3．【答案】C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】根据磁感应强度定义式
可知，磁感应强度的单位是。根据磁通量的公式
可得
可知磁感应强度单位还可以表示为，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据磁感应强度定义式和磁通量的公式，推导可以表示磁感应强度的单位。
4．【答案】C
【知识点】磁感应强度；通电导线及通电线圈周围的磁场
【解析】【解答】ABCD. 由右手螺旋定则可知，C处电流在D点产生的磁感应强度垂直于CD连线斜上左上，记为B1大小为B0；B处电流在D点产生的磁感应强度垂直于BD连线斜上右上，记为B2大小也为B0；由几何关系可知，B1、B2夹角为30°，则合磁感应强度
ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用右手螺旋定则判断磁感应强度的方向，结合通电导线产生的磁场特点，利用矢量合成法则可求出合磁感应强度的大小。
5．【答案】D
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】根据磁感应强度的公式，其中为B与I的夹角，取值范围为，代入题中数据解得，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据磁感应强度方向与电流方向夹角的取值范围，由磁感应强度的公式求解B的可能值。
6．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度
【解析】【解答】A．M点的切线方向和该点的磁场方向相同，A不符合题意；
BC．磁感线越密集的地方磁场越强，则M点的磁场比N点的磁场强，B不符合题意，C符合题意；
D．磁感线的切线方向是磁场的方向，因M点切线方向与N点的切线方向不同，则M点的磁场方向和N点的磁场方向不相同，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】M点的切线方向和该点的磁场方向相同，磁感线越密集的地方磁场越强，磁感线的切线方向是磁场的方向。
7．【答案】C
【知识点】磁感应强度；电场强度；电势；电流、电源的概念
【解析】【解答】A．磁感应强度的定义是垂直放入磁场中某点的电流元受到的电场力F与该电流元IL的比值，磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关，则 属于比值定义式，A不符合题意；
B．电场强度由电场本身的决定，与放入电场中的电荷无关，则 属于比值定义法，B不符合题意；
C．公式 是欧姆定律的表达式，表示流过导体的电流与导体两端得电压成正比，与导体的电阻成反比，所以 不属于比值定义法，C符合题意；
D．电势 由电场本身的性质决定，与所带的电荷量及电荷的电势能的大小无关，则 属于比值定义式，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】比值定义式都和课本上相关物理量的定义相对应。公式 是欧姆定律的表达式，说的是电压电流电阻的正反比关系。不是比值定义。
8．【答案】D
【知识点】磁感应强度；地磁场
【解析】【解答】A．若小磁针正西方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针，由于同名磁极相互排斥，所以小磁针的N极向东偏转，A不符合题意；
B．若小磁针正西方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针，由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向西偏转，是有可能的，但不是一定，也可能是其他因素，B不符合题意；
C．放置于与小磁针在同一条延长线上的导线中通有了电流，产生的磁场是以该导线为圆心的同心圆，小磁针N极不会向西偏转，C不符合题意；
D．放置于小磁针正上方的导线中通有了方向自南向北的电流，则电流在小磁针出产生的磁场向西，可发现小磁针的N极向西偏转，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。导线中通电以后，也可以由电流产生磁场。
9．【答案】D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】用指南针指示方向，是由于地球本身是一个大磁体，地球的磁场对磁体产生力的作用，地球的南极是地磁的N极，地球的北极是地磁的S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故指南针指示南北方向。
故答案为：D。
【分析】地球存在磁场，叫做地磁场，磁极的南极在地理的北极，磁极的北极在地理的南极，利用磁铁可以指示南北两个方向。
10．【答案】C
【知识点】地磁场
【解析】【解答】地球赤道位置的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转。
故答案为：C。
【分析】利用左手定则结合地磁场的方向可以判别粒子偏转的方向。
11．【答案】A
【知识点】地磁场
【解析】【解答】根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极指向的位置应是地磁场的北极，
故答案为：A
【分析】根据同性相吸可以判断是地磁的北极。
12．【答案】D
【知识点】地磁场
【解析】【解答】解：由于地球是一个大的磁场，故指南针的是利用地磁场对磁极的作用制作而成的；它是由于指南针两极受地磁场的磁感线的作用而使N极指向北，S极指向南方，故并不单独的磁极间的作用，同时更不是因为指南针吸引铁、钴、镍等物质；故D正确，ABC错误．
故选：D．
【分析】指南针指示该点磁场方向。
13．【答案】A
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
【解析】【解答】解：A、磁体的磁极是成对出现的，有N极一定会有S极，有S极一定会有N极，不存在单磁极的磁体，因此指南针不可能仅具有一个磁极，A错误；
B、指南针的指向会受到附近铁块的干扰，是由于铁块被磁化后干扰了附近的地磁场，B正确；
C、指南针能够指向南北，说明地球具有磁场，地磁场是南北指向的，C正确；
D、在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，电流的磁场在指南针位置是东西方向的，故导线通电时指南针偏转90°，D正确；
本题选不正确的，故选：A．
【分析】不存在单磁极的磁体；铁块被磁化后干扰了附近的地磁场，影响指南针的指向；地球是一个大磁体，存在地磁场，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近；通电的导线周围存在磁场．指南针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极．
14．【答案】D
【知识点】类比法
【解析】【解答】常用的物理学研究方法有：控制变量法、等效替代法、模型法、比较法、类比法、转换法等，是科学探究中的重要思想方法.爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法.D符合题意，A,B,C不符合题意；
故答案为：D.
