高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步2 磁感应强度 磁通量同步达标检测题

第十三章　2

A组·基础达标

1．在电流产生的磁场中，某点的磁感应强度的大小取决于(　　)

A．该点在磁场中的位置

B．该点处的电流大小和方向

C．产生磁场的电流

D．产生磁场的电流大小和该点在磁场中的位置

【答案】D

【解析】电流周围的磁感应强度的大小除了与电流大小有关外，还和该点与电流的距离有关．

2．如图所示，直导线处于足够大的磁场中，与磁感线成30°角．导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，下列方法不正确的是(　　)

A．增大电流I

B．增加直导线的长度

C．使导线在纸面内顺时针转过30°

D．使导线在纸面内逆时针转过60°

【答案】C

【解析】由磁场力公式F＝ILB(L指与磁场方向垂直的有效度)可知，导线与磁场方向垂直时磁场力最大．

3．把长度为L、电流为I的一小段电流元放入某磁场中的A、B两点，电流元在A点受到的磁场力较大，则(　　)

A．A点的磁感应强度一定大于B点的磁感应强度

B．A、B两点磁感应强度可能相等

C．A、B两点磁感应强度一定不相等

D．A点磁感应强度一定小于B点磁感应强度

【答案】B

【解析】由于电流元方向和磁场方向关系不确定，所以无法比较A、B两点的磁感应强度，故B正确．

4．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm、通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上．现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为(　　)

A．零

B．10 T，方向竖直向上

C．0.1 T，方向竖直向下

D．10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向

【答案】D

【解析】导体受到的是最大磁场力F＝1.0 N，可判知导体与磁场方向垂直，由B＝解得B＝10 T．由于磁场力的方向是竖直向上的，故可判定磁场的方向一定不会竖直向上，因为二者是互相垂直的关系，方向可有多种情况．撤走导线后，P处的磁感应强度不变，仍为10 T．故D正确．

5．长10 cm的通电直导线，通以1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的匀强磁场中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度为(　　)

A．等于4 T　　 B．大于或等于4 T

C．小于或等于4 T D．上述说法都错误

【答案】B

【解析】题目中没有给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B＝＝ T＝4 T．若导线放置时不与磁场垂直，此处磁感应强度将大于4 T，所以B正确．

6.如图所示，两个完全相同的通电圆环A、B的圆心O重合、圆面相互垂直．通电电流相同，电流方向如图所示，设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度都为B0，则O处的磁感应强度大小和方向分别为(　　)

A．0 B．2B0，向外斜上方

C．B0，向里斜下方 D．B0，向里斜上方

【答案】C

【解析】由安培定则可知，图中A环在圆心O处产生的磁感应强度的方向是垂直纸面向里，B环在圆心O处产生的磁感应强度的方向是竖直向下．根据平行四边形定则可知，圆心O处磁感应强度大小为＝B0，方向为向里斜下方，故C正确．

7．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将(　　)

A．逐渐增大 B．逐渐减小

C．保持不变 D．不能确定

【答案】B

【解析】线框远离导线时，穿过线框的磁感应强度减小，线框的面积不变，所以穿过线框的磁通量减小．

8．在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量为5.0×10－5 T，通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置，如图所示．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为(　　)

A．5.0×10－5 T B．1.0×10－4 T

C．8.66×10－5 T D．7.07×10－5 T

【答案】C

【解析】如图所示为磁场的分布图，则该位置产生的磁感应强度B2的大小为B2＝B1tan 60°＝8.66×10－5 T.

9．(2021年石家庄名校期末)导线a通以垂直纸面向里的电流，其周围的磁感线(未标出方向)如图所示，AaC在一条直线上且AaC⊥aB，下列说法中正确的是(　　)

A．A、B、C三点的磁场方向相同

B．A、B、C三点的磁感应强度大小相等

C．在此空间中叠加水平向右的匀强磁场，B点的磁感应强度增大

D．在此空间中叠加水平向右的匀强磁场，A、C两点的磁感应强度增大

【答案】D

【解析】由安培定则可知，电流周围的磁感线是沿顺时针方向的一组同心圆，磁场方向沿磁感线的切线方向，A、B、C三点的磁场方向不相同，故A错误；离通电导线越近的点磁场越强，越远的点磁场越弱，所以A、B、C三点的磁感应强度大小不相等，B错误；电流在B点产生的磁场方向水平向左，在此空间中叠加水平向右的匀强磁场，B点的磁感应强度减小，C错误；在此空间中叠加水平向右的匀强磁场，A、C两点的磁感应强度增大，因为A、C两点的原磁场方向与所加磁场方向垂直，所以叠加后增大了，D正确.

10．三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，如图所示．现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为B，则该处实际磁感应强度的大小如何？方向如何？(只用某角的正切函数值表示即可)

【答案】B，方向与斜边夹角满足tan α＝2.

【解析】根据安培定则，I1和I3在O点处产生的磁感应强度B1、B3方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1、B3方向垂直，如图所示．故O点处实际磁感应强度大小为B0＝＝B.实际磁感应强度方向与斜边夹角满足tan α＝2.

B组·能力提升

11.有两根长直导线a、b互相平行放置，下图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是(　　)

A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同

B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反

C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零

D．在线段MN上所有点的磁感应强度方向相同

【答案】B

【解析】根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反，故A错误，B正确．当两根通电导线在同一点产生的磁感应强度大小相等、方向相反时，合磁感应强度为零，则可知O点的磁感应强度为零，故C错误．根据安培定则和矢量合成法可知，在线段MN上，O点左侧磁感应强度方向向下，O点右侧磁感应强度方向向上，故D错误．

12．如图所示，一半圆形球面，大圆面垂直匀强磁场放置，此时穿过它的磁通量为Φ1，现使它绕着大圆平面圆心，并垂直于匀强磁场的轴转动90°后，磁通量为Φ2.下面正确的是(　　)

A．Φ1＝0　 B．Φ2＝0

C．Φ1＝2Φ2　 D．Φ1＝Φ2

【答案】B

【解析】转动前磁通量等于穿过大圆的磁通量，不为零，转动90°后，磁感线从球面穿进，又从另外球面穿出，通过这个半球面的磁通量Φ2＝0.因此A、C、D错误，B正确．

13．如图所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？

【答案】5.5×10－3 Wb

【解析】线圈横截面是正方形时的面积

S1＝L2＝(0.20)2 m2＝4.0×10－2 m2，

穿过线圈的磁通量

Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb，

横截面为圆形时，其半径r＝＝，

横截面面积S2＝π2≈5.1×10－2 m2，

穿过线圈的磁通量

Φ2＝BS2＝0.50×5.1×10－2 Wb＝2.55×10－2 Wb，

所以磁通量的变化量

ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb.