第十三章　2.磁感应强度　磁通量—2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理必修三同步检测（Word含答案）

第十三章电磁感应与电磁波初步
2.磁感应强度　磁通量
课后篇巩固提升
基础巩固
1.(多选)下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是(　　)
A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向
B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
2.(2020北京昌平二模)用长导线以如图甲所示方式缠绕螺线管,当电流为I时,测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。若将导线对折缠绕螺线管,两种绕法螺线管上的线圈匝数相同,如图乙所示,通过相同电流I时,则在螺线管内A点的磁感应强度大小为(　　)

A.0 B.0.5B C.B D.2B
3.

如图所示,边长为L的n匝正方形线框abcd内部有一边长为L2的正方形区域的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是(　　)
A.穿过线框abcd的磁通量为BL2
B.穿过线框abcd的磁通量为nBL2
C.穿过线框abcd的磁通量为BL24
D.穿过线框abcd的磁通量为nBL24
4.

如图所示,面积是0.5 m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20 T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多少?若线圈平面与磁场方向夹角为60°,如图中Ⅱ位置,则穿过该线圈的磁通量又是多少?


能力提升
1.(2020上海高三二模)用DIS的磁传感器可以测定通电螺线管内的磁感应强度,磁传感器的探测头从螺线管左端外侧逐渐伸入螺线管,直到伸出右端为止。测出的B-x图是(　　)

2.(2020山东高三一模)已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流I成正比,与该点到通电导线的距离r成反比,即B0=kIr,式中k为比例系数。现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置,空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀强磁场(图中未画出)。已知菱形PbQa的边长也为L,当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时,P点处的磁感应强度恰好为零。则下列说法正确的是(　　)

A.Q点处的磁感应强度大小为kIL
B.匀强磁场的方向从P点指向Q点,大小为2kIL
C.匀强磁场的方向从Q点指向P点,大小为2kIL
D.两导线连线中点处的磁感应强度大小为3kIL
3.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10 cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈,圆心均在O处,a线圈半径为10 cm,b线圈半径为15 cm,问:

(1)在B减为0.4 T的过程中,a和b中磁通量分别改变多少?
(2)磁感应强度B大小不变,方向绕直径转过30°,a线圈中磁通量改变多少?
(3)磁感应强度B大小、方向均不变,线圈a绕直径转过180°,a线圈中磁通量改变多少?
第十三章电磁感应与电磁波初步
2.磁感应强度　磁通量
课后篇巩固提升
基础巩固
1.(多选)下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是(　　)
A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向
B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向
D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向
解析本题考查对磁感应强度方向的理解。磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。
答案BD
2.(2020北京昌平二模)用长导线以如图甲所示方式缠绕螺线管,当电流为I时,测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。若将导线对折缠绕螺线管,两种绕法螺线管上的线圈匝数相同,如图乙所示,通过相同电流I时,则在螺线管内A点的磁感应强度大小为(　　)

A.0 B.0.5B C.B D.2B
解析在题图乙中,由于两根导线中的电流方向相反,产生的磁场相互抵消,所以螺线管内A点的磁感应强度大小为零,故B、C、D错误,A正确。
答案A
3.

如图所示,边长为L的n匝正方形线框abcd内部有一边长为L2的正方形区域的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是(　　)
A.穿过线框abcd的磁通量为BL2
B.穿过线框abcd的磁通量为nBL2
C.穿过线框abcd的磁通量为BL24
D.穿过线框abcd的磁通量为nBL24
答案C
4.

如图所示,面积是0.5 m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20 T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多少?若线圈平面与磁场方向夹角为60°,如图中Ⅱ位置,则穿过该线圈的磁通量又是多少?
解析已知S=0.5 m2,B=20 T
(1)因为线圈平面与磁场垂直,
所以ΦⅠ=BS=20×0.5 Wb=10 Wb。
(2)因为线圈平面与磁场方向夹角为60°,
所以ΦⅡ=BSsin 60°=20×0.5×32 Wb=8.66 Wb。
答案10 Wb　8.66 Wb
能力提升
1.(2020上海高三二模)用DIS的磁传感器可以测定通电螺线管内的磁感应强度,磁传感器的探测头从螺线管左端外侧逐渐伸入螺线管,直到伸出右端为止。测出的B-x图是(　　)

解析通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁,内部磁感线的分布均匀,是匀强磁场,管口磁感线比管内磁感线疏,故管口处的磁感应强度较小,故C正确,A、B、D错误。
答案C
2.(2020山东高三一模)已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流I成正比,与该点到通电导线的距离r成反比,即B0=kIr,式中k为比例系数。现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置,空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀强磁场(图中未画出)。已知菱形PbQa的边长也为L,当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时,P点处的磁感应强度恰好为零。则下列说法正确的是(　　)

A.Q点处的磁感应强度大小为kIL
B.匀强磁场的方向从P点指向Q点,大小为2kIL
C.匀强磁场的方向从Q点指向P点,大小为2kIL
D.两导线连线中点处的磁感应强度大小为3kIL
解析由题意知每股电流在P点处产生的磁场的磁感应强度大小为B=kIL,由安培定则知导线a和b中的电流在P点处产生的磁场的磁感应强度方向分别垂直Pa和Pb,由平行四边形定则知匀强磁场的磁感应强度方向应由P点指向Q点,且大小为kIL,才能使P点处的合磁感应强度恰为零,B、C项错误;同理可知Q点处的磁感应强度也为零,A项错误;由于两导线连线中点到两导线的距离均为L2,两导线在该处产生的磁感应强度大小均为2kIL,故合磁感应强度的大小为3kIL,D项正确。

答案D
3.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.8 T,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10 cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈,圆心均在O处,a线圈半径为10 cm,b线圈半径为15 cm,问:

(1)在B减为0.4 T的过程中,a和b中磁通量分别改变多少?
(2)磁感应强度B大小不变,方向绕直径转过30°,a线圈中磁通量改变多少?
(3)磁感应强度B大小、方向均不变,线圈a绕直径转过180°,a线圈中磁通量改变多少?
解析(1)a线圈面积正好与圆形磁场区域重合,
ΔΦ1=Bπr2,Φ2=B1πr2
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|(B1-B)πr2|=1.256×10-2 Wb
b线圈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a线圈相同,故磁通量的变化量与a线圈相同。
(2)磁场转过30°,a线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2cos 30°,则Φ=Bπr2cos 30°
ΔΦ=|Φ-Φ1|=Bπr2(1-cos 30°)=3.4×10-3 Wb。
(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象,初状态磁感线从该面穿入,线圈转180°后,磁感线从该面穿出,故ΔΦ=BS-(-BS)=2BS=5.0×10-2 Wb。
答案(1)1.256×10-2 Wb　1.256×10-2 Wb
(2)3.4×10-3 Wb　(3)5.0×10-2 Wb