磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量同步練習(xí) 2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

13.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)平面的磁通量最大時(shí)，該平面與磁場(chǎng)方向的關(guān)系為()A. B.C. D.2.如圖所示，等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上放置有與水平面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流方向均垂直紙面向里，其中導(dǎo)線中的電流大小相等，導(dǎo)線B中的電流大小是導(dǎo)線中的電流大小的2倍.已知直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式為，其中k為常數(shù)，I為電流，r為空間某點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離.空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)D點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.如果同時(shí)只改變導(dǎo)線的電流方向，則D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A. B. C. D.3.下面是某同學(xué)對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的一些概念及公式的理解，其中正確的是()A.根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷所帶電荷量成反比B.根據(jù)電勢(shì)差的定義式可知，帶電荷量為1C的正電荷，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為1J，則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為C.根據(jù)電容的定義式可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，與兩極板間的電壓成反比D.由磁感應(yīng)強(qiáng)度公式，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與放入磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線所受的安培力方向相同4.如圖，現(xiàn)有四條完全相同的垂直于紙面放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，橫截面分別位于一正方形abcd的四個(gè)頂點(diǎn)上，長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向垂直于紙面的恒定電流I，其中a、b處電流方向向里，c、d處電流方向向外。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍距離為r處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，式中常量，I為電流大小。忽略電流間的相互作用，若a處電流在正方形的幾何中心O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則O點(diǎn)處實(shí)際的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為()A. B. C. D.5.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的等長(zhǎng)均勻硬質(zhì)導(dǎo)線首尾相接制成剛性閉合線框，若正方形線框與正六邊形線框中通有沿順時(shí)針、大小相等的電流。已知通電直導(dǎo)線在周圍某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與導(dǎo)線中的電流成正比，與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離成反比。分別為兩線框的中心點(diǎn)，則兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為()A. B.4:9 C. D.2:36.如圖所示，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒兩端用等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，靜止于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知棒中通過(guò)的電流大小為I，兩懸線與豎直方向夾角，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是()A.金屬棒中的電流由N流向MB.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.若僅改變磁場(chǎng)的方向，其他條件不變，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為D.若僅改變磁場(chǎng)的方向，其他條件不變，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值可能為7.如圖所示，兩個(gè)同心放置的共面金屬圓環(huán)a和b，一條形磁鐵穿過(guò)圓心且與環(huán)面垂直，則穿過(guò)兩環(huán)的磁通量、的大小關(guān)系為()A. B. C. D.無(wú)法比較8.如圖所示，三根長(zhǎng)直通電導(dǎo)線互相平行，電流大小和方向均相同，它們的截面處于頂角為120°的等腰的三個(gè)頂點(diǎn)，導(dǎo)線A產(chǎn)生的磁場(chǎng)在C處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則()A.導(dǎo)線A、B在C處的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.導(dǎo)線A、B在C處的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.導(dǎo)線C受到的安培力的方向?yàn)榇怪盇B向下D.導(dǎo)線C受到的安培力的方向?yàn)榇怪盇B向上9.風(fēng)力發(fā)電將成為廣東沿海實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。如圖甲，風(fēng)力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風(fēng)車外形，風(fēng)吹向葉片驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)輪機(jī)帶動(dòng)內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)的水平轉(zhuǎn)軸順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，發(fā)電模型簡(jiǎn)化為圖乙。已知N匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為。則()A.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)磁通量最大B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)電流方向?yàn)镃.穿過(guò)線圈的最大磁通量為D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)電流表的示數(shù)最大10.如圖所示，a、b兩同心圓線圈的匝數(shù)分別為n匝和m匝，線圈半徑分別為r和R。分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的圓形區(qū)域的邊緣恰好與a線圈重合，則下列說(shuō)法正確的是()A.穿過(guò)a、b兩線圈磁通量相同B.穿過(guò)a線圈的磁通量比b的大C.穿過(guò)b線圈的磁通量比a的大D.因?yàn)椴恢涝褦?shù)n和m的大小關(guān)系，所以無(wú)法比較穿過(guò)a、b兩線圈的磁通量大小11.兩個(gè)半徑均為R的彼此絕緣的相同金屬圓環(huán)P、Q，相互垂直放置，其中金屬圓環(huán)Q水平放置，兩金屬圓環(huán)的圓心重合于O點(diǎn)，通有大小相同、方向如圖所示的電流。若將一個(gè)單獨(dú)的通電金屬圓環(huán)在其內(nèi)部產(chǎn)生的磁場(chǎng)近似的視作均勻的，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列說(shuō)法正確的是()A.穿過(guò)水平金屬圓環(huán)Q的磁通量為B.穿過(guò)水平金屬圓環(huán)Q的磁通量為C.圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D.圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零12.如圖所示，在條形磁鐵外面套著一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)由磁鐵N極向下平移到磁鐵S極的過(guò)程中，圓環(huán)所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度和穿過(guò)圓環(huán)的磁通量變化的情況是()A.磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸增大B.磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都逐漸減小C.磁感應(yīng)強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)，磁通量先增大后減小D.磁感應(yīng)強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，磁通量先減小后增大13.下列四種磁感線示意圖，表示勻強(qiáng)磁場(chǎng)的是()A. B. C. D.14.如圖所示，線圈平面與水平方向夾角，磁感線豎直向下，線圈平面面積，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，則：（1）穿過(guò)線圈的磁通量Φ為多少？把線圈以cd為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)120°角，則通過(guò)線圈磁通量的變化量為多少？（2）若，穿過(guò)線圈的磁通量為多少？當(dāng)θ為多大時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大？15.把一長(zhǎng)為l、通有電流大小為I的導(dǎo)線垂直放置在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所受的力為F，然后把面積為S的平面框架放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架平面與磁場(chǎng)垂直，如圖所示。(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。(2)求穿過(guò)平面框架的磁通量大小。(3)若使框架繞軸轉(zhuǎn)過(guò)，則穿過(guò)平面框架的磁通量為多少？

