13.2磁感应强度　磁通量 课时作业word版含答案

2021年高中物理人教版（新教材）必修第三册第十三章2　磁感应强度　磁通量
1．有人根据公式
B＝提出以下看法，其中正确的是(　　)
A．磁感应强度的数值跟通电导线受到的磁场力F的大小成正比
B．磁感应强度的数值跟通电导线的电流I成反比
C．磁感应强度的数值跟通电导线的长度l成反比
D．磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与外加导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关
2．(多选)下列关于磁感应强度和电场强度的概念的说法正确的是(　　)
A．电场强度是描述电场强弱的物理量，反映了电场的性质；磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，反映了磁场的性质
B．电场中任何位置处的电场强度与引入的试探电荷有关，磁场中各处的磁感应强度与引入的电流元有关
C．电场中任何位置处的电场强度与引入的试探电荷无关，磁场各处的磁感应强度与引入的电流元无关
D．电荷在电场中受到的静电力方向就是该处电场的方向，电流元在磁场中受到的磁场力的方向就是该处磁场的方向
3．(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是(　　)
A．磁场中某点的磁感应强度的方向规定为在该处小磁针静止时N极所指的方向
B．磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致
C．磁场中某点的磁感应强度的方向由一小段通电导线在此处的受力方向决定
D．磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关
4.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1所示，图中a、b图线分别表示在磁场中A、B两点处导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是(　　)
图1
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
5．(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中，下列图像能正确反映各量间关系的是(　　)
6.如图2所示，半径为R的圆线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)
图2
A．πBR2
B．πBr2
C．nπBR2
D．nπBr2
7.如图3所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的直线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(　　)
图3
A.
B.
C．BL2
D．NBL2
8.如图4所示，在空间仅存在大小恒定、方向相互垂直的两个磁场B1、B2，B1＝3
T，B2＝4
T，A点的磁感应强度大小为(　　)
图4
A．7
T
B．1
T
C．5
T
D．大于3
T小于4
T
9.如图5所示，把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置，它们的圆心位于一个共同点O上．当通以相同大小的电流时，两通电线圈在O点产生的磁场方向分别为垂直纸面向里和竖直向上，大小相等，则O处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度的大小之比是(　　)
图5
A．1∶1
B．2∶1
C.∶1
D．1∶
10.(多选)如图6，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是(　　)
图6
A．a处的磁感应强度比c处的大
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相同
D．b处的磁感应强度为零
11.(多选)三根在同一平面(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7所示．a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，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(　　)
图7
A．B1＝B2＜B3
B．B1＝B2＝B3
C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c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
12.如图8所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述哪个方法可使穿过线圈的磁通量增加一倍(　　)
图8
A．把线圈匝数增加一倍
B．把线圈面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行
13．如图9所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，请你算出通电螺线管中的磁感应强度B.
已知：CD段导线长度为4×10－2
m，天平平衡钩码重力为4×10－5
N，通过导线的电流为0.5
A.
图9
14.如图10所示，将半径分别为R甲＝10
cm、R乙＝15
cm的单匝圆形线圈甲、乙放在水平面上，且两线圈为同心圆，在线圈甲内加垂直线圈平面向下的磁感应强度为B1＝0.8
T的匀强磁场．则：(π取3.14，计算结果保留3位有效数字)
图10
(1)若磁场的磁感应强度减小到B2＝0.4
T，则穿过两线圈的磁通量的变化量分别为多少？
(2)若保持匀强磁场的磁感应强度大小不变，方向转到与竖直方向成30°角，则穿过线圈甲的磁通量的变化量为多少？
(3)若保持匀强磁场不变，将线圈乙转过180°角，则穿过线圈乙的磁通量的变化量为多少？
参考答案及解析
1.答案：D
解析：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，它是客观存在的，它与导线的长度、电流的强弱和受力情况均无关，只是由通电导线所受的磁场力与导线的电流和长度的乘积的比值来度量，故选D.
