第十三章第2节磁感应强度磁通量巩固练习-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巩固练习
第I卷（选择题）
一、单选题
1．相当于（
）．
A．
B．
C．
D．
2．关于磁感强度B，下列说法中正确的是
A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
B．磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致
C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零
D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大
3．如图所示，一个面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面呈45°角，o、分别是ab和cd边的中点，现将线框右半边obc绕逆时针旋转90?到图所示位置，在这一过程中，穿过导线框的磁通量变化量是（
）
A．
B．BS
C．
D．0
4．在地球赤道上进行实验，如图所示，线圈平面沿南北方向竖直放置，线圈中心O处水平放置一可自由转动的小磁针，处于静止状态，该处地磁场的磁感应强度大小为B0；给线圈通电后，小磁针水平偏转了θ角．则
A．仅改变电流方向，小磁针转向不会变化
B．仅改变电流大小可以使小磁针垂直于线圈平面
C．通电线圈在中心O处产生的磁感应强度大小为
D．通电线圈在中心O处产生的磁感应强度大小为
5．下列说法正确的是（
）
A．元电荷e的数值最早是由密立根用实验测得的.
B．磁场、电场都不是物质.
C．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零.
D．物体在磁场或电场中受力的方向与该处磁场或电场的方向平行.
6．如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（
）
A．a点
B．b点
C．c点
D．d点
7．线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则线圈中通以如图所示方向的电流时
A．小磁针N极向里转
B．小磁针N极向外转
C．小磁针在纸面内向左摆动
D．小磁针在纸面内向右摆动
8．如图所示，正方形金属线圈a和b的边长分别为l和2l，a线圈内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（　　）
A．1：1
B．1：2
C．1：3
D．1：4
9．如图所示为某条形磁铁磁场的部分磁感线．则下列说法正确的是
A．该磁场是匀强磁场
B．a点的磁感应强度比b点的磁感应强度小
C．a点的磁感应强度比b点的磁感应强度大
D．a、b两点的磁场方向相反
10．将面积为??的圆面放入水平向右的匀强磁场中，圆面与磁感线之间的夹角为，如图所示，若穿过该圆面的磁通量为，则此匀强磁场的磁感应强度B?应等于　
A．?T
B．
C．
D．
11．如图甲所示，一面积为S的矩形导线框abcd，在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针转过90°到图乙所示位置，下列判断正确的是(　　)
A．在图甲位置时线圈中的磁通量是BS
B．在图乙位置时线圈中的磁通量是BS
C．由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化了BS
D．由图甲位置到图乙位置线圈中的磁通量变化了BS
12．如图所示为某磁场的一条磁感线，其上有A，B两点，则（
）
A．A点的磁感应强度一定大
B．B点的磁感应强度一定大
C．因为磁感线是直线，A、B两点的磁感应强度一样大
D．条件不足，无法判断
13．如图，a、b两根垂直纸面的导体通以大小相等的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等，要使P处磁场方向向右，则a、b中电流方向为
A．都向外
B．都向里
C．a中电流向外，b中电流向里
D．a中电流向里，b中电流向外
14．如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)
A．0
B．
C．
D．2B0
第II卷（非选择题）
二、填空题
15．面积为的单匝矩形线圈，处于磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，穿过线框的磁通量为___________。当线框突然转过与磁场平行，则磁通量的变化为___________。
16．面积为的线圈共50匝，其平面与大小为的匀强磁场成角，如图所示，穿过该线圈平面的磁通量大小为______。若夹角从变成，其磁通量的变化量为______。当线圈平面与磁感应强度成夹角时，穿过线圈的磁通量为______，此情况下磁通密度大小是______。
17．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数，为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离ΔL，并测出拉力F，如图所示，因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得此感应强度B与F、A之间的关系为B=_____________.
18．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示四根导线中电流，要使O点磁场增强，应切断电流_______.
三、解答题
19．有人根据提出：磁场中某点的磁感应强度与通电导线在磁场中所受的磁场力成正比，与电流和导线长度的乘积成反比。这种说法有什么问题？
20．如图，条形磁体竖直放置，一个水平圆环从条形磁体上方位置M向下运动，先到达磁体上端位置N，然后到达磁体中部，再到达磁体下端位置，最后到达下方。在运动过程中，穿过圆环的磁通量如何变化？
21．如图所示，匝矩形线圈的面积为，、分别位于和的中点，左边有垂直线圈平面向里、磁感应强度为的匀强磁场，，.
(1)线圈平面与磁感应强度垂直时，穿过线圈平面的磁通量为多少？
(2)若线圈从图示位置绕转过，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是多少？
(3)若线圈从图示位置绕转过，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为多少？
22．如图所示，矩形线圈面积为S，放在匀强磁场B中，开始处于水平位置（I）处，磁场与线圈平面法线的夹角为，当线圈绕其一边顺时针转过90°到达竖直位置（Ⅱ）处时，线圈中的磁通量改变了多少?
参考答案
1．B
【详解】
AB．根据可知，选项A错误，B正确；
CD．根据可知1T=1N/(A?m)，则
选项CD错误。
故选B.
2．D
【详解】
AB.磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况及安培力大小无关，磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向垂直，不一致，故AB错误；
C.当通电导线与磁场平行放置时，没有安培力，但不能肯定此处没有磁感应强度，故C错误；
D.磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，故D正确；
故选：D；
3．C
【详解】
对线框的右半边（obco′）未旋转时整个回路的磁通量
对线框的右半边（obco′）旋转90°后，穿进跟穿出的磁通量相等，如图整个回路的磁通量
Φ2=0
所以
△Φ=Φ1-Φ2=
A.
