13.2 磁感应强度 磁通量 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册

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13.2 磁感应强度 磁通量 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册
一、单选题
1．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaC．同一通电导线放在a处受到的安培力一定比放在b处受到的安培力大
D．同一通电导线放在a处受到的安培力一定比放在b处受到的安培力小
2．宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，危险程度不亚于黑洞，其磁感应强度相当于地球磁场的1000万亿倍，下列有关磁星的磁场说法正确的是（　　）
A．磁场只存在于“磁星”外部，而“磁星”内部不存在磁场
B．“磁星”表面某点静止一小磁针，其N极指向该点磁场方向
C．“磁星”表面的磁场强，磁感线密集，故磁感线可能相交
D．在“磁星”表面有一个封闭多面体，穿过该封闭多面体的磁通量不可能为零
3．我国某地的地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0 × 10 5 T，竖直分量是4.0 × 10 5 T，则该地磁感应强度的大小和方向是（　　）
A．2.0 × 10 5 T，与水平方向成53°角向下
B．2.0 × 10 5 T，与水平方向成53°角向上
C．5.0 × 10 5 T，与水平方向成53°角向下
D．5.0 × 10 5 T，与水平方向成53°角向上
4．关于磁通量，下列说法中正确的是( )
A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
5．在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20cm、通电电流I=0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力为F=1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撒走，则P处磁感应强度为（　　）
A．零 B．10T，方向竖直向上
C．0.1T，方向竖直向上 D．10T，方向肯定不是竖直向上
6．下列说法正确的是（　　）
A．根据F = BIl，放置于磁场中某处的导线中的电流增大1倍，则其所受磁场力增大1倍
B．通电导线受磁场力越大的地方，磁感应强度越大
C．同一线圈放在磁感应强度大的磁场中可能比放在磁感应强度小的磁场中磁通量小
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与放入该处的电流元所受磁场力的方向相同
7．如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，ΦB、ΦC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断正确的是（　　）
A．ΦB=ΦC B．ΦB>ΦC C．ΦB<ΦC D．无法判断
8．两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　）

A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B
9．如图框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况，下列说法错误的是（　　）
A．如图所示位置时等于BS
B．若使框架绕OO′转过30°角时，磁通量为
C．若从初始位置转过90°角时，磁通量为零
D．若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS
10．正方形MNPQ的中心为O，其对角线MOP长为2d．均通有电流I0的两无限长直导线互成60°角，放置在该正方形平面内，两导线彼此绝缘且相交于O，MOP平分∠GOH，通入的电流方向如图所示。已知一根无限长直导线通入电流I时，垂直导线距离为r处的磁感应强度大小k为常数。则M、N、P、Q四处的磁感应强度大小正确的是（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，长方体空间，长：宽：高=2：1：1，其中F、、、G四点为长方体四条长边的中点，有两根通电直导线、，电流沿方向放置，电流沿CD方向放置，两导线通以相同大小的电流。已知直线电流产生磁感应强度大小（k为常数，I为电流大小，r为距导线的距离），F点磁感应强度大小为，G点磁感应强度大小为，则与的大小之比为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，A、B、C、E、F是在纸面内圆上的五个点，其中连线EF、AC过圆心O点，A、B关于EF对称，，在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流。已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离。若E处的电流在A点产生的磁感应强度大小为，下列说法中正确的是（　　）
A．若两根导线中的电流同向，则O点磁感应强度大小为
B．若两根导线中的电流同向，则A、B两点磁感应强度相同，均为
C．若两根导线中的电流反向，则A、C两点磁感应强度相同，均为
D．无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为
二、解答题
13．一长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场放置，当通过导线的电流为2A时，它受到的磁场力大小为。