【分析】当两个事物或两个现象具有相似之处时，就可以拿其中一个事物或现象类比里一个事物或现象，猜测具有相似的规律。
15．【答案】C
【知识点】极限法；微元法；类比法；理想模型法
【解析】【解答】在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立物理模型法，A符合题意；根据速度定义式 ，当△t非常非常小时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想的方法，B符合题意；伽利略为了探究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，这运用了转换法，C不符合题意；在推导匀变直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每小段近似为匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微积分的思想（微元法），D符合题意。
故答案为：C。
【分析】物理学中用到的试验方法有很多，质点和点电荷是同一种思想方法，加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量，重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想，结合选项分析即可。
16．【答案】D
【知识点】极限法；类比法
【解析】【解答】当时间极短时，某段时间内的平均速度可以代替瞬时速度，某段时间内内的平均加速度表示瞬时加速度，该思想运用了极限法、类比法的思想方法，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】物理学中用到的试验方法有很多，质点和点电荷是同一种思想方法，加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量，重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想，结合选项分析即可。
17．【答案】A
【知识点】极限法；类比法
【解析】【解答】当时间极短时，某段时间内的平均速度可以代替瞬时速度，某段时间内内的平均加速度表示瞬时加速度，该思想运用了极限法、类比法的思想方法。A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】速度的比值定义法用于时间趋近于0时可以代表瞬时速度，用到了极限思想，利用平均速度类比瞬时速度用到了类比法。
18．【答案】D
【知识点】类比法
【解析】【解答】解：A、点电荷和质点都是理想化模型，故A正确；
B、电场力做功与路径无关，只和初末位置有关，和重力做功类似，故B正确；
C、电场线和磁场线都不是真实存在的，都是假象的线，都是为了形象的描述各自的概念，故C正确；
D、动量守恒是在外力为零时遵循的运动规律，而机械能守恒是指在只有动能和重力势能（或弹性势能）相互转化时遵守的规律，并非是在外力为零时遵循规律，故D错误．
本题选错误的故选D．
【分析】本题考查了对类比法的理解，对于相似概念或者相似规律可以通过类比方法比较学习，加深对概念规律的理解．
19．【答案】A
【知识点】磁通量
【解析】【解答】将线圈以ad为轴按图中所示方向旋转至水平方向，则穿过线圈的磁通量的变化量为
故答案为：A。
【分析】确定在不同时刻线框在磁场中的有效面积，再根据磁通量的定义确定不同时刻穿过线框磁通量的大小，继而得出磁通量的变化量。
20．【答案】D
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A、磁通量是标量，有大小无方向，但磁通量有正负，故A错误；
BC、图示位置时，有效面积为内部边长为的正方形的面积，则穿过线框的磁通量为
故BC错误；
D、从图示位置绕bc转过90°的过程中，正方形线圈从垂直磁场方向转到了与磁场方向平行，穿过线框的磁通量减少了 ，故D正确。
故答案为：D。
【分析】磁通量是标量，有大小无方向，但磁通量有正负。根据题意确定不同时刻线框在磁场中的有效面积，再根据磁通量的定义进行解答。
21．【答案】B
【知识点】磁通量
【解析】【解答】由安培定则可知在A环内的磁场方向垂直于纸面向里，A环外部的磁场方向垂直于纸面向外。磁感线是一组闭合的曲线，对于环形电流A的磁场中的磁感线均从环内进去，从环外出来，显然环内的磁感线的密度大于环外磁感线的密度，当B圆中有一半在A内，一半在A外，对于B圆，进去的磁感线多于出来的磁感线，所以磁通量不为零，且是穿入纸面。
