高中物理《必修第三冊》課后習題 2.磁感應強度　磁通量

2.磁感應強度磁通量合格考達標練1.下列關于磁感應強度的方向的說法正確的是()A.某處磁感應強度的方向就是一小段通電導線放在該處時所受磁場力的方向B.小磁針受磁場力的方向就是該處磁感應強度的方向C.垂直于磁場放置的通電導線的受力方向就是磁感應強度的方向D.磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向答案D解析本題考查對磁感應強度方向的理解。磁場中某點磁感應強度的方向表示該點的磁場的方向,磁場方向也就是小磁針N極受力的方向。但通電導線受力的方向不代表磁感應強度和磁場方向。2.(2021湖北武漢二中期末)在實驗精度要求不高的情況下,可利用羅盤來測量電流產生磁場的磁感應強度,具體做法是:在一根南北方向放置的直導線正下方10cm處放一個羅盤。導線沒有通電時羅盤的指針(小磁針的N極)指向北方;當給導線通入電流時,發(fā)現(xiàn)羅盤的指針偏轉一定角度,根據偏轉角度即可測定電流磁場的磁感應強度?，F(xiàn)已測出此地的地磁場水平分量為5.0×10-5T,通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置,如圖所示。由此測出該通電直導線在其正下方10cm處產生磁場的磁感應強度大小為()A.5.0×10-5T B.1.0×10-4TC.8.66×10-5T D.3.0×10-4T答案C解析如圖所示,該位置產生的磁感應強度的大小B=B地tan60°=8.66×10-5T,C正確。3.用長導線以如圖甲所示方式纏繞螺線管,當電流為I時,測得螺線管內軸線中點A的磁感應強度大小為B。若將導線對折纏繞螺線管,兩種繞法螺線管上的線圈匝數(shù)相同,如圖乙所示,通過相同電流I時,則在螺線管內A點的磁感應強度大小為()A.0 B.0.5BC.B D.2B答案A解析在題圖乙中,由于兩根導線中的電流方向相反,產生的磁場相互抵消,所以螺線管內A點的磁感應強度大小為零,故B、C、D錯誤,A正確。4.如圖所示,邊長為L的n匝正方形線框abcd內部有一邊長為L2的正方形區(qū)域的勻強磁場,磁場的磁感應強度為B。下列說法正確的是(A.穿過線框abcd的磁通量為BL2B.穿過線框abcd的磁通量為nBL2C.穿過線框abcd的磁通量為BD.穿過線框abcd的磁通量為nB答案C5.(2021河北承德高二上期末)有一U形曲面,其尺寸如圖所示,U形曲面開口豎直向上,現(xiàn)將U形曲面放入磁感應強度大小為B=2T的勻強磁場中。(1)當磁場方向豎直向下時,穿過該曲面的磁通量是多少?(2)當磁場方向水平向右時,穿過該曲面的磁通量是多少?答案(1)0.02Wb(2)0解析(1)當磁場方向豎直向下時,曲面在垂直磁場方向的投影面積為S1=0.1×0.1m2=0.01m2此時穿過曲面的磁通量為Φ1=BS1=2×0.01Wb=0.02Wb。(2)當磁場方向水平向右時,曲面在垂直磁場方向的投影面積為S2=0.1×0.2m2=0.02m2若規(guī)定從外表面穿入而從內表面穿出的磁通量為正值,則穿過曲面左半部分的磁通量為Φ2'=BS2=2×0.02Wb=0.04Wb穿過曲面右半部分的磁通量為Φ2″=-BS2=-0.04Wb穿過整個曲面的磁通量為Φ2=Φ2'+Φ2″=0。6.如圖所示,面積是0.5m2的矩形導線圈處于磁感應強度為20T的勻強磁場中,線圈平面與磁場垂直,如圖中Ⅰ位置,則穿過該線圈的磁通量是多少?若線圈平面與磁場方向夾角為60°,如圖中Ⅱ位置,則穿過該線圈的磁通量又是多少?答案10Wb8.66Wb解析(1)因為線圈平面與磁場垂直,所以ΦⅠ=BS=20×0.5Wb=10Wb。(2)因為線圈平面與磁場方向夾角為60°,所以ΦⅡ=BSsin60°=20×0.5×32Wb=8.66Wb等級考提升練7.(2021山東日照高二檢測)如圖所示,兩根互相平行的長直導線分別過紙面上的M、N點,且與紙面垂直,導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上,O為MN的中點,c、d位于MN的中垂線上,且a、b、c、d到O點的距離均相等。則下列說法正確的是()A.O點處的磁感應強度為零B.a、b兩點處的磁感應強度大小相等,方向相反C.c、d兩點處的磁感應強度大小相等,方向相同D.a、c兩點處的磁感應強度的方向不同答案C解析根據安培定則,M處導線中的電流在O點處產生的磁場方向垂直MN向下,N處導線中的電流在O點處產生的磁場方向垂直MN向下,合成后磁感應強度不為零,A錯誤;M處導線中的電流在a點處產生的磁場方向垂直MN向下,在b點處產生的磁場方向垂直MN向下,N處導線中的電流在a點處產生的磁場方向垂直MN向下,在b點處產生的磁場方向垂直MN向下,根據磁場的疊加知,a、b兩點處磁感應強度大小相等,方向相同,B錯誤;M處導線中的電流在c點處產生的磁場方向垂直于cM連線偏向右下方,在d點處產生的磁場方向垂直dM連線偏向左下方,N處導線中的電流在c點處產生的磁場方向垂直于cN連線偏向左下方,在d點處產生的磁場方向垂直于dN連線偏向右下方,根據平行四邊形定則知,c點處的磁場方向垂直MN向下,d點處的磁場方向垂直MN向下,且c、d兩點處磁感應強度大小相等,C正確;a、c兩點處的磁場方向都是垂直MN向下的,D錯誤。