高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第六章 电磁现象与电磁波第二节 磁感应强度习题

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第六章 电磁现象与电磁波第二节 磁感应强度习题，共5页。试卷主要包含了关于磁通量，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．关于磁通量，下列说法中正确的是( )
A．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．穿过某一面积的磁通量为零，则该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
解析：选C 磁通量Φ＝BS是标量，它的方向是人为规定的，正、负只是表明从不同的面穿入，磁通量越大，磁感应强度不一定越大。若圆环平面与磁场方向平行，磁通量为零，但磁感应强度不为零。
2．[多选]关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是( )
A．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度一定大
B．磁极在磁场中受磁场力大的地方，该处的磁感应强度不一定大，与放置方向有关
C．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度一定大
D．通电导线在磁场中受磁场力大的地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向有关
解析：选AD 磁极在磁场中的受力跟放置方向无关，电流在磁场中的受力与放置方向有关。
3．(2023·广东1月学考)[多选]如图所示，平行金属轨道固定在水平面内，M区域内有竖直向上的匀强磁场，与轨道垂直且接触良好的导体棒向右运动，导体棒与导轨及电阻R构成回路。则( )
A．棒在M区域运动时，回路磁通量不变
B．棒在M区域运动时，回路磁通量增大
C．棒在N区域运动时，回路磁通量不变
D．棒在N区域运动时，回路磁通量增大
解析：选BC 根据Φ＝BS，由图可知棒在M区域运动时，穿过闭合回路的有效面积S在增大，则回路磁通量Φ增大，故A错误，B正确；根据Φ＝BS，由图可知棒在N区域运动时，穿过闭合回路的有效面积S保持不变，则回路磁通量Φ不变，故C正确，D错误。
4．如图所示，图中虚线是匀强磁场区的边界，一个闭合线框自左向右穿过该磁场区，线框经过图示的哪个位置时磁通量有增加的趋势( )
A．在位置1 B．在位置2
C．在位置3 D．在位置4
解析：选B 由磁通量的定义Φ＝BS知，线框穿过匀强磁场，B不变，则当线框处在磁场中的面积增加时，磁通量增加，故在位置2线框进入磁场过程，磁通量有增加趋势，故A、C、D错误，B正确。
5.[多选]如图所示，A和B为两根互相平行的长直导线，通以同方向等大电流，虚线C为在A和B所确定的平面内与A、B等距的直线，则下列说法正确的是( )
A．两导线间的空间不存在磁场
B．虚线C处磁感应强度为零
C．AC间磁感应强度垂直纸面向里
D．CB间磁感应强度垂直纸面向外
解析：选BCD 设电流A、B在空间产生的磁感应强度大小分别为BA、BB，根据安培定则，电流A在AB间产生的磁场垂直纸面向里，而电流B在AB间产生的磁场垂直纸面向外，又因IA＝IB，故在AC区，BA>BB，合磁场方向垂直于纸面向里，在BC区，BA6．如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶4 D．4∶1
解析：选A 两个线圈的半径虽然不同，但是线圈内的匀强磁场的半径一样，则穿过两线圈的磁通量相同，故选项A正确。
7.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，磁场方向与线框平面的夹角为θ，若线框的面积为S，匝数为n，则穿过线框平面的磁通量为( )
A．BSsin θ B．BScs θ
C．nBSsin θ D．nBScs θ
解析：选A 根据磁通量的概念可知，穿过线框平面的磁通量为BSsin θ。
8．[多选]一根长0.001 m的导线通有0.1 A的电流，放置在匀强磁场中，导线所受磁场力的大小为0.001 N，则该磁场的磁感应强度的大小可能为( )
A．5 T B．10 T
C．15 T D．20 T
解析：选BCD 根据F≤BIl，则B≥eq \f(F,Il)＝eq \f(0.001,0.1×0.001) T＝10 T。
9．[多选]有一个面积很小的圆环，设这个圆环所在位置的磁感应强度为B，穿过圆环的磁通量为Φ，则下列判断中正确的是( )
A．如果Φ＝0，则B＝0 B．如果Φ≠0，则B≠0
C．如果B＝0，则Φ＝0 D．如果B≠0，则Φ≠0
解析：选BC 通过圆环的磁通量为Φ＝BScs θ，θ为圆环所在平面与垂直于磁感线平面的夹角，由公式可知B、C正确；圆环所在平面与磁感线平行时，穿过圆环的磁通量为零，故A、D错误。
B组—重应用·体现创新
10.三根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，导线中通有大小和方向都相同的电流，如图所示，已知每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的合磁感应强度大小为( )
A．2B B．3B
C．2.1B D．3.8B
解析：选B 设a、b、c三根通电导线在d处产生的磁场的磁感应强度大小分别为Ba、Bb和Bc，正方形的边长为l，则有Bb＝B＝eq \f(k,\r(2)l)＝eq \f(\r(2)k,2l)，Ba＝Bc＝eq \f(k,l)，又Ba与Bc的矢量和为Bac＝eq \f(\r(2)k,l)＝2B，且方向与Bb方向相同，故d处的合磁感应强度大小为B合＝Bb＋Bac＝3B，选项B正确。
11.如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为L，电流均为I′，方向垂直纸面向里，O点为P、Q连线的中点，RO垂直于PQ，则O点的磁感应强度方向为( )
A．方向指向x轴正方向 B．方向指向y轴正方向
C．方向指向x轴负方向 D．方向指向y轴负方向
解析：选C P、Q两根导线距离O点的距离相等，根据安培定则，在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以O点合磁感应强度等于R在O点产生的磁感应强度，根据安培定则可知，其方向沿x轴负方向。
12．[多选](2022·全国乙卷)安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。根据表中测量结果可推知( )
A.测量地点位于南半球
B．当地的地磁场大小约为50 μT
C．第2次测量时y轴正向指向南方
D．第3次测量时y轴正向指向东方
解析：选BC 如图所示，地磁南极大致在地理北极附近，地磁北极大致在地理南极附近。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则测量地点应位于北半球，A错误；磁感应强度为矢量，故由表格中第1次数据可看出此处的磁感应强度大致为B＝eq \r(By2＋Bz2)，计算得B≈50 μT，B正确；由以上分析知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，第2次测量By<0，故y轴指向南方，第3次测量Bx>0，故x轴指向北方而y轴则指向西方，C正确，D错误。
13．[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．通过整个三棱柱表面的磁通量为零
解析：选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。
14.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
15.如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1.0 cm，现在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm,10匝；B线圈半径为2.0 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝。问：
(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各改变多少？
(2)当磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少？
解析：(1)A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，但穿过A、B线圈的磁感线的条数相等，因此在求通过B线圈中的磁通量时，面积S只能取圆形磁场区域的面积。
设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A、B，磁通量的改变量：ΔΦA＝ΔΦB＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4 Wb。
(2)当线圈平面与磁场方向垂直，若用公式Φ＝BSsin θ求磁通量，此时θ1＝90°，
当磁场方向转过30°角时，磁场方向与线圈平面之间的夹角为θ2＝60°。
对线圈C，设C线圈的半径为r，
Φ1＝Bπr2sin θ1，Φ2＝Bπr2sin θ2，
磁通量的改变量
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝Bπr2(sin 90°－sin 60°)
＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb
＝8.4×10－6 Wb。
答案：(1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb
(2)8.4×10－6 Wb测量序号
Bx/μT
By/μT
Bz/μT
1
0
21
－45
2
0
－20
－46
3
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