与分析不符，故A错误。
B.
BS与分析不符，故B错误。
C.
与分析相符，故C正确。
D.
0与分析不符，故D错误。
4．D
【详解】
A．根据右手螺旋定则，可知，当仅改变电流方向，线圈内部磁场方向发生改变，则由矢量的合成法则，可知，小磁针处合磁场方向改变，导致小磁针转向发生变化，故A错误；
B．当只改变电流大小时，线圈内部的磁场方向垂直线圈平面，但由于外加的匀强磁场，依据矢量的合成法则，可知，不可以使小磁针垂直于线圈平面，故B错误；
CD．通电线圈在中心O处产生的磁感应强度B与B0的关系如图所示，有：
故C错误，D正确．
5．A
【详解】
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，故A正确；
B．磁场和电场都具有力的性质和能到性质，虽然看不见，摸不着，但它是一种物质，故
B错误；
C．一小段通电导线在磁场中，如果通电导线与磁场方向平行时，通电直导线就不受磁场力
作用，但该处磁感应强度不一定为零，故C错误；
D．物体在磁场中如果受力，如果物体是磁体或铁质物质，那么物体受力方向可能与磁场方向平行，也可能不平行，如果物体是一段通电直导线，根据力的左手定则判断，通电
直导线受磁场力的方向不与磁场方向平行；如果物体在电场中只受电场力作用，那么物
体受力方向与电场方向平行，故D错误．
故选A．
6．A
【详解】
由电流的安培定则可知电流产生的磁场在a点的方向水平向右，c点水平向左，b点竖直向下d点竖直向上，且四点磁感应强度大小相等，根据矢量合成法则可知磁感应强度最大值为a点
A.
a点与分析相符，A正确
B.
b点与分析不符，B错误
C.
c点与分析不符，C错误
D.
d点与分析不符，D错误
7．A
【详解】
根据右手螺旋定则知，环形电流内部的磁场方向向里，外部的磁场方向向外，则小磁针的N极向纸面里偏转．故A正确，B、C、D错误．
8．A
【详解】
由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为：Φ=BS，边长为l正方形金属线圈范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为：S=l2
；结合图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是：Φ=Bl2．与线圈的大小无关，故A正确，BCD错误．故选A．
9．C
【详解】
匀强磁场的磁感线是一些平行且等间距的直线，故A错误；磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱，故a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度，故B错误，C正确；磁感线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同，故a、b的磁场方向相同，故D错误．所以C正确，ABD错误．
10．D
【详解】
根据磁通量，则有：，故D正确，ABC错误；故选D．
11．C
【详解】
对线框的右半边（obco′）未旋转时整个回路的磁通量为：
对线框的右半边（obco′）旋转90°后，穿进跟穿出的磁通量相等，如图整个回路的磁通量Φ2=0
故磁通量的变化量为，故C正确．
12．D
【详解】
由磁场中一根磁感线无法判断磁场强弱。
故选D。
13．C
【详解】
根据安培定则，由a电流在P处的磁场方向知，a电流周围的磁感线是逆时针方向，电流方向垂直纸面向外；b电流在P处的磁场方向知，b电流周围的磁感线是顺时针方向，电流方向应垂直纸面向里，故C正确，ABD错误；
故选C.
14．C
【详解】
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcos30°=B0；
解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0；
当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B=，故C正确，ABD错误．
15．0.2Wb
-0.2Wb
【详解】
[1]根据磁通量公式得
[2]磁通量的变化为
16．
0
【详解】
[1]由题意可知线圈平面的面积在垂直于磁场方向上的投影为，所以穿过该线圈平面的磁通量大小为
[2]当夹角变成时，磁通量
所以磁通量的变化量
[3]当线圈平面与磁感应强度成角时，在垂直方向上的投影为0，所以磁通量为0。
[4]无论线圈如何变化，磁场的强弱不变，即磁感应强度不变，所以磁通密度即单位面积上穿过的磁感线的条数不变，仍为。
17．
【详解】
在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△L的过程中，拉力F可认为不变，因此F所做的功为：
W=F?△L
以ω表示间隙中磁场的能量密度，由题给条件，根据磁能量密度的定义可得：
△L间隙中磁场的能量
由题意可知：F所做的功等于△L间隙中磁场的能量，即W=E；
∴
解得：
18．
【详解】
[1]
根据右手螺旋定则来确定通电导线周围磁场的分布，导线1在O点产生的磁场的方向向里，导线2在O点产生的磁场的方向向里，导线3在O点产生的磁场的方向向里，导线4在O点产生的磁场的方向向外。由于，所以合磁场的方向向里，根据磁场的叠加可知，要使O的磁场增强，应切断。
19．见解析
【详解】
这种说法是错误的，磁感应强度
是采用比值法定义的，磁场中某点的磁感应强度B是由磁场本身决定的，与安培力F无关，跟电流强度|和导线长度L均无关。
20．M到P增大，P到L减小。
【详解】
回环从M到N过程中，穿过线线的磁感线条数增多，则磁通最变大；由N到P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少；故本过程磁通量是变大的；而P→Q的过程是N到P的过程的相反过程，磁通是变小的；Q→L的过程中远离磁铁，磁通量变小。
故M到P增大，P到L减小。
21．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)根据磁通量定义可知
.
(2)线圈绕绕过时穿过线圈的磁通量为
磁通量的变化量
解得
.
(3)线圈绕转过时穿过线圈的磁通量为
磁通量的变化量
解得
22．
【详解】
初位置磁通量
（取初位置磁通量为正）末位置磁通量
所以磁通量改变了