高中物理2 磁感应强度 磁通量巩固练习

这是一份高中物理2 磁感应强度 磁通量巩固练习，共7页。试卷主要包含了下列说法正确的是，某磁场的磁感线分布如图所示等内容，欢迎下载使用。
第一级：物理观念——学考达标
1.关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.若长为L、电流为I的导线在某处受到磁场力为F,则该处的磁感应强度必为FIL
B.由B=FIL知,B与F成正比,与IL成反比
C.由B=FIL知,如果一小段通电导线在某处不受磁场力,则说明该处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极所指方向
2.(2025·新疆乌鲁木齐检测)下列说法正确的是( )
A.线圈面积大,穿过线圈的磁通量不一定大
B.磁感应强度大,穿过线圈的磁通量一定大
C.穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度一定为零
D.磁通量的变化一定是由于磁感应强度的变化产生的
3.如图所示,水平放置着一根通电直导线,电流方向垂直纸面向外,a、b、c和d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四个点。已知通电直导线产生磁场的磁感应强度在同一圆周上各点大小相等。再添加一个竖直向下的匀强磁场,则在这四个点中合磁场的磁感应强度最大的点是( )
A.a B.b
C.c D.d
4.(2025·江苏南通阶段检测)某磁场的磁感线分布如图所示。将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处,则通过圆环的磁通量将( )
A.不变B.变小
C.变大D.无法确定
5.如图所示,a、b两同心圆线圈的匝数分别为n匝和m匝,线圈半径分别为r和R。分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场的圆形区域的边缘恰好与a线圈重合,则下列说法正确的是( )
A.穿过a、b两线圈的磁通量相同
B.穿过a线圈的磁通量比b的大
C.穿过b线圈的磁通量比a的大
D.因为不知道匝数n和m的大小关系,所以无法比较穿过a、b两线圈的磁通量大小
6.(2025·广东汕头阶段检测)法拉第在1822年的日记里写下了“由磁产生电”的设想,并为此进行了长达10年的探索,在他设计并动手做的实验中有类似以下原理简图的实验:如图所示,在足够大的匀强磁场区域中有一正方形线圈MNQP,线圈平面平行磁场方向,线圈做下列运动,其磁通量将发生变化的是( )
A.线圈绕PQ边旋转
B.线圈绕MP边旋转
C.线圈向左平移
D.线圈向上平移
7.(2025·江苏南京阶段检测)如图所示,线框abcd与通有恒定电流的长直导线MN共面。线框从图示位置按以下四种方式运动,磁通量变化量的绝对值最大的是( )
A.平移到位置Ⅱ
B.以bc为转轴转到位置Ⅱ
C.以MN为转轴转到位置Ⅲ
D.平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ
8.两个半径均为R的彼此绝缘的相同金属圆环P、Q相互垂直放置,其中金属圆环Q水平放置,两金属圆环的圆心重合于O点,通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其内部产生的磁场近似的视作匀强磁场,且磁感应强度大小为B,则下列说法正确的是( )
A.穿过水平金属圆环Q的磁通量为πBR2
B.穿过水平金属圆环Q的磁通量为2πBR2
C.圆心O处的磁感应强度大小为2B
D.圆心O处的磁感应强度大小为零
9.(14分)如图所示,直三棱柱放在空间直角坐标系内,ab=50 cm、ad=20 cm,abcd平面垂直Oxy平面,与Ox、Oy的夹角分别为α=37°,β=53°(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8),匀强磁场沿Ox方向,磁感应强度为0.20 T。
(1)通过Ocbe面的磁通量为多大?
(2)通过abcd面的磁通量为多大?
(3)通过adOe面的磁通量为多大?
