物理必修 第三册磁感应强度磁通量课时练习

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磁感应强度
方向：物理学中规定，小磁针静止时，① 所指的方向为该点的磁感应强度方向，简称磁场的方向。
2. 电流元：在物理学中，把很② 一段通电导线中的电流I与导线长度l的③ 叫作电流元。
3. 通电导线与磁场方向垂直时，磁场中某点的电流元受到的④ 跟该⑤ 的比值等于该点的磁感应强度。
3.定义式：B=⑥
4.磁感应强度在国际单位制中的单位是⑦ ，简称⑧ ，符号为⑨ 。由力F、电流I和长度l的单位决定，⑩ ，长度⑪ 为的导线通入⑫ 的电流，垂直放在磁场中，若受到的力为⑬ ，该磁场的磁感应强度就是1T。
匀强磁场
1.定义：如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向⑭ ，这个磁场叫作匀强磁场。
2.磁感线的分布：一些间隔⑮ 的⑯ 磁感线。
3.距离很近的两个平行异名磁极之间（除边缘部分外）和均匀的通电螺线管⑰ 空间的磁场都可以认为是匀强磁场。
三．磁通量
1.定义：在磁感应强度为B的⑱ 磁场中，有一个与磁场方向⑲ 的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。
2.公式：Φ=⑳ ，单位是㉑ ，符号㉒ 。
3.匀强磁场中，因此磁感应强度又叫作㉓ 。其大小等于穿过垂直磁场方向的㉔ 的磁通量。
【方法突破】
磁感应强度的理解
1.对磁感应强度概念的理解
（1）就像电场强度由电场本身决定一样,磁感应强度也只由磁场本身决定,与磁场中放不放通电导线无关。
（2）公式B=仅仅是磁感应强度的定义式,不是决定式,即B的大小与F、I、l均无关,更不能说B与F成正比,与Il成反比。
（3）在定义式B=中,通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线所受力的大小,除和磁场强弱有关以外,还和导线的方向有关,导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力也不相同。通电导线受磁场力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零。
（4）磁感应强度是矢量,其运算遵守平行四边形定则。
2.磁感应强度B与电场强度E的比较
(1)描述磁场强弱与方向的物理量叫磁感应强度,而不是磁场强度,原因是在历史上磁场强度以先于磁感应强度出现而表示其他含义了。
(2)注意电场力的大小只与电场强度及试探电荷有关,而通电导体所受磁场力的大小除了与磁感应强度、电流的大小有关外,还与导体的长度及通电导体与磁场的夹角有关。
【例1】关于磁感应强度B的叙述正确的是（ ）
A．电流元与磁场垂直时受力为F，则磁感应强度B的大小等于
B．通电导体棒在磁场中某处所受安培力方向与该处磁感应强度的方向相同
C．由可知，磁感应强度B与电流元受到的磁场力F成正比
D．磁感应强度与检验电流和所受磁场力有关
【针对训练1】在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a，b，c，d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（ ）
A．b点磁感应强度的值最大
B．c点磁感应强度的值最小
C．c，d两点的磁感应强度大小相等
D．a，b两点的磁感应强度大小相等
磁通量的理解及应用
1.磁通量的大小:
(1)公式:Φ=BS。
适用条件:①匀强磁场;②磁场与平面垂直。
(2)若磁场与平面不垂直,应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积,Φ=BScs θ。式中Scs θ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积,也称为“有效面积”(如图所示)。两个特例:①B与S垂直,Φ=BS,Φ有最大值;②B与S平行,Φ=0,Φ有最小值。
2.磁通量的正负:
(1)磁通量是标量,但有正、负,若以磁感线从某一面上穿入时磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时即为负值。
(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量大小为Φ1,反向磁通量大小为Φ2,则穿过该平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。
3.磁通量变化量的理解
由公式:Φ=BScsθ,θ为S与垂直于磁场的平面的夹角,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:
(1)S、θ不变,B改变,这时ΔΦ=ΔBScsθ
(2)B、θ不变,S改变,这时ΔΦ=ΔSBcsθ
(3)B、S不变,θ改变,这时ΔΦ=BS(csθ2-csθ1)
(4)θ不变,B、S改变,这时ΔΦ=(B2S2-B1S1)csθ
【例2】关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）
A．面积一定的线圈放在匀强磁场中时，穿过线圈平面的磁通量是一定的
B．穿过线圈平面的磁通量越小，则该磁场的磁感应强度也越小
C．穿过线圈平面的磁通量为零，则线圈所在处的磁感应强度一定为零
D．穿过线圈平面的磁通量为零，线圈所在处的磁感应强度可能很大
【针对训练2】如图所示，N匝矩形线圈abcd置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线圈成角，ab边长，bc边长。通过矩形线圈的磁通量为（ ）
A．B．C．D．
【对点检测】
1．关于电场强度和磁感应强度，下列说法中不正确的是（ ）
A．电场强度的定义式适用于任何静电场
B．电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同
C．磁感应强度公式说明磁场中任一点的磁感应强度B与放入的通电导线所受安培力F的大小成正比，与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积成反比
D．磁感应强度公式说明磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同
2．如图，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于a、b、c、d、O几点处的磁场，下列说法正确的是（ ）
A．O点处的磁感应强度最大
B．O点的磁感应强度为零
C．a、b两点处的磁感应强度相同
D．c、d两点处的磁感应强度相同
3．如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B0的匀强磁场（未画出），O点的磁感应强度为零。如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（ ）
A．，垂直于AO方向向左B．，沿AO方向向下
C．，垂直于AO方向向左D．，沿AO方向向下
4．如图所示，两根足够长通电直导线a、b与虚线垂直相交于两点，与两点在同一水平直线上，。已知无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比，O点的磁感应强度为点的磁感应强度为，方向相同，则点的磁感应强度为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，矩形线框ABCD平面与匀强磁场方向平行，若线框从图示位置绕AB边转过90°，则穿过线框的磁通量（ ）
A．变大B．变小
C．不变D．不能确定
6．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（ ）
A．ΦA＞ΦBB．ΦA＜ΦBC．ΦA=ΦBD．无法确定
7．如图所示，匝数为n、面积为S的线圈平面与水平面的夹角θ=60°，线圈处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。若线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则此过程中线圈的磁通量的变化量为（ ）
A．BSB．BSC．D．
8．如图所示，有一面积为的线框处于磁感应强度为的匀强磁场中，线框可绕处于线框平面内的轴转动，已知初始时线框平面与磁场方向垂直。下列说法正确的是（ ）
A．如图所示位置时磁通量为零
B．若从初始位置绕转过，磁通量为0.8
C．若从初始位置绕转过角，磁通量为
D．若从初始位置绕转过角，磁通量变化量为
比较项目
磁感应强度(B)
电场强度(E)
定义
比值定义法B=(条件:I⊥B)
比值定义法E=
物理意义
反映磁场力的性质
反映电场力的性质
决定因素
与磁场有关,与电流元无关
与电场有关,与试探电荷无关
方向(矢量)
小磁针静止时N极的指向;叠加时遵从平行四边形定则
带正电的试探电荷的受力方向;叠加时遵从平行四边形定则
单位
T
N/C
形象表示
磁感线的疏密表示磁场的强弱、某点的切线方向表示磁感应强度方向
电场线的疏密表示电场的强弱、某点的切线方向表示电场强度方向
区别
(1)正电荷所受电场力方向为电场强度方向,而电流所受磁场力方向并不是磁感应强度的方向。
(2)电荷在电场中一定受力,而电流在磁场中不一定受力(电流与磁场方向平行时不受力)
相同
都是矢量,叠加时等于各分(电场)磁场的矢量和