2.答案：AC
解析：电场强度和磁感应强度分别是描述电场和磁场的物理量，反映了电场和磁场的性质，选项A对；电场强度和磁感应强度分别由电场和磁场本身决定，选项B错，C对；正电荷所受静电力方向才是该处电场的方向，电流元受到的磁场力方向不是该处磁场的方向，选项D错．
3.答案：AD
解析：小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，A正确，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与此处是否有通电导线无关，C错误，D正确．
4.答案：B
解析：导线受到的磁场力F＝BIl，对于题图中给出的F－I图线，直线的斜率k＝Bl，由题图可知ka＞kb，又因A、B两点导线的长度l相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，故选B.
5.答案：BC
解析：由B＝或F＝BIL知匀强磁场中B恒定不变，故B正确，D错误；B、L一定，F与I成正比，故A错误，C正确．
6.答案：B
解析：Φ＝BS中S是与磁场垂直的有效面积，所以Φ＝πBr2.
7.答案：A
解析：穿过线圈的磁通量Φ＝BS＝B·L2＝，选项A正确．
8.答案：C
解析：磁感应强度B是矢量，其合成遵循平行四边形定则，故A点的磁感应强度大小为B＝＝
T＝5
T.
9.答案：C
解析：设每个通电环形线圈在O点的磁感应强度大小为B，题目中已给出了B的方向分别为垂直纸面向里和竖直向上，则其磁感应强度的矢量和为B，故与一个线圈单独产生的磁感应强度的大小之比为∶1，故选C.
10.答案：AD
解析：由于a点与左侧导线的距离比c点与右侧导线的距离小，故a处的磁感应强度比c处的大，A正确；根据安培定则知，a、c两处的磁感应强度方向相反，C错误；b点位于两导线中间，两通电导线在b处产生的磁感应强度大小相等，方向相反，故b处的磁感应强度为零，c处磁感应强度不为零，B错误，D正确．
11.答案：AC
解析：a、b、c三处的磁感应强度是三根通电导线所产生的磁感应强度的叠加．根据安培定则可知左、右两根导线在a处的磁场方向相反，因为距离相等，所以磁感应强度大小相等，所以左、右两根导线在a处产生的磁感应强度的矢量和为零，a处的磁感应强度等于下面导线在该处产生的磁感应强度，所以a处的磁感应强度方向垂直于纸面向外；同理可知b处的磁感应强度等于右面的导线在该处产生的磁感应强度，所以b处的磁感应强度方向也垂直于纸面向外，三根通电导线在c处产生的磁场方向均是垂直于纸面向里，所以合磁感应强度方向垂直纸面向里，所以B1＝B2＜B3，A、C选项正确，B、D选项错误．
12.答案：B
解析：把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，磁通量不变，故A错误；根据Φ＝BScos
θ，把线圈面积增加一倍，可使穿过线圈的磁通量增加一倍，故B正确；把线圈的半径增加一倍，线圈的面积S＝πR2变为原来的4倍，磁通量为原来的4倍，故C错误；转动线圈使得轴线与磁场方向平行，此时线圈平面与磁场垂直，有效面积由Scos
30°变为S，磁通量为原来的倍，故D错误．
13.答案：2.0×10－3
T
解析：由题意知，I＝0.5
A，G＝4×10－5
N，l＝4×10－2
m．电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G.由磁感应强度的定义式得B＝＝
T＝2.0×10－3
T，
所以，通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10－3
T.
14.答案：(1)1.26×10－2
Wb　1.26×10－2
Wb　(2)3.37×10－3
Wb　(3)5.02×10－2
Wb
解析：(1)线圈甲面积正好与圆形磁场区域重合，设圆形磁场区域半径为r，则
r＝R甲，Φ1＝B1πr2，Φ2＝B2πr2
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|B2－B1|πr2≈1.26×10－2
Wb
线圈乙面积大于圆形磁场面积，即线圈的一部分面积在磁场区域外，有磁感线穿过的面积与线圈甲相同，故磁通量的变化量与线圈甲相同．
(2)磁场转过60°，线圈甲在垂直磁场方向的投影面积为πr2cos
30°，则Φ3＝B1πr2cos
30°
ΔΦ1＝|Φ3－Φ1|＝B1πr2(1－cos
30°)≈3.37×10－3
Wb.
(3)初状态磁感线从正对读者的一面穿入，线圈转180°后，磁感线从正对读者的一面穿出，故ΔΦ2＝|－B1S－B1S|＝2B1πr2≈5.02×10－2
Wb.