2019-2020学年人教版（2019）必修第三册 13.2磁感应强度磁通量 达标作业（解析版)

13.2磁感应强度磁通量
达标作业（解析版)
1．如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直放置，其间距均为a，通过的电流均为I，方向均垂直纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中，到导线距离为r处的磁感应强度为（其中k为常量），则对于P、Q连线的中点O处的磁感应强度，下列说法正确的是( )
A．方向由O指向P，大小为 B．方向由P指向R，大小为
C．方向由R指向O，大小为 D．方向由O指向P，大小为
2．如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线M和N，通有大小相等方向相反的电流I，在纸面上与M、N距离相等的一点P处，M、N导线产生的磁场的磁感应强度分别为B1、B2，则下图中正确标出B1与B2合矢量B的方向的是 （ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，长直导线P、Q垂直于纸面平行放置，分别通过相反方向的恒定电流，大小为I1、I2，此时两导线连接中点O处的磁感应强度大小为B1，若将Q导线中电流大小不变，方向相反，则O点处的磁感应强度大小为B2，且B1、B2方向相同，则直导线P中电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为
A． B． C．B1-B2 D．
4．下列关于磁场的说法中正确的是
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段导线放在该处时所受磁场力F与I、L乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则说明该处一定没有磁场
C．磁感线是磁体周围真实存在的曲线
D．将小磁针放在地面上空某一水平面静止时，小磁针的N极指向地理位置的北极
5．关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）
A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
C．垂直于磁场方向的磁感线条数越多，磁通量越大
D．在磁场中所取平面的面积增大，磁通量总是增大的
6．下列物理量中属于标量的是（ ）
A．速度 B．力 C．磁通量 D．电场强度
7．在物理学中，常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列表达式属于比值定义的是（ ）
A． B． C． D．
8．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
9．两根长直导线平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中点为两根导线连线的中点，为的中垂线上的两点且与等距，两导线中通有恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度的大小跟该点到通电导线的距离成反比，则下列说法中正确的是（　　）
A．若中通以等大同向电流，点的磁感应强度为零
B．若中通以等大反向电流，则点和点的磁感应强度相同
C．若中通以大小不等的反向电流，则磁感应强度为零的点在之间的连线上
D．若中通以大小不等的同向电流，则磁感应强度为零的点在连线的延长线上
10．两根通电长直导线平行放置，电流大小分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上。导线中的电流在这四点产生磁场的磁感应强度可能为零的是
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
11．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10－4 N．求：
(1)该位置的磁感应强度多大？
(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？
12．如图所示，在条形磁铁的中部有一个圆环，磁铁位于圆心且与圆环平面垂直，试确定穿过环的磁通量的方向？若此环是一个弹性环，现在使圆环的半径增大，则穿过环的磁通量怎样变化？
13．如图所示，面积是的矩形导线圈处于磁感应强度为20T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直，如图中Ⅰ位置，则穿过该线圈的磁通量是________；若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中位置，则穿过线圈的磁通量是________。
14．面积是的闭合导线环处于磁感应强度为的匀强磁场中，当导线环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是______ Wb，当导线环面与磁场垂直时，穿过环面的磁通量是______Wb。
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
P、Q两根导线距离O点的距离相等，根据安培定则，在O点产生的磁场方向相反，大小相等，合场强为零，所以最终场强等于R在O点产生的场强，根据安培定则，方向沿OP方向，R到O点距离，那么磁感线强度的大小
A．方向由O指向P，大小为，与结论相符，选项A正确；
B．方向由P指向R，大小为，与结论不相符，选项B错误；
C．方向由R指向O，大小为，与结论不相符，选项C错误；
D．方向由O指向P，大小为，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
试题分析：MN在P点产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则，电流M在P点的磁场向右上方，电流N在P点的磁场的方向向右下方，所以，合磁场的方向一定右．
A．该图与结论不相符，选项A错误；
B．该图与结论不相符，选项B错误；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论相符，选项D正确；
故选D
3．A
【解析】
【详解】
设P导线中电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为BP，Q导线中电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为BQ，根据题意可知
BP+BQ=B1
BP-BQ=B2
则
BP=.
A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．B1-B2，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
4．D
【解析】A、只有当导线垂直放入磁场时，导线所受磁场力F与乘积IL的比值才等于磁感应强度的大小，故A错误；
B、由于导线与磁场平行时，通电导线不受磁场力，所以通电导线放在某处如不受磁场力作用，该处的磁感应强度不一定为零，故B错误；
C、磁感线是形象地描述磁场而引入的曲线，是假想的曲线，并不是真实存在的，故C错误；
D、将小磁针放在地面上空某一水平面静止时，小磁针的N极指向地理位置的北极，故D正确。
点睛：对于磁感应强度的理解关键抓住其物理意义和定义式，此式采用比值定义法，具有比值定义的共性，定义出的新物理量与原来两个量无关，不反映物质的属性。
5．B
【解析】
【详解】
A．当磁感线与线圈平行时，磁通量为零，但磁感应强度不为零，故A错误；
B．磁通量表达式为：，其中是线圈平面与磁场方向的夹角，Φ与B、S、α三个因素有关，所以磁感应强度B大的地方，磁通量不一定很大，故B正确．
C．磁通量可以形象说成穿过线圈的磁感线的条数，所以垂直于磁场方向的磁感线条数越多，磁通量不一定越大，故C错误；
D．在磁场中所取平面的面积增大，磁通量不一定增大，若平面与磁场平行，磁能量为零，保持不变，故D错误．故选B．
6．C
【解析】
【详解】
速度、力和电场强度都是即有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量，都是矢量，只有磁通量是只有大小没有方向的，是标量；
A．与分析不符，故A错误；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析相符，故C正确；
D．与分析不符，故D错误；
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
A．公式：
不是电流的定义式，I与P及U有关，不属于比值定义法，故A错误；
B．电容器两端的电势差U与电荷量Q及电容器电容C有关，不属于比值定义法，故B错误；
C．放入磁场中导体棒的电流与力F和磁感应强度B及有效长度L有关，故不属于比值定义法，故C错误；
D．电场强度的定义式：
E与F、q无关，由电场本身决定，属于比值定义法，故D正确。
故选D。
8．AC
【解析】
【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。
9．AB
【解析】
【详解】
A．若中通以等大同向电流，根据安培定则可知，两条导线在O点产生的磁场等大反向，则O点的磁感应强度为零，选项A正确；
B．若中通以等大反向电流，假设a电流向里，b中电流向外；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向下且大小相等；同理若假设a电流向外，b中电流向里；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向上且大小相等；故 B正确；
C．若中通以大小不等的反向电流，则两电流在之间的连线上各点的磁场方向相同，磁感应强度不可能为零，选项C错误；
D．若中通以大小不等的同向电流，则两电流在连线的延长线上各点的磁场方向相同，则磁感应强度不可能为零，选项D错误；
故选AB.
10．AB
【解析】
【详解】
A．根据安培定则可知两电流在a 点磁感应强度的方向相反，若 I1＜I2由于a离I1近，故在a点I1的磁感应强度的大小可能等于I2的磁感应强度。则a点磁感应强度可能为0．故A正确；
?B．根据安培定则可知两电流在b点的磁感应强度的方向相反，若I1＞I2，由于I2离b点近，则B点点I1的磁感应强度的大小可能等于I2的磁感应强度，故b点磁感应强度可为0．故B正确；CD．根据安培定则可知两电流在 c 点?的B的方向分别向右下方和左下方，故合成后c点的磁感应强度不为0；同理两电流在 d 点?的B的方向分别向左下方和右下方，故合成后b点的磁感应强度不为0；故CD错误；故选AB。
11．(1)0.1 T　(2)0.1 T
【解析】
【详解】
（1）根据公式得：
（2）该处的磁感应强度不变，B=0.1?T．
12．向左；总磁通量减小
【解析】
【详解】
圆环内的磁场包括磁铁内部和磁铁外部两个方向相反的磁场，由于磁感线是封闭的曲线，磁铁内有几条，磁铁外就有几条，又因为磁铁外的磁感线，分布在磁铁外部整个区域，只有部分磁感线穿过线圈，而磁铁内部的磁感线全部穿过线圈，因此，抵消作用后，线圈中的磁通量方向跟磁铁内部的磁感线方向一致，为向左．而当线圈面积增大时，磁铁内部穿过线圈的磁感线条数不变，而外部穿过线圈的磁感线条数在增加，抵消作用加强，故当线圈面积增大时，总磁通量减小.
13．10 5
【解析】
【详解】
[1]如图中Ⅰ位置，穿过该线圈的磁通量是
[2]若线圈平面与磁场方向夹角为60°，如图中位置，则穿过高线圈的磁通量是
14．0 0.2
【解析】
【详解】
[1]．当导线环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是0；
[2]．当导线环面与磁场垂直时，穿过环面的磁通量是