第十三章第2节磁感应强度磁通量培优练习-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培优练习
一、单选题
1．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中不可行的是（　　）
A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到静电力作用说明此空间存在电场
B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到静电力作用说明此空间不存在电场
C．在该空间内引入“检验电流”，如果通电导线受到磁场力作用说明此空间存在磁场
D．在该空间内引入“检验电流”，如果通电导线没有受到磁场力作用说明此空间不存在磁场
2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是（　　）
A．由可知，B与F成正比，与IL成反比
B．一小段通电导线放在磁场中某处，则该处就有磁感应强度，如果将通电导线取走，那该处的磁感应强度就为零
C．一小段通电导线放在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零
D．磁场中某处的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方问是唯一的，与放入的通电导线无关
3．关于公式，下列说法中正确的是（　　）
A．B与F成正比，与I、l的乘积成反比
B．B与F、I、l无关，由磁场决定
C．B的大小是等于一段通电导线在磁场中受的磁场力与通过它的电流I和导线长度l乘积的比值
D．若没有通电导线在磁场某处，则该处
4．如图甲，一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝，式中r是A点到直导线的距离．在图乙中是一电流强度为I的通电圆环，O是圆环的圆心，圆环的半径为R，B是圆环轴线上的一点，OB间的距离是r0，请你猜测B点处的磁感应强度是(　　)
A．
B．
C．
D．
5．静电场、磁场和重力场在某些特点上具有一定的相似性，结合有关“场”的知识，并进行合理的类比和猜想，判断以下说法中可能正确的是（
）
A．电场和磁场的概念分别是奥斯特和楞次建立的
B．重力场与静电场相类比，重力场的“场强”相等于重力加速度，其“场强”大小的决定式为g=
C．静电场与磁场相类比，如果在静电场中定义“电通量”这个物理量，则该物理量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少
D．如果把地球抽象为一个孤质点，用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布
6．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为，乙的圆心为，在两环圆心的连线上有、、三点，其中，此时点的磁感应强度大小为，点的磁感应强度大小为．当把环形电流乙撤去后，点的磁感应强度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度B＝k，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比，如图所示，两根平行长直导线相距为2x0，通以大小、方向均相同的电流，规定磁场方向垂直纸面向里为正，在-x0~x0区间内沿x轴方向磁感应强度B随x变化的图形可能是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，如电场强度E导体的电阻R、电容C、磁感应强度B、电流强度I、电势、电势差UAB都是用比值法定义的物理量，下列几组公式均属于定义式的是（　　）
A．；；
B．；；
C．；；
D．；；
9．如图所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量的变化量的绝对值分别为和，则（　　）
A．
B．
C．
D．不能判断与的关系
10．如图所示，半径为R的圆形线圈共有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（　　）
A．πBR2
B．πBr2
C．nπBR2
D．nπBr2
11．如图所示，A、B、C是边长为l的等边三角形的三个顶点，D为三角形的中心，①若在A、B、C三顶点处分别放上带电量为Q的正电荷；②若在A、B、C三顶点处分别通入垂直纸面向里大小相同的电流I；（k为静电力常量）则下列关于D处的电场和磁场分布说法正确的是（
）
A．放上带电量为Q的正电荷时，D处的场强大小
B．放上带电量为Q的正电荷时，D处的电场方向垂直BC向上
C．分别通入垂直纸面向里大小相同的电流I时，D处的磁感强度大小为0
D．分别通入垂直纸面向里大小相同的电流I时，D处的磁感强度方向平行BC
12．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比．如图所示，两根平行长直导线相距为R，通以大小、方向均相同的电流．规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0～R区间内磁感应强度B随r变化的图线可能是（
）
A．
B．
C．
D．
13．如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则（
）
A．该磁场是匀强磁场
B．线圈平面总与磁场方向垂直
C．线圈将逆时针方向转动
D．a、b导线受到的安培力大小总为