第二级：科学思维与探究——选考进阶
10.(2025·广西阶段练习)在一水平桌面上放置一电流方向如图所示的通电直导线,将一环形线圈沿桌面从图中位置Ⅰ水平向右平移至位置Ⅱ,则该过程中穿过线圈的磁通量变化情况是( )
A.先增大后减小
B.先减小后增大
C.先增大后减小再增大再减小
D.先减小后增大再减小再增大
11.(2025·郑州阶段检测)如图所示,矩形线框的边长为bc=2ab=2 m,ab边竖直,bc边水平,磁感应强度大小为B=1.0 T,t=0时刻线框平面与磁场垂直,且规定该时刻穿过线框的磁通量为正,O、O'分别为ab边、cd边的中点。现让线框绕OO'轴转动。则下列说法正确的是( )
A.线框转过30°时,磁通量的变化量为(2-3)Wb
B.线框转过90°时,磁通量的变化量为2 Wb
C.线框转过120°时,磁通量的变化量为-3 Wb
D.线框转过180°时,磁通量的变化量为0 Wb
12.(多选)如图所示,两根等高、相互平行的水平长直导线分别通以大小相等、方向相同的电流,电流方向垂直于纸面向里,a、b两点位于导线的连线上,c、d两点位于连线的中垂线上。图中磁感应强度方向标示正确的点是( )
A.a点B.b点
C.c点D.d点
13.(16分)(2025·四川眉山期中)如图所示,直角三角形abc,∠a=90°,∠b=30°。两根通电长直导线垂直纸面分别放置在a、b两顶点处,a点处导线中的电流大小为I、方向垂直纸面向外,b点处导线中的电流大小4I、方向垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小B=kIr,其中I表示电流大小,r表示该点到导线的垂直距离,k为常量。已知a点处电流在c点产生的磁感应强度大小为B0,求:
(1)a、c两点间的距离;
(2)顶点c处的磁感应强度。

（解析）同步分层精练(二十一)
1.选D 只有当通电导线垂直放入磁场中,磁感应强度才为FIL,若导线与磁场不垂直,则磁感应强度大于FIL,故A错误;B=FIL是采用比值法定义磁感应强度,B与F、IL无关,不能说B与F成正比,与IL成反比,故B错误;一小段通电导线在某处不受磁场力,该处不一定无磁场,也可能是因为导线与磁场平行,故C错误;磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,也就是小磁针静止时N极所指的方向,故D正确。
2.选A 由Φ=BScs θ可知,线圈的面积大,若磁感应强度较小,或线圈与磁场放置的角度因素,都会导致穿过线圈的磁通量不一定大,故A正确;磁感应强度大,若线圈面积小,或者线圈与磁场放置的角度因素,都会导致穿过线圈的磁通量不一定大,如线圈与磁场平行时,穿过线圈的磁通量一定为零,故B错误;穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零,比如线圈与磁场平行时,穿过线圈的磁通量一定为零,而磁感应强度却不为零,故C错误;磁通量的变化不一定是由于磁场的变化产生的,也可能是由于线圈在垂直于磁场方向的投影面积的变化引起的,故D错误。
3.选A 根据右手螺旋定则可知,通电直导线产生的磁场方向为逆时针方向,如图所示,根据矢量叠加原则可知合磁场的磁感应强度最大的点是a。故选A。
4.选B 因M点的磁感线比N点密集,则将闭合导体圆环从磁场中的M处平移到N处,穿过圆环的磁感线条数减小,则通过圆环的磁通量将变小。故选B。
5.选A 根据磁通量表达式Φ=BS,由于磁通量与匝数无关,a、b两线圈中磁场的有效面积相同,则穿过a、b两线圈的磁通量相同。故选A。
6.选A 线圈绕PQ边旋转时,穿过线圈的磁通量不断变化,故A正确;线圈绕MP边旋转或线圈向左、向上平移时,穿过线圈的磁通量总为零,不变,故B、C、D错误。
