13.2 磁感应强度 磁通量（练习）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第2节 磁感应强度 磁通量 1．关于磁感应强度的概念，下列说法中正确的是（　　） A．通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零 B．通电导线在某处所受磁场力为零，说明该处磁感应强度为零 C．磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 D．由磁感应强度定义式可知，B与F成正比，与IL成反比 2．如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是（　　） A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极 D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 3．（多选）下列关于匀强磁场的说法正确的是(  ) A．在匀强磁场中，磁感应强度的大小处处相等 B．导线的长度相等，通过的电流相等，则导线在匀强磁场中受到的磁场力处处相等 C．在匀强磁场中，两互相平行的相等面积里通过的磁感线的条数相同 D．某一区域里，磁感应强度的大小处处相等，这个区域叫做匀强磁场 4．某同学在赤道附近做“探究通电直导线产生的磁场”实验时，先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，当通入恒定电流时，发现小磁针静止时的N极指向为北偏西60°，他通过查阅资料知当地的地磁场磁感应强度为B，则通电导线产生的磁场在小磁针所在处的磁感应强度和通入的电流方向为（　　） A．2B，由南向北 B．2B，由北向南 C．，由南向北 D．，由北向南 5．如图所示，在匀强磁场中平行于磁场方向放置一根通电长直导线，M、N两点到导线的距离相等，M、N两点的磁感应强度（　　） A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同 C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同 6．磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（　　） A．球面1和球面2的磁通量相同 B．球面1比球面2的磁通量小 C．a点和b点的磁感应强度相同 D．a点比b点的磁感应强度小 7．如图所示，圆形线圈的匝数为10匝、面积为，在该圆形线圈平面内有一个面积为的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则穿过该圆形线圈的磁通量为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，有一根通电导线ef在ab的正上方且平行于ab，当ef向上平移时（始终在ab的正上方），穿过圆面积的磁通量将（    ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．始终为零 D．不为零，但始终保持不变 9．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框第一次平行移动到图中虚线位置，第二次以边为轴翻转到图中虚线位置，则（　　） A．虚线位置的磁通量与原位置磁通量相等 B．虚线位置的磁通量比原位置磁通量大 C．二次磁通量变化是相等的 D．第一次磁通量的变化比第二次磁通量变化的小 10．如图所示，矩形线框的边长为，边竖直，边水平，磁感应强度大小为，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，分别为边、边的中点，现让线框绕轴转动。则下列说法正确的是（　　） A．线框转过时，磁通量的变化量为 B．线框转过时，磁通量的变化量为 C．线框转过时，磁通量的变化量为 D．线框转过时，磁通量的变化量为 11．我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”，如图所示。“天眼”“眼眶”所围圆面积为S，“眼球”表面积为S0，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为B1、B2，则穿过“眼眶”的磁通量大小为（　　） A．BS0 B．BS C．B1S D．B2S 12．如图所示，矩形线圈abcd与有界的匀强磁场垂直，线圈的一半在磁场内，已知线圈的面积为2S，磁场的磁感应强度为B，以下说法正确的是（　　） A．在图示位置时通过线圈的磁通量为BS B．线圈以ab为轴转过30º时通过线圈的磁通量为 C．线圈以ab为轴转过45º时通过线圈的磁通量为 D．线圈以cd为轴转过60º过程中通过线圈的磁通量改变量为 13．（多选）如图所示，为两根垂直纸面、互相平行的通电直导线的截面，在所在直线上有两个点且，在两者连线的中垂线上也有距距离均为的两个点。已知通过两直导线的电流大小相等，通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度为，其中为通电直导线中的电流强度，为空间中的点到通电直导线的距离。