2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGEPAGE5第2節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小取決于()A．該點(diǎn)在磁場(chǎng)中的位置B．該點(diǎn)處的電流大小和方向C．產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流D．產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流和該點(diǎn)在磁場(chǎng)中的位置【答案】D【解析】電流四周的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小除了與電流大小有關(guān)外，還和該點(diǎn)與電流的距離有關(guān)．2．如圖所示，直導(dǎo)線處于足夠大的磁場(chǎng)中，與磁感線成30°角．導(dǎo)線中通過(guò)的電流為I，為了增大導(dǎo)線所受的安培力，下列方法不正確的是()A．增大電流IB．增加直導(dǎo)線的長(zhǎng)度C．使導(dǎo)線在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°D．使導(dǎo)線在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°【答案】C【解析】由磁場(chǎng)力公式F＝ILB(L指與磁場(chǎng)方向垂直的有效度)可知，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)磁場(chǎng)力最大．3．把長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電流為I的一小段電流元放入某磁場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn)，電流元在A點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力較大，則()A．A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度確定大于B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能相等C．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度確定不相等D．A點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度確定小于B點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度【答案】B【解析】由于電流元方向和磁場(chǎng)方向關(guān)系不確定，所以無(wú)法比較A、B兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，故B正確．4．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處P放一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝20cm、通電電流I＝0.5A的直導(dǎo)線，測(cè)得它受到的最大磁場(chǎng)力F＝1.0N，其方向豎直向上．現(xiàn)將該通電導(dǎo)線從磁場(chǎng)中撤走，則P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A．零B．10T，方向豎直向上C．0.1T，方向豎直向下D．10T，方向確定不沿豎直向上的方向【答案】D【解析】導(dǎo)體受到的是最大磁場(chǎng)力F＝1.0N，可判知導(dǎo)體與磁場(chǎng)方向垂直，由B＝eq\f(F,IL)解得B＝10T．由于磁場(chǎng)力的方向是豎直向上的，故可判定磁場(chǎng)的方向確定不會(huì)豎直向上，因?yàn)槎呤窍嗷ゴ怪钡年P(guān)系，方向可有多種狀況．撤走導(dǎo)線后，P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，仍為10T．故D正確．5．長(zhǎng)10cm的通電直導(dǎo)線，通以1A的電流，在磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向都一樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力為0.4N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A．等于4T B．大于或等于4TC．小于或等于4T D．上述說(shuō)法都錯(cuò)誤【答案】B【解析】題目中沒(méi)有給出導(dǎo)線如何放置，若導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，則由磁感應(yīng)強(qiáng)度定義式得出B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(0.4,0.1×1)T＝4T．若導(dǎo)線放置時(shí)不與磁場(chǎng)垂直，此處磁感應(yīng)強(qiáng)度將大于4T，所以B正確．6．如圖所示，兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、B的圓心O重合、圓面相互垂直．通電電流相同，電流方向如圖所示，設(shè)每個(gè)圓環(huán)在其圓心O處獨(dú)立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B0，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向分別為()A．0 B．2B0，向外斜上方C．eq\r(2)B0，向里斜下方 D．B0，向里斜上方【答案】C【解析】由安培定則可知，圖中A環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是垂直紙面對(duì)里，B環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是豎直向下．依據(jù)平行四邊形定則可知，圓心O處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\r(B\o\al(2,0)＋B\o\al(2,0))＝eq\r(2)B0，方向?yàn)橄蚶镄毕路?，故C正確．7．如圖所示，通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框，線框平面與直導(dǎo)線共面，若使線框漸漸遠(yuǎn)離(平動(dòng))通電導(dǎo)線，則穿過(guò)線框的磁通量將()A．漸漸增大 B．漸漸減小C．保持不變 D．不能確定【答案】B【解析】線框遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，穿過(guò)線框的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，線框的面積不變，所以穿過(guò)線框的磁通量減?。?．