13.2 磁感应强度 磁通量—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册（含答案）

第十三章
电磁感应与电磁波初步
第2节
磁感应强度
磁通量
一、单项选择题
1．关于磁场、磁感应强度和磁感线，下列说法中正确的是（　　）
A．磁场中的磁感线有的不能相交，有的能相交
B．磁感应强度是只有大小、没有方向的标量
C．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致
D．匀强磁场中沿磁感线方向，磁感应强度越来越小
2．关于磁感应强度和磁通量，下列说法中正确的是（　　）
A．磁通量就是磁感应强度
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．通过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化时，磁感应强度也一定发生变化
3．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则（
）
A．ΔΦ1>ΔΦ2
B．ΔΦ1=ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2
D．无法确定
4．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是（
）
A．根据磁感应强度定义B=，磁场中某点的磁感应强度与F成正比，与IL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F的方向相反
D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度口是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些
5．如图所示，a、b线圈套在磁铁中部，在同一平面且与磁铁垂直，穿过它们的磁通量分别为Φa、Φb，则（　　）
A．Φa＞Φb
B．Φa＜Φb
C．Φa=Φb
D．不能确定
6．如图，面积为S、匝数为N的闭合线圈abcd水平放置，与匀强磁场B夹角θ=45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则线圈在初、末位置磁通量的改变量为（　　）
A．0
B．
C．
D．
7．有一小段通电导线，长0.1m，通过导线的电流为5A，把它放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1N，则该处磁感应强度的大小可能为（　　）
A．0.8T
B．1.2T
C．1.8T
D．2.2T
8．两个绝缘导体环AA′、BB′大小相同，环面垂直，环中通有相同大小的恒定电流，如图所示，则圆心O处磁感应强度的方向为（AA′面水平，BB′面垂直纸面）（
）
A．指向左上方
B．指向右下方
C．竖直向上
D．水平向右
9．三条在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的角平分线上，且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是（　　）
A．B1=B2B．B1=B2=B3
C．a和c处磁场方向垂直于纸面向外，b处磁场方向垂直于纸面向里
D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
10．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1.若将M处长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小为B2，那么B2与B1之比为（
）
A．∶1
B．∶2
C．1∶1
D．1∶2
二、多项选择题
11．如图所示，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是（
）
A．磁通量有正负，所以是矢量
B．若使框架绕OO'转过60°角，磁通量为BS
C．若从初始位置绕OO'转过90°角，磁通量为BS
D．若从初始位置绕OO'转过180°角，磁通量变化量为2BS
12．在测定磁场中某点的磁场时，得到图中的几个关系图象，正确的是（
）
A．
B．
C．
D．
13．如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c，d到O点的距离均相等。关于这几点处的磁场，下列说法正确的是（
）
A．O点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
D．a、b、c、d、O五点处磁感应强度的方向都相同
14．如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（
）
A．直导线中电流方向是垂直纸面向里的
B．c点的实际磁感应强度也为0
C．d点实际磁感应强度为，方向斜向右下方，与B的夹角为45°
D．以上均不正确
15．无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即（式中k为常数）。如图所示，两根相距L的无限长直导线MN通有大小相等、方向相反的电流，a点在两根导线连线的中点，b点在a点正上方且距两根直导线的距离均为L，下列说法正确的是（　　）
A．a点和b点的磁感应强度方向相同
B．a点和b点的磁感应强度方向相反
C．a点和b点的磁感应强度大小之比为
D．a点和b点的磁感应强度大小之比为
三、填空题
16．面积为0.5m2的闭合导线环处于磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_____________Wb，当导线环转过90°环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量变化量为_____________Wb。
17．在匀强磁场中，有一段0.05m的导线和磁场垂直．当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么该匀强磁场磁感应强度B=
______
T；当导线通过的电流是0时，那么该匀强磁场磁感应强度B=
______
T．
18．半径为r、电流为的通电圆环圆心处的磁感应强度为B，在圆环下方距圆心a处水平放置一根电流为的无限长直导线时，圆环圆心处的磁感应强度变为零．设圆环平面和长直导线在同一竖直平面内，如图所示，根据对称性，直导线电流在导线下方距导线a处产生的磁感应强度的大小为________，方向_________．
四、解答题
19．长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2
A时，它受到的磁场力大小为N.
（1）该处的磁感应强度B是多大？
（2）若电流不变，导线长度减小到1cm，
则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？
（3）若导线长度不变，电流增大为5A，
则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？
（4）若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？
20．一个单匝矩形线圈abcd，边长，，如图所示，该线圈放在O-xyz直角坐标系内，线圈平面垂直于xOy平面，与x轴和y轴的夹角分别为和，匀强磁场的磁感应强度，计算：当磁场分别沿Ox、Oy、Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少。
21．如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm.在纸面内先后放不同的圆形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为lcm，10匝；B线圈半径为2cm，1匝；C线圈半径为0.5cm，1匝.
（1）在磁感应强度B减小为0.4T的过程中，线圈A和B中磁通量变化量的大小分别为多少？
（2）若磁感应强度的大小维持0.8T不变而方向转过，则在此过程中线圈C中磁通量变化量的大小为多少？
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
C
C
D
A
B
D
A
A
B
二、多项选择题
11
12
13
14
15
BD
AD
BD
AC
AD
三、填空题
16．0.2
-0.2
17．2
2
18．B
垂直纸面向外
四、解答题
19．【答案】（1）0.1T；（2）N，0.1T；（3）N，0.1T；（4）0.1T，0。
【解析】
（1）根据磁感应强度的定义
（2）匀强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B=0.1T
导线长度减小到1cm，则它所受磁场力
（3）匀强磁场中某点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此B=0.1T
电流增大为5
A，则它所受磁场力
（4）磁感应强度B是磁场本身的性质，与F、I、L无关
若导线与磁场方向平行，磁感应强度不变，即B=0.1T，则磁场力为0
20．【答案】3×10－4Wb
0
【解析】
矩形线圈的面积
沿三个轴方向的投影的面积
当磁场方向沿Ox方向时，穿过线圈的磁通量中
当磁场方向沿Oy方向时，穿过线圈的磁通量中
当磁场方向沿Oz方向时，穿过线圈的磁通量中
21．【答案】（1）1.3×10－4Wb，1.3×10－4Wb（2）8.4×10－6Wb
【解析】
（1）对A线圈：
磁通量变化量的大小
对B线圈：磁通量变化量的大小
.
（2）对C线圈：
磁场方向转过时，
磁通量变化量的大小.