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 磁通量习题ppt课件

第十三章　2　

一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)

1．(2022·新疆石河子第二中学高二上学期期末)关于磁感应强度，下列说法正确的是(　B　)

A．磁感应强度只反映磁场的强弱

B．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量

C．磁感应强度方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向

D．磁感应强度方向就是放在该点的小磁针静止时S极的指向

解析：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，选项A错误，B正确；磁感应强度的方向与通电导线在磁场中所受作用力的方向垂直，选项C错误；磁感应强度的方向就是放在该点的小磁针的N极静止时的指向，选项D错误。

2．(2022·宁夏石嘴山市第一中学高二上学期期末)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是(　D　)

A．根据磁感应强度定义B＝，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比

B．磁感应强度B是标量，没有方向

C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反

D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同

解析：磁感应强度由磁场本身决定，与电流、导线长度、导线受到的力无关，故A错误；磁感应强度B是矢量，方向是小磁针N极在该点受力的方向，与电流所受力方向垂直，故B、C错误；磁感应强度是描述磁场的强弱的物理量，是由磁场本身决定的，故D正确。

3．(2022·上海师大附中高二期中)如图所示，虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，A和B为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用ΦA和ΦB表示穿过两环的磁通量，则(　C　)

A．ΦA＞ΦB  B．ΦA＜ΦB

C．ΦA＝ΦB  D．无法确定

解析：由题意可知，线圈A与线圈B虽然面积不同，但穿过线圈的磁场面积相同，且磁感应强度相同，所以穿过两环的磁通量相等，即ΦA＝ΦB，故选C。

4．(2022·河南商丘月考)某区域存在如图所示的磁场，其中小圆面积为S1，内有垂直纸面向外的磁场，磁感应强度的大小为B1，大圆面积为S2，大圆与小圆之间有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度的大小为B2，已知B2＞B1，S2＞2S1，则该区域内磁通量Φ的大小等于(　D　)

A．(B1＋B2)S2 B．(B2－B1)S2

C．B2S2－B1S1 D．B2S2－(B1＋B2)S1

解析：设垂直纸面向外的磁通量为正值，则有Φ1＝B1S1，穿过线圈向里的磁通量为Φ2＝－B2(S2－S1)，该区域内的磁通量Φ＝Φ1＋Φ2＝－[B2S2－(B1＋B2)S1]，负号表示穿过线圈的磁通量的方向垂直纸面向里，D正确。

5．如图所示，在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2，B1＝3 T，B2＝4 T，A点的磁感应强度大小为(　C　)

A．7 T B．1 T

C．5 T D．大于3 T小于4 T

解析：B＝＝ T＝5 T。

6．现有一段长L＝0.2 m、通有电流I＝2.5 A的直导线，则关于此导线在磁感应强度为B的磁场中所受磁场力F的情况，下列说法正确的是(　C　)

A．如果B＝2 T，则F一定为1 N

B．如果F＝0，则B也一定为0

C．如果B＝4 T，则F有可能为2 N

D．当F为最大值时，通电导线一定与B平行

解析：当导线与磁场方向垂直时，所受磁场力F最大，F＝BIL；当导线与磁场方向平行时，F＝0；当导线与磁场方向成任意其他角度时，0＜F＜BIL，选项A、D错误，选项C正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与力F无关，选项B错误。

二、非选择题(共12分)

7．(12分)磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5 A，导线长1 cm，它受到的安培力为5×10－2 N。问：

(1)这个位置的磁感应强度是多大？

(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一点的磁感应强度是多大？

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？

答案：(1)2 T　(2)2 T　(3)不能确定

解析：(1)由磁感应强度的定义式得

B＝＝＝2 T。

(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的，和放入的导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度为2 T。

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场平行。

一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)

1．先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直。如图所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。下列说法中正确的是(　B　)

A．A、B两点磁感应强度相等

B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度

C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度

D．无法比较磁感应强度的大小

解析：由于导线与磁场方向垂直，导线受到的磁场力F＝BIL。对于题图给出的F－I图线，直线的斜率k＝BL，由题图可知ka＞kb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，B项正确。

2．(2022·云南高二期中)如图，放在同一平面内的两根垂直导线，当通以如图所示的电流时，与导线在同一平面上的四点a、b、c、d到两根导线的距离相等，这四点的磁感应强度的方向垂直平面向里的是(　C　)

A．a点  B．b点

C．c点  D．d点

解析：根据右手螺旋定则可判断两导线周围的磁场方向如图：

可见这四点的磁感应强度的方向垂直平面向里的是c点。

3．(2022·湖南宁乡市教育研究中心高二期末)如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，条形磁铁与环面垂直穿过，则穿过两环的磁通量Φa、Φb的大小关系为(　A　)

A．Φa＞Φb  B．Φa＜Φb

C．Φa＝Φb  D．无法比较

解析：根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下，由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，b的面积大，抵消较多，则磁通量较小，故可得Φa＞Φb，BCD错误，A正确。

4．(2022·河南省驻马店市高二上学期期末) 如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在以导线截面的中心O为圆心的圆周上有a、b、c、d四点，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，则d点的磁感应强度的大小和方向分别为(　D　)

A．大小为B，方向竖直向上

B．大小为2B，方向水平向右

C．大小为B，方向垂直纸面向外

D．大小为B，方向斜向右下方

解析：磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场，已知a点的磁感应强度为2B，方向也是竖直向下，那么通电直导线在a点的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，则通电直导线在d点的磁感应强度的大小仍为B，根据安培定则，其方向水平向右；依据矢量的合成法则，则d点的合磁感应强度的大小Bd＝＝B，其方向斜向右下方，故ABC错误，D正确。

二、非选择题(本题共2小题，共20分)

5．(10分)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Be＝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多少？

答案：8.66×10－5 T

解析：各个分磁场与合磁场的关系如图所示，根据三角函数关系得tan 30°＝，即有B1＝≈8.66×10－5 T。

6．(10分)(2022·河北承德高二上期末)有一U形曲面，其尺寸如图所示，U形曲面开口竖直向上，现将U形曲面放入磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中，

(1)当磁场方向竖直向下时，穿过该曲面的磁通量是多少？

(2)当磁场方向水平向右时，穿过该曲面的磁通量是多少？

答案：(1)0.02 Wb　(2)0

解析：(1)当磁场方向竖直向下时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S1＝0.1×0.1 m2＝0.01 m2

此时穿过曲面的磁通量为Φ1＝BS1＝2×0.01 Wb＝0.02 Wb。

(2)当磁场方向水平向右时，曲面在垂直磁场方向的投影面积为S2＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2

若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值，

则穿过曲面左半部分的磁通量为

Φ′2＝BS2＝2×0.02 Wb＝0.04 Wb，

穿过曲面右半部分的磁通量为Φ″2＝－BS2＝－0.04 Wb，

穿过整个曲面的磁通量为Φ2＝Φ′2＋Φ″2＝0。