教科版高中物理必修第三冊(cè)第三章電磁場(chǎng)與電磁波初步2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量練習(xí)含答案

第三章電磁場(chǎng)與電磁波初步2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一磁感應(yīng)強(qiáng)度1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,長(zhǎng)為10cm的直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。當(dāng)其通有10A的電流時(shí),受到的磁場(chǎng)力大小為0.2N,則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.0.01TB.0.02TC.0.2TD.5T2.(經(jīng)典題)(多選題)將一小段通電直導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列圖像能正確反映各量間關(guān)系的是(F為導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力,B為磁感應(yīng)強(qiáng)度,I為通過(guò)導(dǎo)線的電流,L為導(dǎo)線的長(zhǎng)度)()3.(多選題)(2022廣東信宜二中測(cè)試)比值法定義物理量是物理學(xué)中常用的一種方法,所謂比值法定義物理量就是利用兩個(gè)或者幾個(gè)物理量的比值作為新的物理量。例如電場(chǎng)強(qiáng)度E=Fq,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=FIL等都是利用比值法定義的。關(guān)于這兩個(gè)式子,A.E=Fq說(shuō)明E與F成正比,與q成反比,B=FIL說(shuō)明B與F成正比,與I和B.E由電場(chǎng)自身性質(zhì)決定,與F和q無(wú)關(guān),F與q成正比C.B由磁場(chǎng)自身性質(zhì)決定,與F和IL無(wú)關(guān),F與IL成正比D.E與F和q無(wú)關(guān),F與q也無(wú)關(guān);B與F和IL無(wú)關(guān),F也和IL無(wú)關(guān)題組二磁通量4.(2024河北滄州饒安中學(xué)期中)關(guān)于磁通量的說(shuō)法正確的是()A.在磁場(chǎng)中穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)的多少,就叫作穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量B.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁通量在數(shù)值上等于磁感應(yīng)強(qiáng)度C.在磁場(chǎng)中,某一面積與該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積,叫作磁通量D.在磁場(chǎng)中,垂直穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)與該面積的比值,叫作磁通量5.(2024廣西欽州四中月考)如圖所示,正方形線框abcd的邊長(zhǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度相等,在線框從圖示位置水平向右平移至ad邊恰好穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中,穿過(guò)線框的磁通量()A.逐漸減小B.逐漸增大C.先減小后增大D.先增大后減小6.(2024河北邯鄲聯(lián)考)如圖所示為某磁場(chǎng)中部分磁感線的分布圖,P、Q為磁場(chǎng)中的兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小于Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.同一電流元在P點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力可能小于在Q點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力C.同一線圈在P點(diǎn)的磁通量一定大于在Q點(diǎn)的磁通量D.同一線圈在P點(diǎn)的磁通量一定小于在Q點(diǎn)的磁通量7.(2024四川瀘州瀘縣一中期中)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)面積為S的閉合金屬線框abcd,如圖所示,開始時(shí)金屬線框與磁感線平行,當(dāng)線框繞OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng)30°角時(shí),穿過(guò)線框的磁通量為()A.BSB.12BSC.38.(多選題)(2024遼寧部分學(xué)校月考)如圖所示,三棱柱acd-a'c'd'位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,cdd'c'面位于水平面內(nèi),acc'a'面位于豎直平面內(nèi),add'a'是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形,且add'a'面與水平面的夾角θ=60°,下列說(shuō)法正確的是()A.穿過(guò)add'a'平面的磁通量大小為B0L2B.穿過(guò)acc'a'平面的磁通量大小為零C.穿過(guò)cdd'c'平面的磁通量大小為32B0LD.穿過(guò)add'a'平面的磁通量等于穿過(guò)cdd'c'平面的磁通量題組三磁場(chǎng)的疊加9.(2023福建師大附中期末)如圖所示,P點(diǎn)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)方向向下的是()A.甲圖P點(diǎn)在兩個(gè)等量同種電荷連線的中垂線上B.乙圖P點(diǎn)在兩個(gè)等量異種電荷連線的中垂線上C.丙圖P點(diǎn)到兩根通有等大同向電流的直導(dǎo)線的距離相等D.丁圖P點(diǎn)到兩根通有等大反向電流的直導(dǎo)線的距離相等10.(2022江蘇南通期末)M、N兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直放置,通有大小相同的電流,方向如圖所示,O點(diǎn)和N在紙面內(nèi),O點(diǎn)到兩導(dǎo)線的距離相等,測(cè)得O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,則M在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A.2B0B.22B0C.2B0D.3B11.(多選題)如圖所示,固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線通以向右的電流I,導(dǎo)線處于垂直于紙面向里、充滿整個(gè)空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫)中,C、D兩點(diǎn)關(guān)于導(dǎo)線對(duì)稱。通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在C點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為1.5T,D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。下列說(shuō)法正確的是()A.通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為1.5TB.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3TC.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1.5TD.C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1.5T能力提升練題組一磁場(chǎng)的疊加1.(多選題)(2023廣西百色期末)如圖所示,兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N相距2L,通有大小相等、方向相反的電流。a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三個(gè)點(diǎn),它們到導(dǎo)線M的距離分別為L(zhǎng)、L、3L。關(guān)于這三個(gè)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是()A.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小B.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大C.a、c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相反D.a、c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同2.(2022湖南常德期末)如圖所示,A、B、C是正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),O是AB的中點(diǎn),兩根互相平行的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直于紙面固定在A、B兩處,導(dǎo)線中通入的電流大小相等、方向相反。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kIr,I為通電長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流大小,r為距通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的距離,k為常量。已知C點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,則關(guān)于O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度說(shuō)法正確的是A.大小為B0,方向垂直于連線AB向下B.大小為2B0,方向垂直于連線AB向上C.大小為3B0,方向垂直于連線AB向上D.大小為4B0,方向垂直于連線AB向下3.(2024云南開遠(yuǎn)一中月考)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,水平放置一根通電長(zhǎng)直導(dǎo)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(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn),在這四點(diǎn)中()A.b點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大B.c點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小C.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等D.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等4.(2022河南名校聯(lián)盟期末)如圖所示,aPbQ為菱形,其位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩長(zhǎng)直導(dǎo)線位于P和Q且垂直于紙面固定放置,若在兩導(dǎo)線中均通有垂直于紙面向里的電流I,a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,則b點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為()A.0B.33B0C.233B5.(2022遼寧本溪高中期末)如圖為兩形狀完全相同的金屬環(huán)A、B平行豎直的固定在絕緣水平面上,且兩圓環(huán)的圓心O1、O2的連線為一條水平線,其中M、N、P為該連線上的三點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)間的距離滿足MO1=O1N=NO2=O2P。當(dāng)兩金屬環(huán)中通有從左向右看逆時(shí)針?lè)较虻拇笮∠嗟鹊碾娏鲿r(shí),經(jīng)測(cè)量可得M點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1、N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,如果將右側(cè)的金屬環(huán)B取走,P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為()A.B2-B1B.B1-BC.B2-B12題組二磁通量磁通量變化6.(2023廣東廣州執(zhí)信中學(xué)開學(xué)考試)磁單極子是物理學(xué)家設(shè)想的一種僅帶有單一磁極(N極或S極)的粒子,它們的磁感線分布類似于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布,目前科學(xué)家還沒(méi)有證實(shí)磁單極子的存在。若自然界中存在磁單極子,以其為球心畫出兩個(gè)球面1和2,如圖所示,a點(diǎn)位于球面1上,b點(diǎn)位于球面2上,則下列說(shuō)法正確的是()A.a點(diǎn)比b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度小B.穿過(guò)球面1的磁通量比穿過(guò)球面2的小C.穿過(guò)球面1的磁通量比穿過(guò)球面2的大D.穿過(guò)球面1和球面2的磁通量一樣大7.(經(jīng)典題)(2023山東聊城高唐一中月考)如圖所示,a、b為兩個(gè)同心放置且共面的金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過(guò)圓心且與兩環(huán)面垂直,比較通過(guò)兩環(huán)的磁通量Φa、Φb,則()A.Φa>ΦbB.Φa=ΦbC.Φa<ΦbD.不能確定8.(2024四川南充閬中東風(fēng)中學(xué)段考)如圖所示,框架面積為S,框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直,則下列關(guān)于穿過(guò)平面的磁通量的說(shuō)法正確的是()A.框架在如圖所示位置時(shí)磁通量為零B.若使框架繞OO'轉(zhuǎn)過(guò)60°,磁通量為BSC.若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°,磁通量為BSD.若從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°,磁通量變化為09.(2024湖南永州一中月考)如圖所示,abcd是邊長(zhǎng)L=20cm的正方形金屬框,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域右邊界MP與水平線MN間的夾角θ=45°,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T,方向垂直紙面向外,圖示位置M點(diǎn)位于cd邊的中點(diǎn)。(1)求圖示位置穿過(guò)金屬框的磁通量Φ;(2)若將金屬框以bc為軸,向紙面外轉(zhuǎn)動(dòng)180°,求磁通量的變化量ΔΦ。

答案與分層梯度式解析第三章電磁場(chǎng)與電磁波初步2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.C2.BC3.BC4.A5.D6.B7.B8.BD9.D10.B11.AC1.C根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式可知B=FIL=0.210×10×12.BC勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度B恒定不變,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;由F=BIL可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定,F與IL成正比,選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤。3.BC在公式E=Fq中,電場(chǎng)強(qiáng)度E由電場(chǎng)自身性質(zhì)決定,與F和q無(wú)關(guān),根據(jù)F=Eq可知,F與q成正比,選項(xiàng)B正確;磁感應(yīng)強(qiáng)度B由磁場(chǎng)自身性質(zhì)決定,與F和IL無(wú)關(guān),根據(jù)B=FIl可知F=BIL,則F與IL成正比,選項(xiàng)C正確;由上述分析可知,A、4.A磁通量可以說(shuō)成穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù),故A正確,D錯(cuò)誤;當(dāng)磁感線與線圈平面垂直時(shí),磁通量的大小Φ=BS,因此由磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=ΦS,可知在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,穿過(guò)垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的某個(gè)閉合面單位面積的磁感線條數(shù)等于該處磁感應(yīng)強(qiáng)度,故B錯(cuò)誤;磁通量的大小一般公式Φ=BSsinθ,θ是線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角,可見某一面積與該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積不一定等于磁通量,故C5.D根據(jù)Φ=BS可知B一定時(shí),在磁場(chǎng)中的面積S越大,磁通量越大,在線框從圖示位置水平向右平移至ad邊恰好穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框在磁場(chǎng)中的面積先增大后減小,則穿過(guò)線框的磁通量先增大后減小,故D正確。