第十三章第2节磁感应强度磁通量强化训练-2021-2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册word版含答案

2021-2022学年高二物理人教版（2019）必修第三册第十三章第2节磁感应强度磁通量强化训练
第I卷（选择题）
一、单选题
1．磁感应强度的单位是（
）
A．特斯拉
B．韦伯
C．欧姆
D．安培
2．若把地球磁场等效为一个条形磁铁的磁场，那么下列城市中哪个城市的地磁场最强(　　)
A．莫斯科
B．新加坡
C．广州
D．东京
3．如图所示，一矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线位于同一平面内，而且处在两导线的中央，则(
)
A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等
D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
4．两个圆环A、B，如图所示放置，且RA>RB。一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是（
）
A．ΦA>ΦB
B．ΦA=ΦB
C．ΦA<ΦB
D．无法确定
5．虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有（　　）
A．Φ1＞Φ2
B．Φ1＝Φ2
C．Φ1＜Φ2
D．无法判断
6．如图所示的磁场中，有P、Q两点．下列说法正确的是
A．P点的磁感应强度小于Q点的磁感应强度
B．P、Q两点的磁感应强度大小与该点是否有通电导线无关
C．同一小段通电直导线在P、Q两点受到的安培力方向相同，都是P→Q
D．同一小段通电直导线在P点受到的安培力一定大于在Q点受到的安培力
7．中国是世界上研究磁现象最早的国家，中国的四大发明之一“司南”，如图所示，司南在地磁场的作用下具有指向性。下列关于司南的说法正确的是（　　）
A．司南是用金属铜制成的勺子，放在刻有方位的磁盘上，当它静止时，勺柄指南
B．司南是用金属铜制成的勺子，放在刻有方位的磁盘上，当它静止时，勺柄指北
C．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时，勺柄指南
D．司南是用天然磁石制成的勺子，放在刻有方位的铜盘上，当它静止时，勺柄指北
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．如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则当线框左边为轴转过30°时通过线框的磁通量为（　　）
A．0???
B．BS???
C．???
D．
10．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．
11．如图所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为
A．0
B．BS
C．BS
D．2BS
12．三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场磁感应强度大小为B，则d处的磁感应强度大小为(　　)
A．2B
B．B
C．3B
D．3B
13．如图所示，在条形磁铁外面套着一圆环，当圆环由磁铁N极向下平移到磁铁S极的过程中，穿过圆环的磁通量变化的情况是(
)
A．逐渐增加
B．逐渐减少
C．先逐渐增加，后逐渐减少
D．先逐渐减少，后逐渐增大
14．把电流均为I、长度均为L的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时，两小段通电直导线所受磁场力的大小分别为F1和F2，若已知1、2两点处碰感应强度的大小关系为B1）
A．
B．
C．
D．以上都不对
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．如图所示，匀强磁场垂直于纸面向外，磁感强度，一个直径为的线圈放在磁场中，线圈平面垂直于磁场，则通过线圈的磁通量为______，现将线圈绕某一直径转过90°，则此时穿过线圈的磁通量为______。
16．一根长的通电导线放在匀强磁场中，导线中的电流强度是，导线与磁场方向垂直，若它受到的磁场力为，则磁感应强度为______T。若将导线中的电流强度增大为，则磁感应强度为______T。
17．如图所示，线圈面积为，匀强磁场的磁感应强度。在线圈由图示位置顺时针向下转过150°的过程中，通过线圈的磁通量的改变量大小为__________。
18．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I=5A且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等，已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，r为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为B0=3T，则a点的磁感应强度大小为_____T，乙导线单位长度（1米）受到的安培力的大小为__________N．
三、解答题
19．如图所示，条形磁铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置Ⅰ向下运动，依次经过磁铁上端位置Ⅱ、磁铁中部位置Ⅲ、磁铁下端位置Ⅳ，最后到达下方位置V。在Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→V的过程中，请分析穿过圆环的磁通量变化情况。
20．如图所示，框架的面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为．
试求：
(1)框架平面与磁感应强度垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？
(2)若框架绕转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？
(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量改变量为多少？
(4)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量改变量为多少？
21．如图甲所示，a、b两平行直导线中通有相同的电流，当两通电导线垂直圆平面放置于圆周上，且两导线与圆心连线的夹角为60°时，圆心处的磁感应强度大小为B。如图乙所示，c导线中通有与a、b导线完全相同的电流，a、b、c垂直圆平面放置在圆周上，且a、b两导线与圆心连线的夹角为120°，b、c两导线与圆心连线的夹角为30°，则此时圆心处的磁感应强度大小为多少？
22．如图所示，边长为的正方形闭合线圈置于磁场中，线圈、两边的中点连线的左右两侧分别存在方向相同、磁感应强度大小各为，的匀强磁场，且磁感线与线圈平面垂直.若从上往下看，线圈逆时针转过37°时，穿过线圈的磁通量改变了多少？
参考答案
1．A
【解析】
磁感应强度的单位是特斯拉，记为T，A正确，
2．A
【详解】
越靠近磁极，磁感线分布越密，磁性越强，所以莫斯科最靠近北极，所以地磁场最强。
故选A。
3．A
【详解】
解：当电流同向时，根据右手螺旋定则，两电流在线圈处产生的磁场方向垂直于线圈，方向相反，磁通量为零．电流方向相反时，在线圈处产生的磁场方向相同，产生的磁通量不为零．故A正确，B、C、D错误．
故选A．
4．C
【详解】
通过环的磁通量分为两部分，磁铁内部的磁感线和磁铁外部的磁感线，条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，所以磁铁内部的磁感线通过AB两环是相等的，即为，方向竖直向上，环的面积越大，磁铁外部的磁感线穿过的就越多，越大，所以，通过环的磁通量为
A．ΦA>ΦB
，与结论不相符，选项A错误；
B．ΦA=ΦB
，与结论不相符，选项B错误；
C．ΦA<ΦB，与结论相符，选项C正确；
D．无法确定，与结论不相符，选项D错误；
故选C.
