2020版高中物理 第十三章 電磁感應(yīng)與電磁波初步 2 磁感應(yīng)強度 磁通量練習（含解析）新人教版必修第三冊

2.磁感應(yīng)強度　磁通量 1.(多選)下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法正確的是(　　) A.某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導線放在該處時所受磁場力的方向 B.小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向 C.垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向 D.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向 解析本題考查對磁感應(yīng)強度方向的理解。磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向表示該點的磁場的方向,磁場方向也就是小磁針N極受力的方向。但通電導線受力的方向不代表磁感應(yīng)強度和磁場方向。 答案BD 2.有一小段通電導線,長為1 cm,導線中電流為5 A,把它置于磁場中某點,受到的磁場力為0.1 N,則該點的磁感應(yīng)強度B一定是(　　) A.B=2 T B.B≤2 T C.B≥2 T D.以上情況都有可能 解析磁感應(yīng)強度的定義式中的電流是垂直于磁場方向的電流。如果通電導線是垂直磁場方向放置的,此時所受磁場力最大F=0.1 N,則該點的磁感應(yīng)強度B=FIL=0.15×0.01 T=2 T。如果通電導線不是垂直磁場方向放置的,則受到的磁場力小于垂直放置時的受力,垂直放置時受力將大于0.1 N,由定義式可知,B將大于2 T。選項C正確。 答案C 3. 在同一平面內(nèi)有四根彼此絕緣的通電直導線1、2、3、4,如圖所示,四根導線中的電流大小關(guān)系為I1<I2<I3=I4,要使O點(四根導線圍成的正方形的中心)的磁場增強,則應(yīng)切斷(　　) A.導線1的電源 B.導線2的電源 C.導線3的電源 D.導線4的電源 解析根據(jù)安培定則可以確定通電導線周圍磁場的分布,導線1在O點產(chǎn)生的磁場的方向垂直于紙面向里,導線2在O點產(chǎn)生的磁場的方向垂直于紙面向里,導線3在O點產(chǎn)生的磁場的方向垂直于紙面向里,導線4在O點產(chǎn)生的磁場的方向垂直于紙面向外。由于I1<I2<I3=I4,所以合磁場的方向垂直于紙面向里,根據(jù)磁場的疊加可知,要使O點的磁場增強,應(yīng)切斷導線4的電源,D正確。 答案D 4. 如圖所示,邊長為L的n匝正方形線框abcd內(nèi)部有一邊長為L2的正方形區(qū)域的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B。下列說法正確的是(　　) A.穿過線框abcd的磁通量為BL2 B.穿過線框abcd的磁通量為nBL2 C.穿過線框abcd的磁通量為BL24 D.穿過線框abcd的磁通量為nBL24 答案C 5. 如圖所示,面積是0.5 m2的矩形導線圈處于磁感應(yīng)強度為20 T的勻強磁場中,線圈平面與磁場垂直,如圖中Ⅰ位置,則穿過該線圈的磁通量是多少?若線圈平面與磁場方向夾角為60°,如圖中Ⅱ位置,則穿過該線圈的磁通量又是多少? 解析已知S=0.5 m2,B=20 T (1)因為線圈平面與磁場垂直,所以ΦⅠ=BS=20×0.5 Wb=10 Wb。 (2)因為線圈平面與磁場方向夾角為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.(多選)將一小段通電直導線垂直磁場方向放入一勻強磁場中,下列圖像能正確反映各量間關(guān)系的是(　　) 解析由B=FIL或F=BIL知勻強磁場中B恒定不變,故選項 B正確,選項D錯誤;B、L一定,且F與I成正比,故選項C正確,選項A錯誤。 答案BC 2. 如圖所示,在空間某點A存在大小、方向恒定的兩個磁場B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A點的磁感應(yīng)強度大小為(　　) A.7 T B.1 T C.5 T D.大于3 T小于4 T 解析磁感應(yīng)強度B是矢量,所以其合成適用平行四邊形定則,B=B12+B22=32+42 T=5 T。 答案C 3. 在磁感應(yīng)強度為B0、方向豎直向上的勻強磁場中,水平放置一根長通電直導線,電流的方向垂直于紙面向里。如圖所示,a、b、c、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中(　　) A.b、d兩點的磁感應(yīng)強度相等 B.a、b兩點的磁感應(yīng)強度相等 C.c點的磁感應(yīng)強度的值最小 D.b點的磁感應(yīng)強度的值最大 解析 如圖所示,由矢量疊加原理可求出各點的合磁場的磁感應(yīng)強度,可見b、d兩點的磁感應(yīng)強度大小相等,但方向不同,A項錯誤;a點的磁感應(yīng)強度最大,c點的磁感應(yīng)強度最小,B、D項錯誤,C項正確。 答案C 4. 如圖所示,有一個垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.8 T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為10 cm?，F(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上a、b兩個圓形單匝線圈,圓心均在O處,a線圈半徑為10 cm,b線圈半徑為15 cm,問: (1)在B減為0.4 T的過程中,a和b中磁通量分別改變多少? (2)磁感應(yīng)強度B大小不變,方向繞直徑轉(zhuǎn)過30°過程中,a線圈中磁通量改變多少? (3)磁感應(yīng)強度B大小、方向均不變,線圈a繞直徑轉(zhuǎn)過180°過程中,a線圈中磁通量改變多少? 解析(1)a線圈面積正好與圓形磁場區(qū)域重合, ΔΦ1=Bπr2,Φ2=B1πr2 ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|(B1-B)πr2|=1.256×10-2 Wb b線圈面積大于圓形磁場面積,即線圈的一部分面積在磁場區(qū)域外,有磁感線穿過的面積與a線圈相同,故磁通量的變化量與a線圈相同。 (2)磁場轉(zhuǎn)過30°,a線圈面積在垂直磁場方向的投影為πr2cos 30°,則Φ=Bπr2cos 30° ΔΦ=|Φ-Φ1|=Bπr2(1-cos 30°)≈3.4×10-3 Wb。 (3)以線圈a正對讀者的一面為觀察對象,初狀態(tài)磁感線從該面穿入,線圈轉(zhuǎn)180°后,磁感線從該面穿出,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 - 4 -