6.B磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,由題圖可知,P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于Q點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,故A錯(cuò)誤;電流元在磁場(chǎng)中的受力與放置方式有關(guān),同一電流元在P點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力可能小于在Q點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力,故B正確;磁通量大小不只與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小有關(guān),還與線圈的放置方式有關(guān),故同一線圈在P、Q兩點(diǎn)的磁通量無(wú)法比較,故C、D錯(cuò)誤。7.B當(dāng)線框繞OO'軸轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí),穿過(guò)該線框的磁通量Φ=BSsinθ=12BS,故選B8.BD穿過(guò)add'a'平面的磁通量大小為Φ=B0Scosθ=12B0L2,故A錯(cuò)誤;acc'a'平面在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積為零,則穿過(guò)acc'a'平面的磁通量大小為零,故B正確;add'a'平面在垂直于磁場(chǎng)方向的投影為cdd'c',則穿過(guò)add'a'平面的磁通量等于穿過(guò)cdd'c'平面的磁通量,故C錯(cuò)誤,D正確9.D甲圖由等量同種負(fù)電荷的電場(chǎng)線分布情況可知,在兩個(gè)等量同種負(fù)電荷連線的中垂線上P點(diǎn)電場(chǎng)方向向上,A錯(cuò)誤;乙圖由等量異種電荷的電場(chǎng)線分布情況可知,在兩個(gè)等量異種電荷連線的中垂線上P點(diǎn)電場(chǎng)方向水平向左,B錯(cuò)誤;丙圖由安培定則可知,兩根通有等大同向電流的直導(dǎo)線在P點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向水平向左,C錯(cuò)誤;丁圖由安培定則可知,兩根通有等大反向電流的直導(dǎo)線在P點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向向下,D正確。10.B兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向互相垂直,大小相等,設(shè)M在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,如圖所示,由平行四邊形定則可知B=22B0,選項(xiàng)B正確11.AC按照對(duì)稱性,通電直導(dǎo)線在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BD=BC=1.5T,選項(xiàng)A正確。根據(jù)安培定則可知,通電直導(dǎo)線在C點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,在D產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B-BD=0,解得B=1.5T,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確。C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BC+B=3T,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。能力提升練1.BD2.D3.B4.D5.B6.D7.A8.B1.BD解題關(guān)鍵先應(yīng)用安培定則確定兩根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在a、b與c各位置處分別產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,再利用矢量疊加的法則比較三點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。根據(jù)安培定則判斷知:導(dǎo)線M在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,在b、c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,導(dǎo)線N在a、b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。根據(jù)對(duì)稱性可知,導(dǎo)線M在a點(diǎn)和導(dǎo)線N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,導(dǎo)線M在b點(diǎn)和導(dǎo)線N在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,導(dǎo)線M在c點(diǎn)和導(dǎo)線N在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,且離導(dǎo)線越近磁感應(yīng)強(qiáng)度越大。根據(jù)對(duì)稱性和磁場(chǎng)矢量疊加可知,b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,故A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)對(duì)稱性和磁場(chǎng)矢量疊加可知,a、c處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,故C錯(cuò)誤,D正確。2.D依題意B=kIr可知,兩導(dǎo)線在C點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等,根據(jù)安培定則和幾何知識(shí)可知,C點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向向下,由矢量合成可知A、B處導(dǎo)線在C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0=B=kIL,L為正三角形的邊長(zhǎng),同理,A、B處導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均向下(沿CO方向),則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B'=2kIL2=4B0,方向垂直于連線AB向下,3.Ba、b、c、d四點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)和電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的疊加,如圖所示。a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Ba=B0+B,b點(diǎn)和d點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bb=Bd=B02+B2,c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bc=B0-B;在這四點(diǎn)中,a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大,故A錯(cuò)誤;c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小,故B正確;c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不相等,故C錯(cuò)誤;a、b4.D如圖所示。P、Q處導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,即B1=B2,依題意可知a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,故勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0與B1、B2的矢量和大小相等、方向相反,根據(jù)對(duì)稱性可知,P、Q中電流在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0大小相等、方向相同,所以b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0,故選D。5.B對(duì)于圖中單個(gè)環(huán)形電流,根據(jù)安培定則可知,其在軸線上的磁場(chǎng)方向均是水平向左,故P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向也是水平向左的;設(shè)MO1=O1N=NO2=O2P=l,設(shè)單個(gè)環(huán)形電流在距離圓心l位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1l,在距離圓心3l位