在試驗(yàn)精度要求不高的狀況下，可利用羅盤(pán)來(lái)測(cè)量電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，詳細(xì)做法是：在一根南北方向放置的直導(dǎo)線的正下方10cm處放一個(gè)羅盤(pán)．導(dǎo)線沒(méi)有通電時(shí)羅盤(pán)的指針(小磁針的N極)指向北方；當(dāng)給導(dǎo)線通入電流時(shí)，發(fā)覺(jué)羅盤(pán)的指針偏轉(zhuǎn)確定角度，依據(jù)偏轉(zhuǎn)角度即可測(cè)定電流磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．現(xiàn)已測(cè)出此地的地磁場(chǎng)水平重量為5.0×10－5T，通電后羅盤(pán)指針停在北偏東60°的位置，如圖所示．由此測(cè)出該通電直導(dǎo)線在其正下方10cm處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()A．5.0×10－5T B．1.0×10－4TC．8.66×10－5T D．7.07×10－5T【答案】C【解析】如圖所示為磁場(chǎng)的分布圖，則該位置產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小為B2＝B1tan60°＝8.66×10－5T．9．三根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線，分別垂直地通過(guò)一等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，如圖所示．現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，則該處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小如何？方向如何？(只用某角的正切函數(shù)值表示即可)【答案】eq\r(5)B，方向與斜邊夾角滿意tanα＝2．【解析】依據(jù)安培定則，I1和I3在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B3方向相同，I2在O點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B1、B3方向垂直，如圖所示．故O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0＝eq\r(B1＋B32＋B\o\al(2,2))＝eq\r(5)B．實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與斜邊夾角滿意tanα＝2．B組·實(shí)力提升10．有兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線a、b相互平行放置，下圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖．在圖示的平面內(nèi)，O點(diǎn)為兩根導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，M、N為兩根導(dǎo)線旁邊的兩點(diǎn)，它們?cè)趦蓪?dǎo)線的中垂線上，且與O點(diǎn)的距離相等．若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I，則關(guān)于線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中正確的是()A．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B．M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反C．在線段MN上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不行能為零D．在線段MN上全部點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同【答案】B【解析】依據(jù)安培定則推斷得知，兩根通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均沿逆時(shí)針?lè)较?，由于?duì)稱，兩根通電導(dǎo)線在MN兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，依據(jù)平行四邊形進(jìn)行合成得到，M點(diǎn)和N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，M點(diǎn)磁場(chǎng)向下，N點(diǎn)磁場(chǎng)向上，方向相反，故A錯(cuò)誤，B正確．當(dāng)兩根通電導(dǎo)線在同一點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反時(shí)，合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則可知O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故C錯(cuò)誤．依據(jù)安培定則和矢量合成法可知，在線段MN上，O點(diǎn)左側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，O點(diǎn)右側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，故D錯(cuò)誤．11．如圖所示，一半圓形球面，大圓面垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，此時(shí)穿過(guò)它的磁通量為Φ1，現(xiàn)使它圍著大圓平面圓心，并垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，磁通量為Φ2．下面正確的是()A．Φ1＝0 B．Φ2＝0C．Φ1＝2Φ2 D．Φ1＝Φ2【答案】B【解析】轉(zhuǎn)動(dòng)前磁通量等于穿過(guò)大圓的磁通量，不為零，轉(zhuǎn)動(dòng)90°后，磁感線從eq\f(1,4)球面穿進(jìn)，又從另外eq\f(1,4)球面穿出，通過(guò)這個(gè)半球面的磁通量Φ2＝0．因此A、C、D錯(cuò)誤，B正確．12．如圖所示，有一個(gè)100匝的線圈，其橫截面是邊長(zhǎng)L＝0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈橫截面的形態(tài)由正方形變更成圓形(橫截面的周長(zhǎng)不變)，在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量變更了多少？【答案】5.5×10－3Wb【解析】線圈橫截面是正方形時(shí)的面積S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10穿過(guò)線圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb橫截面為圓形時(shí)，其半徑r＝eq\f(4L,2π)＝eq\f(