14．如图所示，六根导线互相绝缘通入等值电流，甲、乙、丙、丁四个区域是面积相等的正方形，则方向垂直指向纸内的磁通量最大的区域是（
）
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．上海某校一教室墙上有一朝南的钢窗，窗高1.2m、宽0.75m。已知该处磁场的磁感应强度的水平分量为，则穿过该窗框平面的磁通量为__________Wb；把钢窗向外打开使窗转动180o，此过程中穿过窗框平面的磁通量变化量为__________Wb。
16．在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点处是通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形A点的磁感应强度大小为____________，方向为____________。若C点处的电流方向反向，则A点处的磁感应强度大小为____________，方向为____________。
17．某匀强磁场垂直穿过一个线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。若在某内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则该开始的时刻是第_______s。
18．如图所示，有一正方形线框边长为0.4m，线框平面和匀强磁场的磁感线夹角为30°，
现已知线框内磁通量为0.2Wb，则磁场的磁感应强度为B=____T。当线框平面以O为轴逆时针旋转30°时，线框内磁通量的变化量为△Φ=________________Wb。当线框平面由初始位置逆时针旋转180°时，线框内磁通量的变化量为△Φ=__________________Wb。
三、解答题
19．我们常处于电流产生的磁场中。通电长直导线所产生的磁场的磁感应强度可用计算，其中k=2×10-7T·m/A、I为电流、d为该点到平直导线的垂直距离。利用该公式可你说生活中所遇到的磁场的磁感应强度。
（1）家庭通电导线的电流很少超过10A。试比较距离导线0.5m处的磁场与地磁场的磁感应强度大小；
（2）765kV高压输电线中的电流常可达200A。假定这种输电线离地面高度20m，试估算输电线正下方地面处的磁感应强度并与家庭电路中的磁场的磁感应强度进行比较。
20．如图，匀强磁场的磁感应强度为，方向沿轴的正方向，且线段、相等，长度为，线段、、、、相等，长度为，通过面积、、的磁通量、、各是多少？
21．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，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕轴转过角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？
22．如图所示，一只密绕的通电螺线管，它的直径是d
cm，通过螺线管每一匝线圈的磁通量都是。你能算出螺线管内部P点和螺线管右端点的磁感应强度吗？为什么？
参考答案
1．D
【详解】
AB．电荷在电场中一定会受到电场力的作用，故在该空间内引入检验电荷时，如果电荷受到电场力则说明此空间一定有电场，如果没有电场力则一定没有电场，故AB可行；
C．若空间引入通电导线受到磁场力，则说明此空间一定存在磁场，故C可行；
D．若引入通电导线而没有受力，则可能是导线与磁场相互平行，故不能说明不存在磁场，故D不可行。
故选D。
2．D
【详解】
A．是用比值法定义的物理量，B与F、
IL均无关，故A错误；
B．而磁场中某点磁感应强度的强弱和方向是由磁场本身的性质决定的，与是否在该处放入通电导线无关，与电流的大小、导线的长短以及是否受磁场力无关，故B错误；
C．当电流方向与该处磁场方向平行时，这一小段通电导线受到的，磁场力为零，故C错误；
D．磁场中某处的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方问是唯一的，与放入的通电导线无关，故D正确；
故选D。
3．B
【详解】
AB．由可知，B是磁感应强度的定义式，运用比值法定义，B反映磁场本身的性质，与F、Il无关，故A错误，B正确；
C．B的大小是等于一段通电导线垂直放在磁场中，在磁场中受的磁场力与通过它的电流I和导线长度l乘积的比值，故C错误；
D．B由磁场本身决定，与有没有通电导线在磁场中无关，故D错误；
故选B。
4．C
【解析】
因一电流强度为I的通电直导线在其中垂线上A点处的磁感应强度B∝，设比例系数为k，得：B=K，其中的单位A/m；的单位为A，当r0为零时，O点的磁场强度变为无穷大了，不符合实际，选项A错误．
的单位为A/m3，单位不相符，选项B错误，的单位为A/m，单位相符；当r0为零时，也符合实际，选项C正确．
的单位为A/m，单位相符；但当r0为零时，O点的磁场强度变为零了，不符合实际，选项D错误；故选C．
5．C
【详解】
A．场的概念是由法拉第首先提出的，A错误；
B．重力加速度与物体的质量无关，由星球决定，根据
，其决定式是，B错误；
C．在磁场中磁通量表示穿过某面的磁感线的多少，与其类比电筒量表示穿过静电场中某一（平或曲）面的电场线的多少，C正确；
D．重力场线的分布类似于孤立的负点电荷产生的电场线，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
甲乙两环在点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，则两环在点分别产生的场强大小为，两环在点产生的场强大小为，甲环在点产生的场强大小为，两环在点产生的场强方向相同，则乙环在点产生的场强大小为，由于乙环在点产生的场强与甲环在点产生的场强大小相等，则当把环形电流乙撤去后，点的磁感应强度大小为，故A正确；BCD错误；