5．B
【详解】
根据磁通量的公式Φ=BS可知S为处于磁场中的有效面积，由于两环在磁场中的面积相同场大小相等，故磁通量相同。
故选B。
6．B
【详解】
A、磁感线的疏密表示磁场的强弱，由图象知P点的磁场比Q点的磁场强，A错误；B、磁感应强度是由磁场本身决定的，与该点是否有通电导线无关．故B正确；C、根据左手定则，通电直导线受到的安培力的方向与磁场的方向垂直，所以它们受到的安培力的方向不能是P→Q，故C错误；D、同一小段通电直导线在在都与磁场的方向垂直的条件下，在P点受到的安培力才能大于在Q点受到的安培力，故D错误；故选B.
7．C
【详解】
司南是用天然磁石制成的勺子，司南的勺柄相当于条形磁铁的S极，因地球的南极在地磁的北极附近，可知故其静止时勺柄指南。
故选C。
8．A
【详解】
根据安培定则可知：导体环AA′在O处产生的磁场方向为竖直向上，导体环BB′在O处产生的磁场方向为水平向左，按平行四边形定则可知，O处磁感应强度的方向为指向左上方，故A正确，BCD错误。
9．D
【详解】
由磁通量表达式
Φ=BS
S指垂直磁感线的有效面积，则可知转过30°时的磁通量
Φ=BSsin30°=BS
故选D。
10．D
【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
11．B
【解析】
根据磁通量公式Φ＝BS，因为图中有效面积为S，所以B项正确．
12．C
【详解】
假设正方形的边长为L，通电导线b在a处所产生磁场的磁感应强度大小为B，根据几何关系得．每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比，则a与c在d处产生的磁场的强度，b在d处产生的磁场的强度为，方向如图：
则d点的磁感应强度，故B正确．
13．C
【详解】
条形磁铁外部两极处磁场最强，而中间位置磁场最弱，而总磁通量等于内外磁感线条数的差值，则可知，在两极处磁通量最大，而在中间时磁通量最小，由于内部磁感线条数相同，且内部磁感线与外部磁感线的总数相等，所以线圈包含的磁通量一定是内部大于外部的磁通量，所以外部磁感线越多，则总磁通量越小，所以，由N到S极时，磁通量先增大后减小，故C正确．
14．D
【详解】
AB.由题意可知，当将通电导线垂直放入磁场时，由得，；若不是垂直放入磁场时，则磁感应强度比以上值要大，故AB错误.
CD.两点处磁感应强度的大小关系虽然为B115．
0
【详解】
[1]由磁通量的定义可得
[2]将线圈绕某一直径转过90°，与磁场平行，则此时穿过线圈的磁通量为0。
16．0.4
0.4
【详解】
[1]导线与磁场方向垂直，根据
F=BIL
得，磁感应强度
[2]磁感应强度只与磁场本身有关，若导线中的电流强度增大为0.1A，则磁场的磁感应强度不变，仍然是0.4T。
17．
【详解】
[1]图示位置线圈与磁场平行，通过线圈的磁通量为零，在线圈由图示位置顺时针向下转过150°时，通过线圈的磁通量为
通过线圈的磁通量的改变量大小为
18．1
3.75
【详解】
[1]设两导线间距为d，根据右手螺旋定则知，甲导线在O点的场强方向垂直纸面向里，乙导线在O点的场强方向垂直纸面向里，根据场强的叠加有：
甲导线在a点的场强方向垂直纸面向外，乙导线在a点的场强方向垂直纸面向里，根据场强的叠加知，a点的磁感应强度为：
[2]甲导线在乙导线处产生的磁感应强度为：
则单位长度的乙导线所受的安培力为：
F=BIL=
19．见解析
【详解】
圆环从I到II过程中，穿过线圈的磁感线条数增多，则磁通量变大；由II到中部的过程，线圈包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线，内外磁感线相互抵消；因越到中间外部磁感线越少；故本过程磁通量是变大的；而Ⅲ→Ⅳ的过程是II到中部的过程的相反过程，磁通量是变小的；Ⅳ→Ⅴ的过程中远离磁铁，磁通量变小。
20．(1)；(2)；(3)；(4)
【详解】
(1)框架平面与磁感应强度垂直时，穿过框架平面的磁通量为
(2)若框架绕转过60°，则穿过框架平面的磁通量为
(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量为
此过程中的磁通量的变化量为
(4)若从图示位置转过180°时，磁通量
则转过180°的过中，磁通量的变化量为
21．
【详解】
当a、b两导线与圆心连线的夹角为60°时，它们在圆心处的磁感应强度如左图所示，设，则有
当a、b两导线与圆心连线夹角为120°时，如右图所示，它们在圆心处的磁感应强度矢量和为
再与c导线在圆心处产生的磁场叠加后磁感应强度矢量和为，因此圆心处的磁感应强度大小为。
22．减少了
【详解】
在原图示位置，由于磁感线与线圈平面垂直，因此磁通量为
当线圈绕轴逆时针转过37°后（见图中虚线位置）磁通量为
磁通量变化量
所以线圈转过37°后，穿过线圈的磁通量减少了。