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高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量达标测试
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量达标测试，共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是，解析等内容，欢迎下载使用。
1．关于磁感应强度B的概念，下列说法正确的是( )
A．根据磁感应强度B的定义式B＝eq \f(F,Il)可知，在磁场中某处，B与F成正比、与Il成反比
B．一小段通电直导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零
C．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与小磁针在该处时N极所受磁场力方向相反
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零
B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
3．有一小段通电导线，长0.1m，通过导线的电流为5A，把它放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1N．则该处磁感应强度的大小可能为( )
A．0.8TB．1.2T
C．1.8TD．2.2T
4．磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )
A．Φ1最大B．Φ2最大
C．Φ3最大D．Φ1、Φ2、Φ3相等
5．(多选)如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直．则关于穿过线圈的磁通量，以下说法正确的是( )
A．则此时穿过线圈的磁通量为BS
B．若线圈绕OO′转过60°角时，穿过线圈的磁通量为eq \f(\r(3),2)BS
C．若从初位置转过90°角时，穿过线圈的磁通量为BS
D．若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为2BS
6.
[2023·黑龙江牡丹江高二阶段练习]如图所示，两只同心圆形线圈a和b位于同一水平面内，一条形磁铁穿过圆心竖直安放，N极朝下．则下列说法正确的是( )
A．穿过两线圈的磁通量均为零
B．穿过两线圈的磁通量相等
C．穿过线圈a的磁通量较大
D．穿过线圈b的磁通量较大
7.
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∶1B．1∶2
C．1∶4D．4∶1
8．[2023·广东二模](多选)用如图甲所示的装置研究安培力，线圈的一端悬挂于弹簧测力计上，另一端放置在匀强磁场中．某次实验获得测力计读数随电流变化的FI图像如图乙所示，图中F1、F0和I1为已知量，线圈匝数为n，重力加速度为g，忽略线圈上边所在位置处的磁场．通过以上已知量可求出( )
A．线圈的质量
B．线圈在磁场中的有效长度
C．线圈所在磁场的磁感应强度
D．磁感应强度与线圈有效长度的乘积
9．[2023·广东茂名统考一模]如图所示，正方体放在水平地面上，空间有磁感应强度为B0、方向与水平面成45°角斜向上(与正方体前后表面平行)的匀强磁场．一根通电长直导线穿过正方体前后面的中心，电流的方向垂直于纸面向里．a、b、c、d分别是正方体所在边的中点．在这四点中( )
A.c、d两点的磁感应强度大小相等
B．a、b两点的磁感应强度大小相等
C．b点磁感应强度的值最大
D．c点磁感应强度的值最小
B组 能力提升练
10．[2023·新疆哈密高二期中](多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一面积为S的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆将其悬挂在O点，并可绕O点左右摆动．现让金属线框从图示右侧位置1由静止释放，在摆动到左侧位置3的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且金属线框始终垂直于纸面．图中金属线框位于位置1时，它与竖直方向的夹角为45°，金属线框位于位置2时，它与磁场方向平行，金属线框位于位置3时，它与竖直方向的夹角为30°.下列说法正确的是( )
A．穿过金属线框的磁通量先变小后变大
B．金属线框位于位置1时，穿过线框的磁通量为eq \f(\r(2)BS,2)
C．金属线框位于图示中间位置2时，穿过线框的磁通量为BS
D．金属线框位于位置3时，穿过线框的磁通量为eq \f(\r(3)BS,2)
11．[2023·山东青岛高二期末]某校物理兴趣小组用图示装置估测磁体附近的磁感应强度．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图甲所示．小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向，其俯视图如图乙所示．已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10－5T.
(1)请在图上标明螺线管导线的绕向．
(2)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小(画出必要的矢量示意图；计算结果保留三位有效数字).
12．[2023·陕西咸阳高二阶段练习]如图甲所示，金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中，∠AOC＝45°，导体棒PQ与框架接触良好构成回路，且PQ⊥OC.导体棒从零时刻由O位置以v＝1m/s匀速向右运动，磁场的磁感应强度随时间变化的Bt图像如图乙所示．
(1)求t＝1.5s时刻，回路的磁通量．
(2)求从零时刻到t＝3.5s的过程中，回路中磁通量的变化量．
课时分层作业(二十三) 磁感应强度 磁通量
1．解析：磁感应强度由磁场本身决定，磁感应强度为零处，通电直导线所受磁场力一定为零．电流与磁场平行时不受磁场力，不平行时受磁场力．磁场中某处的磁场方向，与小磁针在该处时N极所受磁场力方向相同．A、C、D均错误，B正确．
答案：B
2．解析：由E＝eq \f(F,q)得F＝qE，得知电荷在某处不受电场力的作用时，该处的电场强度为零，故A正确；一小段通电导线在某处不受安培力的作用，该处磁感应强度不一定为零，也可能是由于通电导线与磁场平行，但该处磁感应强度不为零，故B错误；E＝eq \f(F,q)是电场强度的定义式，电场强度E反映电场的强弱和方向，由此式知，把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值为电场强度，即表示电场的强弱，故C正确；只有通电导线垂直放入磁场中时，通电导线所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱，故D错误．
答案：AC
3．解析：若导线与磁场垂直，则该处的磁感应强度大小为B＝eq \f(F,Il)＝eq \f(1,0.1×5)T＝2T，若导线不与磁场垂直，由F＝IlB⊥得B⊥＝2T，B⊥只是B的一个分量，则磁感应强度大小B>2T，故A、B、C错误，D正确．
答案：D
4．解析：由图可知从左向右磁感线逐渐稀疏，所以穿过S1的磁感线条数最多，即Φ1最大．故选A.