8.用DIS的磁傳感器可以測定通電螺線管內的磁感應強度,磁傳感器的探測頭從螺線管左端外側逐漸伸入螺線管,直到伸出右端為止。測出的B-x圖是()答案C解析通電螺線管的磁場分布相當于條形磁鐵,內部磁感線的分布均勻,是勻強磁場,管口磁感線比管內磁感線疏,故管口處的磁感應強度較小,故C正確,A、B、D錯誤。9.已知通電長直導線在其周圍某點產生磁場的磁感應強度大小B0與通電導線中的電流I成正比,與該點到通電導線的距離r成反比,即B0=kIr,式中k為比例系數(shù)?，F(xiàn)有兩條相距為L的通電長直導線a和b平行放置,空間中存在平行于圖示的菱形PbQa的勻強磁場(圖中未畫出)。已知菱形PbQa的邊長也為L,當導線a和b中通以大小相等、方向如圖所示的電流I時,P點處的磁感應強度恰好為零。則下列說法正確的是(A.Q點處的磁感應強度大小為kIB.勻強磁場的方向從P點指向Q點,大小為2kIC.勻強磁場的方向從Q點指向P點,大小為2kID.兩導線連線中點處的磁感應強度大小為3kI答案D解析由題意知每股電流在P點處產生的磁場的磁感應強度大小為B=kIL,由安培定則知導線a和b中的電流在P點處產生的磁場的磁感應強度方向分別垂直Pa和Pb,由平行四邊形定則知勻強磁場的磁感應強度方向應由P點指向Q點,且大小為kIL,才能使P點處的合磁感應強度恰為零,B、C項錯誤;同理可知Q點處的磁感應強度也為零,A項錯誤;由于兩導線連線中點到兩導線的距離均為L2,兩導線在該處產生的磁感應強度大小均為2kIL,故合磁感應強度的大小為310.空間存在豎直向下的勻強磁場,磁場的磁感應強度大小為B0,兩根長直導線A、B垂直于紙面水平放置,兩導線中通入大小相等方向相反的恒定電流,a點為A、B連線的中點,a、b兩點關于B對稱,若a、b兩點的磁感應強度大小分別為B1、B2,方向均豎直向下,則撤去勻強磁場和長直導線B以后,a、b兩點的磁感應強度大小分別為()A.BB.BC.BD.B答案C解析設撤去磁場和長直導線B以后,a點的磁感應強度大小為B',b點的磁感應強度大小為B″,由題意知2B'+B0=B1,B″+B0-B'=B2,解得B'=B1-B02,B″=B1+2B2-11.(2021江蘇宿遷潼陽中學月考)如圖所示,框架的面積為S,勻強磁場的磁感應強度大小為B。試求:(1)框架平面與磁感應強度B垂直時,穿過框架平面的磁通量為多少?(2)若框架繞OO'轉過60°,則穿過框架平面的磁通量為多少?(3)若從圖示位置轉過90°,則穿過框架平面的磁通量改變量為多少?(4)若從圖示位置轉過180°,則穿過框架平面的磁通量改變量為多少?答案(1)BS(2)12BS(3)-BS(4)-2解析(1)框架平面與磁感應強度B垂直時,穿過框架平面的磁通量為Φ1=BS。(2)若框架繞OO'轉過60°,則穿過框架平面的磁通量為Φ2=BScos60°=12BS(3)若從圖示位置轉過90°時,則穿過框架平面的磁通量為Φ3=BScos90°=0,此過程中的磁通量的變化量為ΔΦ=Φ3-Φ1=0-BS=-BS。(4)若從圖示位置轉過180°時,磁通量Φ4=-BS,則轉過180°的過程中,磁通量的變化量為ΔΦ=Φ4-Φ1=-BS-BS=-2BS。12.如圖所示,有一個垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B=0.8T,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為10cm?，F(xiàn)于紙面內先后放上a、b兩個圓形單匝線圈,圓心均在O處,a線圈半徑為10cm,b線圈半徑為15cm,問:(1)在B減為0.4T的過程中,a和b中磁通量分別改變多少?(2)磁感應強度B大小不變,方向繞直徑轉過30°,a線圈中磁通量改變多少?(3)磁感應強度B大小、方向均不變,線圈a繞直徑轉過180°,a線圈中磁通量改變多少?答案(1)1.256×10-2Wb1.256×10-2Wb(2)3.4×10-3Wb(3)5.0×10-2Wb解析(1)a線圈面積正好與圓形磁場區(qū)域重合ΔΦ1=Bπr2,Φ2=B1πr2ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|(B1-B)πr2|=1.256×10-2Wbb線圈面積大于圓形磁場面積,即線圈的一部分面積在