高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 磁感应强度 磁通量当堂达标检测题

2.磁感应强度　磁通量

基础巩固

1.(多选)下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是 (　　)

A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向

B.小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向

C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向

D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向

2.有一小段通电导线,长为1 cm,导线中电流为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是(　　)

A.B=2 T B.B≤2 T

C.B≥2 T D.以上情况都有可能

3.

在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线1、2、3、4,如图所示,四根导线中的电流大小关系为I1<I2<I3=I4,要使O点(四根导线围成的正方形的中心)的磁场增强,则应切断(　　)

A.导线1的电源 B.导线2的电源

C.导线3的电源 D.导线4的电源

4.

如图所示,边长为L的n匝正方形线框abcd内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。下列说法正确的是(　　)

A.穿过线框abcd的磁通量为BL2

B.穿过线框abcd的磁通量为nBL2

C.穿过线框abcd的磁通量为

D.穿过线框abcd的磁通量为

5.

如图所示,面积是0.5 m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20 T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,如图中Ⅰ位置,则穿过该线圈的磁通量是多少?若线圈平面与磁场方向夹角为60°,如图中Ⅱ位置,则穿过该线圈的磁通量又是多少?

能力提升

1.(多选)将一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下列图像能正确反映各量间关系的是(　　)

2.

如图所示,在空间某点A存在大小、方向恒定的两个磁场B1、B2,B1=3 T,B2=4 T,A点的磁感应强度大小为(　　)

A.7 T B.1 T

C.5 T D.大于3 T小于4 T

3.

在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,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、d两点的磁感应强度相等

B.a、b两点的磁感应强度相等

C.c点的磁感应强度的值最小

D.b点的磁感应强度的值最大

4.

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10 cm。现于纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈,圆心均在O处,a线圈半径为10 cm,b线圈半径为15 cm,问:

(1)在B减为0.4 T的过程中,a和b中磁通量分别改变多少?

(2)磁感应强度B大小不变,方向绕直径转过30°过程中,a线圈中磁通量改变多少?

(3)磁感应强度B大小、方向均不变,线圈a绕直径转过180°过程中,a线圈中磁通量改变多少?

参考答案

基础巩固

1. 解析本题考查对磁感应强度方向的理解。磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场的方向,磁场方向也就是小磁针N极受力的方向。但通电导线受力的方向不代表磁感应强度和磁场方向。

答案BD

2. 解析磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流。如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1 N,则该点的磁感应强度B= T=2 T。如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1 N,由定义式可知,B将大于2 T。选项C正确。

答案C

3.解析根据安培定则可以确定通电导线周围磁场的分布,导线1在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里,导线2在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里,导线3在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向里,导线4在O点产生的磁场的方向垂直于纸面向外。由于I1<I2<I3=I4,所以合磁场的方向垂直于纸面向里,根据磁场的叠加可知,要使O点的磁场增强,应切断导线4的电源,D正确。

答案D

4.答案C

5.解析已知S=0.5 m2,B=20 T

线圈在Ⅰ位置时,因为线圈平面与磁场垂直,所以ΦⅠ=BS=20×0.5 Wb=10 Wb。

线圈在Ⅱ位置时,因为线圈平面与磁场方向夹角为60°,所以ΦⅡ=BSsin 60°=20×0.5× Wb≈8.66 Wb。

答案10 Wb　8.66 Wb

能力提升

1.解析由B=或F=BIL知匀强磁场中B恒定不变,故选项 B正确,选项D错误;B、L一定,且F与I成正比,故选项C正确,选项A错误。

答案BC

2.解析磁感应强度B是矢量,所以其合成适用平行四边形定则,B= T=5 T。

答案C

3. 解析

如图所示,由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度,可见b、d两点的磁感应强度大小相等,但方向不同,A项错误;a点的磁感应强度最大,c点的磁感应强度最小,B、D项错误,C项正确。

答案C

4.解析(1)a线圈面积正好与圆形磁场区域重合,

ΔΦ1=Bπr2,Φ2=B1πr2

ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|(B1-B)πr2|=1.256×10-2 Wb

b线圈面积大于圆形磁场面积,即线圈的一部分面积在磁场区域外,有磁感线穿过的面积与a线圈相同,故磁通量的变化量与a线圈相同。

(2)磁场转过30°,a线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2cos 30°,则Φ=Bπr2cos 30°

ΔΦ=|Φ-Φ1|=Bπr2(1-cos 30°)≈3.4×10-3 Wb。

(3)以线圈a正对读者的一面为观察对象,初状态磁感线从该面穿入,线圈转180°后,磁感线从该面穿出,故ΔΦ=BS-(-BS)=2BS≈5.0×10-2 Wb。

答案(1)1.256×10-2 Wb　1.256×10-2 Wb

(2)3.4×10-3 Wb　(3)5.0×10-2 W