答案：A
5．解析：线圈与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量为BS，故A正确；若线圈绕OO′转过60°角时，穿过线圈的磁通量为Φ＝BScs60°＝eq \f(1,2)BS，故B错误；若从初位置转过90°角时，线圈平面与磁场平行，则穿过线圈的磁通量为零，故C错误；若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为ΔΦ＝BS－(－BS)＝2BS，故D正确．
答案：AD
6．解析：根据条形磁铁的磁场分布情况可知，磁铁内部穿过线圈的磁感线方向向下，外部磁感线方向向上，由于磁感线是闭合的，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部的磁感线总条数，外部磁感线分布在无限大的空间中，所以可得Φ＝Φ内－Φ外，根据题图可知Φ内a＝Φ内b，Φ外a>Φ外b，所以有Φa<Φb，故D正确．
答案：D
7．解析：根据磁通量的定义，当B垂直于线圈时，穿过线圈的磁通量为Ф＝BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，故A正确．
答案：A
8．解析：由题图乙可知，测力计读数在增大，所以线圈受到向下的安培力，有F＝mg＋nBIL，结合题图乙中图线，易知F0＝mg，eq \f(F1－F0,I1)＝nBL，解得m＝eq \f(F0,g)，BL＝eq \f(F1－F0,nI1)，故A、D正确．
答案：AD
9.
解析：a、b、c、d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加，如图所示．a点的磁感应强度大小为Ba＝B0＋B，b点和d点的磁感应强度大小为Bb＝Bd＝eq \r(B eq \\al(2,0) ＋B2)，c点的磁感应强度大小为Bc＝B0－B，故D正确．
答案：D
10．解析：由位置1运动到位置2的过程中，线框在磁场中的有效面积减小，穿过线框的磁通量减小，由位置2向左运动到位置3时，线框在磁场中的有效面积增大，穿过线框的磁通量增大，故A正确；位于位置1时，线框在磁场中的有效面积为S有＝Scs45°＝eq \f(\r(2),2)S，故穿过线框的磁通量为Φ＝BS有＝eq \f(\r(2)BS,2)，故B正确；位于位置2时，线框与磁场方向平行，故线框在磁场中的有效面积为0，故穿过线框的磁通量为0，故C错误；位于位置3时，线框在磁场中的有效面积为S′有＝Ssin30°＝eq \f(1,2)S，故穿过线框的磁通量为Φ′＝BS′有＝eq \f(BS,2)，故D错误．
答案：AB
11．解析：(1)由题意可知螺线管右端为N极，根据安培定则以及电源正负极位置作出螺线管导线的绕向如图所示．
(2)
设该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度为Bx，由题意知地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10－5T，小磁针处合磁感应强度B与y轴正方向成30°角，如图所示．根据磁感应强度的叠加法则可得tan30°＝eq \f(Bx,By)，
解得Bx＝1.73×10－5T.
答案：(1)见解析 (2)1.73×10－5T
12．解析：(1)在t＝1.5s时刻，根据题图乙可知此时磁场的磁感应强度为B1.5＝1.0T
此时导体棒运动的位移为x＝vt＝1×1.5m＝1.5m
闭合回路围成的面积为S1.5＝eq \f(1,2)x2＝1.125m2
回路的磁通量为φ1.5＝B1.5S1.5＝1.125Wb
(2)根据题图乙可推导出磁场在t＝0时刻的磁感应强度为B0＝0.25T
由题图乙可知B随t的变化满足B＝kt＋B0
代入数据解得B＝0.5t＋0.25
则在t＝3.5s时刻的磁感应强度为B3.5＝2T
从零时刻到t＝3.5s的过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝S3.5B3.5－Φ0＝eq \f(1,2)×(1×3.5)2×2Wb－0Wb＝12.25Wb
答案：(1)1.125Wb (2)12.25Wb
1．关于磁感应强度B的概念，下列说法正确的是( )
A．根据磁感应强度B的定义式B＝eq \f(F,Il)可知，在磁场中某处，B与F成正比、与Il成反比
B．一小段通电直导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零
C．一小段通电直导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与小磁针在该处时N极所受磁场力方向相反
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零
B．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
3．有一小段通电导线，长0.1m，通过导线的电流为5A，把它放入磁场中某一位置，受到的磁场力是1N．则该处磁感应强度的大小可能为( )
A．0.8TB．1.2T
C．1.8TD．2.2T
4．磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是( )
A．Φ1最大B．Φ2最大
C．Φ3最大D．Φ1、Φ2、Φ3相等
5．(多选)如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直．则关于穿过线圈的磁通量，以下说法正确的是( )
A．则此时穿过线圈的磁通量为BS
B．若线圈绕OO′转过60°角时，穿过线圈的磁通量为eq \f(\r(3),2)BS
C．若从初位置转过90°角时，穿过线圈的磁通量为BS
D．若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为2BS
6.