(1)导线所在处的磁感应强度B是多大？
(2)若将导线长度减小到1cm，则它在磁场中受到的力和所在处的磁感应强度各是多大？
(3)若将导线中电流增大为5A，则它受到的磁场力和所在处的磁感应强度各是多大？
14．如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场仅存在于坐标系第一象限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，开始与直角坐标系共面。
（1）若导线框边与轴重合，以为轴边向外匀速转动，试问导线框转动120°时，此时穿过导线框磁通量。
（2）若导线框以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，试推导线框的磁通量随坐标变化的函数关系式，并画出穿过线框的磁通量随横坐标的变化图像。
参考答案
1．A
AB．在磁场中，磁感线疏密程度表示磁场的强弱，故
Ba>Bb
故A正确，B错误；
CD．同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为零，所以同一通电导线放在a处受到的安培力与放在b处受到的安培力大小关系无法确定，故CD错误。
故选A。
2．B
A．磁感线为闭合曲线，故而在“磁星”内部仍然存在磁场，故A错误；
B．磁感线某点处的切线方向为该点的磁场方向，而小磁针N极所指的方向就是该点的磁感线切线方向，故B正确；
C．磁场中某点不能有两个磁场方向，故而磁感线不能相交，故C错误；
D．任意闭合区域的磁通量都为零，故D错误。
故选B。
3．C
根据矢量合成法则
设与水平方向夹角为θ，则有
可得
由于我国处在北半球，所以该地磁感应强度的方向与水平方向成53°角向下。
故选C。
4．C
A、磁通量不仅有大小，而且有方向，但磁通量是标量；故A错误
B、磁通量 所以磁通量的大小有两个因素决定，磁通量越大，磁感应强度不一定越大，故B错误；
C、磁通量，通过某一面的磁通量为零，可能是磁场与面平行，所以该处磁感应强度不一定为零，故C正确；
D、磁通量，磁通量不是磁感应强度，故D错误；
综上所述本题答案是：C
5．D
当通电导线与磁场垂直时，受到的安培力最大，，则有
解得
安培力与磁场方向垂直，安培力竖直向上，说明此处磁感应强度方向只能为水平方向，肯定不是竖直向上。P处磁感应强度与通电导线无关，是由磁场本身决定的，因此将该通电导线撒走，P处磁感应强度不变，大小为，方向为水平方向。
故选D。
6．C
A．当导线平行磁场放置时，始终不受安培力，A错误；
B．通电导线所受的磁场力的大小，除了与磁感应强度、电流大小有关外，还与通电导线与磁场的夹角有关，B错误；
C．把一个线圈放在磁场中，由于线圈与磁场的方向之间的夹角不知道，所以不能判断出穿过线圈的磁通量的大小，C正确；
D．通电导线所受磁场力的方向与磁场垂直，D错误。
故选C。
7．B
根据右手螺旋定则并结合磁场的特点可知，线圈A在内部产生的磁场的方向垂直纸面向外，而外部的磁场垂直纸面向里，当外部线圈的面积越大时，穿过线圈内外的磁通量相互抵消得越多，因此穿过线圈B的磁通量大，穿过线圈C的磁通量小，B正确，ACD错误。
故选B。
8．B
两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B；综上分析B正确。
故选B。
9．B
A．据磁通量的定义可知，如图所示位置时等于BS，A正确；
B．若使框架绕OO′转过30°角时，磁通量为
B错误；
C．若从初始位置转过90°角时，线圈与磁场平行，磁通量为零，C正确；
D．若原来的磁通量为BS，转过180°后，磁通量变为-BS，故变化量为2BS，D正确。
本题选错误的，故选B。
10．A
根据几何关系可知M、N、P、Q四点到两导线的距离分别为、、、，根据矢量的叠加可知M、P两点的磁感应强度大小为
N、Q两点的磁感应强度大小为0。
故选A。
11．A
根据直线电流产生磁感应强度大小规律，设每根直线电流在F点产生磁感应强度大小均为B0，则F点磁感应强度大小
电流I1在G点产生磁感应强度大小为，电流I2在G点产生磁感应强度大小为B0，则G点磁感应强度大小
则
故选A。
12．D
A．同向电流在O点的磁场方向相反，磁感应强度大小相等，故若两根导线中的电流同向，O点磁感应强度大小为零，故A错误；
B．根据几何关系有
作出同向电流（假设电流方向向内），在A、B点磁感应强度的矢量图如图甲所示，则
，
则A点磁感应强度为
同理可得B点磁感应强度为
故则A、B两点磁感应强度大小相等，大小均为，根据矢量图可知A、B两点磁感应强度方向不同，故B错误；
C．作出反向电流（假设E流入、F流出），在A、C点磁感应强度的矢量图如图乙所示，同前面分析，可以发现A、C两点磁感应强度矢量和的方向相同，大小均为，故C错误；
D．根据前面的分析可知，无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为，故D正确。
故选D。
13．(1)0.1T
(2)，0.1T
(3)，0.1T
（1）根据磁感应强度的定义，可知
（2）磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，不因导线长度的改变而改变，因此
导线长度减小到1cm，则它所受磁场力为
（3）磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此
导线中电流增大为5A，则它所受磁场力为
14．（1）；（2）见解析，
（1）导线框转动120°时，与磁场方向夹角为60°，则磁通量
（2）从边进入磁场算起，过程线框在左侧磁场，有
过程，边进入右侧磁场，边在左侧磁场，则有
即
过程，线框在右侧磁场，有
作出磁通量随横坐标的变化图像如图：
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