答案以及解析1.答案：D解析：磁通量，其中θ是B與S之間的夾角，當(dāng)B與S之間的夾角為90°時(shí)，此時(shí)磁通量最大。故選D。2.答案：D解析：改變導(dǎo)線的電流方向前，由安培定則可知，導(dǎo)線在D點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相互抵消，導(dǎo)線B在D點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度由D指向A，設(shè)大小為B，由題意知；若同時(shí)改變導(dǎo)線的電流方向，由安培定則可知D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，由幾何關(guān)系知，D正確，ABC錯(cuò)誤.3.答案：B解析：A.電場(chǎng)強(qiáng)度定義式是比值定義式，電場(chǎng)強(qiáng)度取決于電場(chǎng)本身，與有無(wú)試探電荷無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)電勢(shì)差的定義式知，帶電量為1C正電荷，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為1J，即電場(chǎng)力做功為，則A、B點(diǎn)的電勢(shì)差為，故B正確；C.電容的定義式是用比值定義的，電容器的電容與極板所帶電荷量、兩極板間的電壓無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D.依據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與放入磁場(chǎng)中的通電直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直，故D錯(cuò)誤。故選B。4.答案：D解析：根據(jù)安培定則，ac處電流在O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向均指向b，bd處電流在O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向均指向c。結(jié)合題意，a處電流在正方形的幾何中心O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，電流均為I，則O點(diǎn)處實(shí)際的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為故選D。5.答案：A解析：設(shè)導(dǎo)線總長(zhǎng)為L(zhǎng)，電流為I，根據(jù)題意結(jié)合幾何關(guān)系可知a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，解得兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為，A正確。6.答案：D解析：A.由左手定則得金屬棒中的電流由M流向N。故A錯(cuò)誤。B.由平衡條件得解得故B錯(cuò)誤；CD.若僅改變磁場(chǎng)的方向，其他條件不變，棒的受力情況如下可知當(dāng)安培力與拉力垂直時(shí)，安培力最小，即磁感應(yīng)強(qiáng)度最小。則解得則磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。7.答案：A解析：在永久磁鐵的內(nèi)部，所有的磁感線都由S極到N極，而在外部，從N極回到S極構(gòu)成閉合曲線。穿過(guò)某一面積的磁通量應(yīng)為穿過(guò)的磁感線條數(shù)的代數(shù)和，在a、b圓環(huán)的中心，磁鐵所在處，所有的磁感線應(yīng)向上穿出，而在外部；一部分磁感線穿進(jìn)，使磁通量減少，由于b環(huán)的面積大于a環(huán)的面積，穿進(jìn)的磁感線數(shù)量較多，其磁通量的代數(shù)和比a環(huán)少。8.答案：C解析：AB.由右手螺旋定則和平行四邊形定則，可判斷導(dǎo)線A、B在C處的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向平行AB向右，如圖所示，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD.再由左手定則可判斷C處受到的安培力的方向?yàn)榇怪盇B向下，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。9.答案：B解析：A.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)磁通量為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.根據(jù)右手定則可知，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)電流方向?yàn)?，選項(xiàng)B正確；C.根據(jù)可知，穿過(guò)線圈的最大磁通量為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.電流表示數(shù)顯示交流電有效值，總是不變的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。10.答案：A解析：根據(jù)磁通量表達(dá)式，由于磁通量與匝數(shù)無(wú)關(guān)，a、b兩線圈中磁場(chǎng)的有效面積相同，則穿過(guò)a、b兩線圈磁通量相同。故選A。11.答案：A解析：AB.根據(jù)題意知，通電水平金屬圓環(huán)P在其內(nèi)部產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，根據(jù)右手螺旋定則知，方向水平向左，通電水平金屬圓環(huán)Q產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下，故穿過(guò)水平金屬圓環(huán)Q的磁通量為，故A正確，B錯(cuò)誤；CD.由題知，通電圓環(huán)在O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相互垂直，則由幾何關(guān)系知，圓心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,故CD錯(cuò)誤。故選A。12.答案：C解析：條形磁鐵的磁場(chǎng)兩極最強(qiáng)中間最弱，當(dāng)圓環(huán)由磁鐵N極向下平移到磁鐵S極的過(guò)程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)；條形磁鐵的磁感線兩極最密中間最疏，在磁鐵兩極時(shí)穿過(guò)圓環(huán)的磁感線的凈條數(shù)最少，在磁鐵中間位置時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁感線的凈條數(shù)最多，所以當(dāng)圓環(huán)由磁鐵N極向下平移到磁鐵S極的過(guò)程中，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量先增大后減小。故選C。13.答案：A解析：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在各處大小和方向都相同，示意圖中磁感線相互平行且等距。

故選A。14.答案：（1）0.12Wb；0.36Wb（2）0；0解析：（1）線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的投影面積穿過(guò)線圈的磁通量線圈以cd為軸順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過(guò)120°角后變?yōu)榕c磁場(chǎng)垂直，但由于此時(shí)磁感線從線圈平