[2023·黑龙江牡丹江高二阶段练习]如图所示，两只同心圆形线圈a和b位于同一水平面内，一条形磁铁穿过圆心竖直安放，N极朝下．则下列说法正确的是( )
A．穿过两线圈的磁通量均为零
B．穿过两线圈的磁通量相等
C．穿过线圈a的磁通量较大
D．穿过线圈b的磁通量较大
7.
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∶1B．1∶2
C．1∶4D．4∶1
8．[2023·广东二模](多选)用如图甲所示的装置研究安培力，线圈的一端悬挂于弹簧测力计上，另一端放置在匀强磁场中．某次实验获得测力计读数随电流变化的FI图像如图乙所示，图中F1、F0和I1为已知量，线圈匝数为n，重力加速度为g，忽略线圈上边所在位置处的磁场．通过以上已知量可求出( )
A．线圈的质量
B．线圈在磁场中的有效长度
C．线圈所在磁场的磁感应强度
D．磁感应强度与线圈有效长度的乘积
9．[2023·广东茂名统考一模]如图所示，正方体放在水平地面上，空间有磁感应强度为B0、方向与水平面成45°角斜向上(与正方体前后表面平行)的匀强磁场．一根通电长直导线穿过正方体前后面的中心，电流的方向垂直于纸面向里．a、b、c、d分别是正方体所在边的中点．在这四点中( )
A.c、d两点的磁感应强度大小相等
B．a、b两点的磁感应强度大小相等
C．b点磁感应强度的值最大
D．c点磁感应强度的值最小
B组 能力提升练
10．[2023·新疆哈密高二期中](多选)如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一面积为S的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆将其悬挂在O点，并可绕O点左右摆动．现让金属线框从图示右侧位置1由静止释放，在摆动到左侧位置3的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且金属线框始终垂直于纸面．图中金属线框位于位置1时，它与竖直方向的夹角为45°，金属线框位于位置2时，它与磁场方向平行，金属线框位于位置3时，它与竖直方向的夹角为30°.下列说法正确的是( )
A．穿过金属线框的磁通量先变小后变大
B．金属线框位于位置1时，穿过线框的磁通量为eq \f(\r(2)BS,2)
C．金属线框位于图示中间位置2时，穿过线框的磁通量为BS
D．金属线框位于位置3时，穿过线框的磁通量为eq \f(\r(3)BS,2)
11．[2023·山东青岛高二期末]某校物理兴趣小组用图示装置估测磁体附近的磁感应强度．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图甲所示．小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成30°角的方向，其俯视图如图乙所示．已知该实验所在地面处地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10－5T.
(1)请在图上标明螺线管导线的绕向．
(2)求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小(画出必要的矢量示意图；计算结果保留三位有效数字).
12．[2023·陕西咸阳高二阶段练习]如图甲所示，金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中，∠AOC＝45°，导体棒PQ与框架接触良好构成回路，且PQ⊥OC.导体棒从零时刻由O位置以v＝1m/s匀速向右运动，磁场的磁感应强度随时间变化的Bt图像如图乙所示．
(1)求t＝1.5s时刻，回路的磁通量．
(2)求从零时刻到t＝3.5s的过程中，回路中磁通量的变化量．
课时分层作业(二十三) 磁感应强度 磁通量
1．解析：磁感应强度由磁场本身决定，磁感应强度为零处，通电直导线所受磁场力一定为零．电流与磁场平行时不受磁场力，不平行时受磁场力．磁场中某处的磁场方向，与小磁针在该处时N极所受磁场力方向相同．A、C、D均错误，B正确．
答案：B
2．解析：由E＝eq \f(F,q)得F＝qE，得知电荷在某处不受电场力的作用时，该处的电场强度为零，故A正确；一小段通电导线在某处不受安培力的作用，该处磁感应强度不一定为零，也可能是由于通电导线与磁场平行，但该处磁感应强度不为零，故B错误；E＝eq \f(F,q)是电场强度的定义式，电场强度E反映电场的强弱和方向，由此式知，把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值为电场强度，即表示电场的强弱，故C正确；只有通电导线垂直放入磁场中时，通电导线所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱，故D错误．
答案：AC
3．解析：若导线与磁场垂直，则该处的磁感应强度大小为B＝eq \f(F,Il)＝eq \f(1,0.1×5)T＝2T，若导线不与磁场垂直，由F＝IlB⊥得B⊥＝2T，B⊥只是B的一个分量，则磁感应强度大小B>2T，故A、B、C错误，D正确．
答案：D
4．解析：由图可知从左向右磁感线逐渐稀疏，所以穿过S1的磁感线条数最多，即Φ1最大．故选A.