7.选D 设位置Ⅰ的磁通量大小为Φ1,位置Ⅱ的磁通量大小为Φ2,位置Ⅲ的磁通量大小为Φ3,由题意可知Φ3=Φ1>Φ2。位置Ⅰ的磁通量方向垂直纸面向里,若平移到位置Ⅱ,则磁通量变化量的绝对值为ΔΦ1=Φ1-Φ2;若以bc为转轴转到位置Ⅱ,则磁通量变化量的绝对值为ΔΦ2=Φ1+Φ2;若以MN为转轴转到位置Ⅲ,则磁通量变化量的绝对值为ΔΦ3=0;若平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ,则磁通量变化量的绝对值为ΔΦ4=Φ1+Φ3。则平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ时磁通量变化量的绝对值最大。故选D。
8.选A 根据题意知,通电金属圆环P在其内部产生的磁感应强度大小为B,根据右手螺旋定则知,方向水平向左,通电金属圆环Q在其内部产生的磁感应强度大小为B,方向竖直向下,故穿过水平金属圆环Q的磁通量为πBR2,故A正确,B错误;由题知,通电圆环P、Q各自在O点处产生的磁感应强度大小均为B,方向相互垂直,则由几何关系知,圆心O处的磁感应强度大小为B1=B2+B2=2B,故C、D错误。
9.解析:(1)由题图结合几何知识可知,Ocbe面的面积为S1=Oe×eb=Oe×absin α=0.2×0.5×0.6 m2=0.06 m2,且Ox⊥Ocbe面,则通过Ocbe面的磁通量为Φ1=BS1=0.06×0.20 Wb=1.2×10-2 Wb。
(2)由于匀强磁场沿Ox方向,所以abcd面与x轴垂直的投影面积为Ocbe面的面积,则通过abcd面的磁通量为Φ2=BS1=1.2×10-2 Wb。
(3)由题图可看出adOe面与Ox方向平行,则通过adOe面的磁通量为Φ3=0。
答案:(1)1.2×10-2 Wb (2)1.2×10-2 Wb (3)0
10.选C 线圈在图示位置a和位置c时,其磁通量皆为最大值,在位置b时,直导线左右两侧的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零,故从位置Ⅰ到位置Ⅱ,穿过线圈的磁通量先增大后减小再增大再减小。故选C。
11.选C 根据题意可知,t=0时穿过线框的磁通量为φ0=BS=B·ab·bc=2 Wb,线框转过30°时,穿过线框的磁通量为φ1=BScs 30°=3 Wb,则该过程磁通量的变化量为Δφ1=φ1-φ0=(3-2)Wb,故A错误;线框转过90°时,穿过线框的磁通量为φ2=0 Wb,则该过程磁通量的变化量为Δφ2=φ2-φ0=-2 Wb,故B错误;线框转过120°时,穿过线框的磁通量为φ3=-BScs 60°=-1 Wb,则该过程磁通量的变化量为Δφ3=φ3-φ0=-3 Wb,故C正确;线框转过180°时,穿过线框的磁通量为φ4=-BS=-2 Wb,则该过程磁通量的变化量为Δφ4=φ4-φ0=-4 Wb,故D错误。
12.选BC 根据安培定则可知,两根导线产生的磁感应强度方向如图,且离导线越近磁感应强度越强,根据矢量叠加可知a点磁感应强度方向向下,故A错误;b点磁感应强度方向向上,故B正确;c点磁感应强度方向向右,故C正确;d点磁感应强度方向向左,故D错误。
13.解析:(1)设a、c间距为r,由几何知识知b、c间距为2r,通电直导线a在c点产生的磁感应强度大小为
Ba=kIr=B0
解得r=kIB0。
(2)通电直导线b在c点产生的磁感应强度大小为Bb=k×4I2r=2B0
由右手螺旋定则判断通电导线在c点产生的磁场方向如图所示,则顶点c处的磁感应强度为B=(2B0)2−B02=3B0,方向沿ac向上。
答案:(1)kIB0 (2)3B0,方向沿ac向上