高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第二节 磁感应强度当堂达标检测题

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(建议用时：25分钟)
考点1 对磁感应强度的理解
1．对磁感应强度的理解，下列说法错误的是( )
A．磁感应强度与磁场力F成正比，与检验电流元IL成反比
B．磁感应强度的方向也就是该处磁感线的切线方向
C．磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，与检验电流I无关
D．磁感线越密，磁感应强度越大
A [磁感应强度反映磁场本身的性质，与放入磁场的电流元IL、磁场力F均无关，且B＝eq \f(F,IL)是比值定义法定义的磁感应强度，体现B由磁场本身决定，故A错误，符合题意；人为引入的磁感线描述磁场的强弱和方向，磁感线在某点的切线方向表示磁场方向，磁感线的密度表示磁场的强弱，磁感线越密，磁感应强度越大，故B、D正确，不符题意；磁场中各点磁感应强度的大小和方向是一定的，是由磁场本身因素决定的，而与检验电流I无关，故C正确，不符题意。]
2．在匀强磁场中，垂直磁场方向放一个面积为3.0×10－2 cm2的线框，若穿过线框所围面积的磁通量为1.5×10－3 Wb，则磁场的磁感应强度大小为( )
A．4.5×10－5 T B．4.5×10－9 T
C．5×102 T D．5.0×10－2 T
C [导线框的面积S＝3.0×10－2 cm2，穿过环面的磁通量Φ＝1.5×10－3 Wb，当磁场与环面垂直时，由Φ＝BS得：B＝eq \f(Φ,S)＝eq \f(1.5×10－3,3.0×10－2×10－4) T＝5.0×102 T ，故应选C。]
3．(多选)在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不同，如图所示中的几幅图象表示的是导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。a、b各自有一组F、I的数据，在图象中各描出一个点。在A、B、C、D四幅图中，正确的是( )
BC [在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F＝BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故B、C正确，A、D错误。]
4．在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10－4 N。求：
(1)该位置的磁感应强度多大？
(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？
[解析] (1)根据公式B＝eq \f(F,IL)得：B＝eq \f(5×10－4,0.01×0.5) T＝0.1 T。
(2)该处的磁感应强度不变，B＝0.1 T。
[答案] (1)0.1 T (2)0.1 T
考点2 对磁通量的理解
5．如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．eq \f(NBL2,2) B．eq \f(BL2,2)
C．BL2 D．NBL2
B [当abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为Φ＝BS＝eq \f(BL2,2)，故B正确，A、C、D错误。]
6．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线cd。已知cd平行于ab，当cd竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将( )
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．始终为零 D．不为零，但保持不变
C [由题可知，通电直导线产生稳定的磁场，根据安培定则判断可知：在ab的外侧磁感线向下穿过线圈平面，在ab的里侧磁感线向上穿过线圈平面，根据对称性可知，穿过线框的磁感线的总条数为零，磁通量为零，cd竖直向上平移时，穿过这个圆面的磁通量始终为零，保持不变，C正确。]
7．如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量( )
A．为零 B．垂直向里
C．垂直向外 D．条件不足，无法判断
B [根据安培定则可知，通电环形导线A，在线圈B处产生磁场方向，左半边的垂直向里，右半边的磁场垂直向外，且线圈A内部的磁场强，外部的磁场弱，根据方向相反的磁通量可以相互抵消，可知，B圆内的磁通量是垂直于纸面向里的，故B正确，A、C、D错误。]
8．如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为多少？
[解析] 在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS。当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从前向后看的正视图，如图所示。
Φ＝BS⊥＝BS·cs 60°＝eq \f(1,2)BS
转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0
线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了。
因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS。
[答案] BS eq \f(1,2)BS 0 2BS
9．如图所示，正方形线圈abcO边长为0.8 m，匀强磁场沿x轴正向，B＝0.2 T，线圈在图示位置绕Oz轴转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？
[解析] 由题意，初磁通量
Φ1＝BSsin 0°＝0
末磁通量
Φ2＝BSsin 60°＝0.2×0.82×eq \f(\r(3),2) Wb
＝0.064eq \r(3) Wb≈0.11 Wb
所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.11 Wb。
[答案] 0.11 Wb
(建议用时：15分钟)
10．(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其中底面abcd为正方形，边长为L，它们按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下面说法中正确的是( )
A．通过abcd平面的磁通量大小为L2B
B．通过dcfe平面的磁通量大小为eq \f(\r(2),2)L2B
C．通过abfe平面的磁通量大小为零
D．通过整个三棱柱的磁通量为零
BCD [abcd平面在垂直于B方向的投影S⊥＝eq \f(\r(2),2)L2，所以Φ＝BS⊥＝eq \f(\r(2),2)L2B，A错误；dcfe平面与B垂直，S＝eq \f(\r(2),2)L2，所以Φ＝eq \f(\r(2),2)L2B，B正确；abfe平面与B平行，S⊥＝0，Φ＝0，C正确；整个三棱柱穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等，抵消为零，所以Φ＝0，D正确。]
11．如图所示，两个同心放置的平面金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是( )
A．Φa＞Φb B．Φa＜Φb
C．Φa＝Φb D．不能确定
A [通过圆环的磁通量为穿过圆环的磁感线的条数，首先明确条形磁铁的磁感线分布情况，另外要注意磁感线是闭合的曲线。条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对两个圆环，磁体内部的磁感线全部穿过圆环，外部的磁感线穿过多少，磁通量就抵消多少，所以面积越大，磁通量反而越小。]
12．如图所示，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、方向相反的电流，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。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )
A．O点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D．a、c两点处的磁感应强度的方向不同
C [根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解。根据安培定则判断：两直线电流在O点处产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点处的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点处的磁感应强度方向相同，故D选项错误。]
13．如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，∠MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的磁感应强度大小为B1。若将N处的长直导线移至P处，则O点的磁感应强度大小变为B2，则B2与B1之比为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．eq \r(3)∶1 D．eq \r(3)∶2
B [依题意，导线在M、N处时，每根导线在O点产生的磁感应强度为eq \f(B1,2)，方向竖直向下，则当N处的导线移至P点时，O点合磁感应强度大小为：
B2＝2×eq \f(B1,2)×cs 60°＝eq \f(B1,2)，则B2与B1之比为1∶2。]