答案：A
5．解析：线圈与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量为BS，故A正确；若线圈绕OO′转过60°角时，穿过线圈的磁通量为Φ＝BScs60°＝eq \f(1,2)BS，故B错误；若从初位置转过90°角时，线圈平面与磁场平行，则穿过线圈的磁通量为零，故C错误；若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量变化量大小为ΔΦ＝BS－(－BS)＝2BS，故D正确．
答案：AD
6．解析：根据条形磁铁的磁场分布情况可知，磁铁内部穿过线圈的磁感线方向向下，外部磁感线方向向上，由于磁感线是闭合的，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部的磁感线总条数，外部磁感线分布在无限大的空间中，所以可得Φ＝Φ内－Φ外，根据题图可知Φ内a＝Φ内b，Φ外a>Φ外b，所以有Φa<Φb，故D正确．
答案：D
7．解析：根据磁通量的定义，当B垂直于线圈时，穿过线圈的磁通量为Ф＝BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，故A正确．
答案：A
8．解析：由题图乙可知，测力计读数在增大，所以线圈受到向下的安培力，有F＝mg＋nBIL，结合题图乙中图线，易知F0＝mg，eq \f(F1－F0,I1)＝nBL，解得m＝eq \f(F0,g)，BL＝eq \f(F1－F0,nI1)，故A、D正确．
答案：AD
9.
解析：a、b、c、d四点的实际磁感应强度为匀强磁场和电流磁场的叠加，如图所示．a点的磁感应强度大小为Ba＝B0＋B，b点和d点的磁感应强度大小为Bb＝Bd＝eq \r(B eq \\al(2,0) ＋B2)，c点的磁感应强度大小为Bc＝B0－B，故D正确．
答案：D
10．解析：由位置1运动到位置2的过程中，线框在磁场中的有效面积减小，穿过线框的磁通量减小，由位置2向左运动到位置3时，线框在磁场中的有效面积增大，穿过线框的磁通量增大，故A正确；位于位置1时，线框在磁场中的有效面积为S有＝Scs45°＝eq \f(\r(2),2)S，故穿过线框的磁通量为Φ＝BS有＝eq \f(\r(2)BS,2)，故B正确；位于位置2时，线框与磁场方向平行，故线框在磁场中的有效面积为0，故穿过线框的磁通量为0，故C错误；位于位置3时，线框在磁场中的有效面积为S′有＝Ssin30°＝eq \f(1,2)S，故穿过线框的磁通量为Φ′＝BS′有＝eq \f(BS,2)，故D错误．
答案：AB
11．解析：(1)由题意可知螺线管右端为N极，根据安培定则以及电源正负极位置作出螺线管导线的绕向如图所示．
(2)
设该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度为Bx，由题意知地磁场的磁感应强度的水平分量为3×10－5T，小磁针处合磁感应强度B与y轴正方向成30°角，如图所示．根据磁感应强度的叠加法则可得tan30°＝eq \f(Bx,By)，
解得Bx＝1.73×10－5T.
答案：(1)见解析 (2)1.73×10－5T
12．解析：(1)在t＝1.5s时刻，根据题图乙可知此时磁场的磁感应强度为B1.5＝1.0T
此时导体棒运动的位移为x＝vt＝1×1.5m＝1.5m
闭合回路围成的面积为S1.5＝eq \f(1,2)x2＝1.125m2
回路的磁通量为φ1.5＝B1.5S1.5＝1.125Wb
(2)根据题图乙可推导出磁场在t＝0时刻的磁感应强度为B0＝0.25T
由题图乙可知B随t的变化满足B＝kt＋B0
代入数据解得B＝0.5t＋0.25
则在t＝3.5s时刻的磁感应强度为B3.5＝2T
从零时刻到t＝3.5s的过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝S3.5B3.5－Φ0＝eq \f(1,2)×(1×3.5)2×2Wb－0Wb＝12.25Wb
答案：(1)1.125Wb (2)12.25Wb
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