故答案为：B。
【分析】根据安培定则情况通电导线磁场的分布情况，磁通量的实质是穿过的磁感线的条数。导线内环的磁感线比导线环外的磁感线多。
22．【答案】A
【知识点】磁通量
【解析】【解答】根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为Ф=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以A符合题意；BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积．
23．【答案】A,B,C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A.公式是应用的比值定义法，磁感应强度B是由磁场自身因素决定的，与检验电流元、通电导线所受的磁场力无关，数值上等于通电导线所受的磁场力F与IL的比值，但磁感应强度不是通电导线所受的磁场力F与IL的比值，BC符合题意，D不符合题意。
故答案为：ABC。
【分析】根据比值定义法，结合磁感应强度的特点进行分析。
24．【答案】B,D
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A. 可知面ABEF与竖直竖直方向夹角为30°，故穿过ABEF面的磁通量为
A不符合题意；
B. 穿过ABCD面的磁通量
B符合题意；
C. 穿过BCF面的磁通量为
C不符合题意；
D. 穿过三棱柱磁通量穿入2Wb，穿出2Wb，故磁通量为零，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用磁通量的表达式可求出磁通量的大小。
25．【答案】B,D
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A、根据磁通量概念，磁通量可以用穿过线圈磁感线的条数表示，所以0时刻穿过导体框的磁通量为零，故A错误；
B、导体框从题中图示位置转过180°时，根据磁通量的定义，可知穿过导体框的磁通量为零，故B正确；
C、导体框从题中图示位置转过30°时，磁通量
转过60°时，磁通量
对应穿过导体框的磁通量之比为
故C错误；
D、导体框从题中图示位置转过30°时，磁通量
转过150°时，磁通量
即对应穿过导体框的磁通量相同，故D正确。
故答案为：BD。
【分析】当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零。计算磁通量时，注意磁场穿过线圈的有效面积。
26．【答案】（1）解：穿过线圈的磁通量为
（2）解：通过线圈磁通量的变化量为
【知识点】磁通量
【解析】【分析】（1）确定磁场穿过线圈的有效面积，再根据磁通量的定义进行解答；
（2）确定转过60°后磁场穿过线圈的有效面积，再根据磁通量变化量的定义结合磁通量公式进行解答。
27．【答案】（1）解： 线圈转动前，磁通量为
当线圈绕ab转过60°时，线圈恰好全部进入磁场中，磁通量为
磁通量的改变量为
（2）解：当线圈绕dc边转过60°时，线圈恰好全部穿出磁场，磁通量为
磁通量的改变量为
【知识点】磁通量
【解析】【分析】（1）确定线圈初末位置磁场穿过的有效面积，再根据磁通量的定义得出初末状态磁通量的大小，继而得出磁通量的变化量；
（2）确定线圈初末位置磁场穿过的有效面积，再根据磁通量的定义得出初末状态磁通量的大小，继而得出磁通量的变化量；
28．【答案】（1）解：磁通量
（2）解：回路的磁通量不变，则有
解之得
【知识点】磁通量
【解析】【分析】（1）已知磁感应强度的大小，结合闭合回路的面积可以求出磁通量的大小；
（2）为了使MN不产生感应电流，则利用磁通量不变及磁通量的表达式可以求出磁感应强度与时间的关系式。
29．【答案】竖直向上；
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】由左手定则知：则线框所受安培力方向为竖直向上；根据平衡条件可知mg=Mg+nBId
解得
【分析】结合电流和磁场方向，利用左手定则和公式求解安培力的方向；再利用安培力公式的变形公式求解磁感应强度。
30．【答案】由细线拉力恰好为0可知，磁场力为：F＝mg又∵F＝BIL解得：
【知识点】磁感应强度
【解析】 【分析】利用共点力平衡知识求解，属于容易题。
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