故选A。
7．A
【详解】
由安培定则可知，左侧的电流在其右侧的磁场的方向垂直纸面向里，而右侧的电流在其左侧产生的磁场的方向垂直纸面向外，根据通电长直导线周围某点的磁感应强度
B＝k
可知距离电流越远，电流的磁场越小，所以两电流在O点处的合磁场大小是0，O点左侧的合磁场的方向垂直纸面向里，为正值；O点右侧的合磁场的方向垂直纸面向外，为负值。
故选A。
8．B
【详解】
A．电场强度与试探电荷受到的电场力、试探电荷的电量都无关，所以
属于比值定义法；
电容与正对面积S成正比，与极板间的距离成反比，公式
是平行板电容器的电容的决定式，不属于比值定义法；
磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以
属于比值定义法，故A错误；
B．AB之间的电势差与电场力对试探电荷做功的多少无关，所以公式
也属于比值定义法，故B正确；
C．电阻R与电压、电流无关，是其本身的属性
属于比值定义法；
公式
是点电荷产生的电场强度的计算公式，不属于比值定义法，
电容器的电容
由电容器本身决定，与极板上的电量以及极板之间的电势差都无关，属于比值定义法；故C错误；
D．导体的电阻的计算公式是
不属于比值定义法；
电流强度的定义式
与流过导体横截面的电量无关，与时间也无关；
电势的大小由电场本身决定
属于比值定义法。故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
导线周围的磁场并非匀强磁场，靠近处的磁场强些，磁感线密一些，远离处的磁感线疏一些。当金属框在Ⅰ位置时，穿过金属框的磁通量为，当金属框平移至Ⅱ位置时，磁通量为，则磁通量的变化量的绝对值为
当金属框翻转至Ⅱ位置时，磁感线相当于从“反面”穿过金属框，故磁通量为，则磁通量的变化量的绝对值是
所以，故C正确，ABD错误。
10．B
【详解】
由磁通量的公式，为具有磁场的有效面积为，解得，B对，ACD错．
11．C
【详解】
AB．根据几何关系可知，ABC三点到D点的距离相等，且AD、BD、CD之间的夹角都为120°，则ABC三个正电荷在D电产生的电场强度大小相等，方向夹角都为120°，根据平行四边形定则可知，D处的场强为0，故AB错误；
CD．分别通入垂直纸面向里大小相同的电流I时，根据右手定则可知，三个电流在D电产生的磁场强度大小相等，且方向之间的夹角都为120°，根据平行四边形定则可知，D处的磁感强度大小为0，故C正确，D错误；
故选C。
12．C
【详解】
根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间位置磁场为零，由于规定B的正方向垂直纸面向里，故选C。
13．D
【详解】
A.该磁场明显不是匀强磁场，匀强磁场应该是一系列平行的磁感线，方向相同，故A错误；
B.由图可知，线圈平面总与磁场方向平行，故B错误；
C.由左手定则可知，a受到的安培力向上，b受到的安培力向下，故线圈顺时针旋转，故C错误；
D.a、b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小总为，故D正确。
14．D
【详解】
根据可得，当S一样的时候，比较磁感应强度，先根据右手定则判断每根通电直导线在每个区域内产生的磁场，然后根据矢量的叠加可得，丁区的磁场最强，D正确
15．
【详解】
[1]由于窗户和磁场方向垂直，根据磁通量的定义可得
[2]使窗转动180o后磁通量为
因此磁通量的变化
16．
水平向右
B
竖直向下
【详解】
[1][2]如图所示，由安培定则知B处导线在A点的磁感应强度方向水平偏下30°，C处导线在A点的磁感应强度方向水平偏上30°，由平行四边形定则可以求得合磁感应强度方向水平向右，大小为
B1＝2Bcos30°＝
[3][4]当C处的电流方向反向时，如图所示
由平行四边形定则可知合磁感应强度B2的方向竖直向下，大小等于B。
17．
【详解】
前2s内磁感应强度方程为
，
后2s磁感应强度方程为
，
某内穿过线圈中磁通量的变化量为零，则这1s始未时刻的磁感应强度相等，有
解得
18．2.5
0.146
0.4
【详解】
[1][2][3]．根据公式：
解得B=2.5T；
逆时针旋转30°时：
由初始位置逆时针旋转180°时：
2=0.4
Wb
19．（1）家庭通电导线的磁感应强度比地磁场的磁感应强度小得多；（2），输电线正下方的磁感应强度比家庭电路中的磁场的磁感应强度略小
【详解】
（1）根据
解得距离导线0.5m处的磁场强度
地磁场的磁感应强度约为
，所以比地磁场的磁感应强度小得多。
（2）输电线下的磁感应强度
比家庭电路中的磁场的磁感应强度略小。
20．0.024Wb；0；0.024Wb。
【详解】
面积SMNCD与磁场相互垂直，故磁通量中
φ1=BS=0.2T×0.4m×0.3m=0024Wb
SNEFC与磁场方向相互平行，故磁通量φ2=0；
面积SMEFD投影到与x轴垂直的的平面上的面积等于SMNCD的面积，故磁通量中
φ3=BS=0.2T×0.4m×0.3m=0.024Wb。
21．BS，，0，－2BS
【详解】
在题图所示位置时，磁感线与线框平面垂直，则穿过线框平面的磁通量为
当线框绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示
则穿过线框平面的磁通量
转过90°时，线框平面与磁感线平行，则
线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过的方向改变了，故穿过线框平面的磁通量变化量为
22．P点能算出，，点处是非匀强磁场，不能算出
【详解】
螺线管内部是匀强磁场，且线圈密绕，可以认为每匝线圈都与磁场垂直，则
点处是非匀强磁场，不能算出。