下列说法正确的是（    ） A．若两直导线中电流的方向相同，则两点的磁感应强度相同，两点的磁感应强度相同 B．若两直导线中电流的方向相同，则两点的磁感应强度大小之比为 C．若两直导线中电流的方向相反，则两点的磁感应强度相同，两点的磁感应强度相同 D．若两直导线中电流的方向相反，则两点的磁感应强度大小之比为 14．如图所示，三根长均为L的直导线水平放置，截面构成以A为顶点的等腰直角三角形，其中导线A、B电流的方向垂直纸面向里，导线C中电流的方向垂直纸面向外．若导线B、C中的电流在导线A所在位置处产生的磁感应强度的大小均为，导线A通过的电流大小为I，则导线A受到的安培力的大小和方向为 A．，水平向左 B．，水平向左 C．，竖直向上 D．，竖直向上 15．如图所示，在纸面内等边三角形的两个顶点A、B上固定两根通电直导线，电流大小相等，电流方向相反且与纸面垂直，O点为等边三角形的中心，D、E两点分别为AC和BC的中点。已知直线电流产生的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比，与该点到通电直导线的距离成反比。下列说法正确的是（    ） A．O、C两点的磁感应强度方向相同 B．O、C两点的磁感应强度方向相反 C．D、E两点的磁感应强度方向相反 D．D、E两点的磁感应强度方向相同 16．根据经典电磁理论，运动的电荷会产生磁场。某带电量为+q点电荷以速率v沿x轴正方向运动，该运动电荷在x轴上各点产生的磁感应强度恰为0、在y轴上距其r处的M点产生的磁感应强度大小为，方向垂直于平面xOy、其中k是静电常数，c是真空中的光速，据此可以确定半径为R、大小为的环形电流在其圆心处产生的磁感应强度的大小为（    ） A． B． C． D． 17．（2022·全国·高考真题）（多选）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（   ） 测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT 1 0 21 - 45 2 0 - 20 - 46 3 21 0 - 45 4 - 21 0 - 45 A．测量地点位于南半球 B．当地的地磁场大小约为50μT 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 18．（2021·全国·高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　）    A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2节 磁感应强度 磁通量 1．关于磁感应强度的概念，下列说法中正确的是（　　） A．通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零 B．通电导线在某处所受磁场力为零，说明该处磁感应强度为零 C．磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 D．由磁感应强度定义式可知，B与F成正比，与IL成反比 【答案】A 【详解】A．通电导线放在磁感应强度不为零的磁场中，且导线与磁感应强度不平行时才会受到磁场力，现磁感应强度为零，则该导线所受的磁场力一定为零，A正确； B．通电导线与磁感应强度平行时，所受磁场力也可以为零，B错误； C．磁感应强度的方向与通电导线在该处所受磁场力的方向垂直，C错误； D．磁场中某点磁感应强度B与F无关，与IL也无关，其由磁场本身决定，D错误。 故选A。 2．如图所示表示蹄形磁铁周围的磁感线，磁场中有a、b两点，下列说法正确的是（　　） A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C．蹄形磁铁的磁感线起始于蹄形磁铁的N极，终止于蹄形磁铁的S极 D．a处没有磁感线，所以磁感应强度为零 【答案】B 【详解】ABD．磁场中，磁感线的疏密程度可以定性的表示磁感应强度的大小，没有磁感线的地方不代表没有磁场。则有 Ba＜Bb 故AD错误；B正确； C．磁场中的磁感线是闭合曲线，故C错误。 故选B。 3．（多选）下列关于匀强磁场的说法正确的是(  ) A．在匀强磁场中，磁感应强度的大小处处相等 B．导线的长度相等，通过的电流相等，则导线在匀强磁场中受到的磁场力处处相等 C．在匀强磁场中，两互相平行的相等面积里通过的磁感线的条数相同 D．某一区域里，磁感应强度的大小处处相等，这个区域叫做匀强磁场 【答案】AC 【详解】匀强磁场磁感线疏密一样，磁感应强度的大小和方向相同，故AC正确，某一区域里，磁感应强度的大小处处相等，这个区域不一定是匀强磁场，D错误；通电导线在匀强磁场中的受力大小与导线的长度、方向有关，故B错误．故选AC. 4．某同学在赤道附近做“探究通电直导线产生的磁场”实验时，先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，当通入恒定电流时，发现小磁针静止时的N极指向为北偏西60°，他通过查阅资料知当地的地磁场磁感应强度为B，则通电导线产生的磁场在小磁针所在处的磁感应强度和通入的电流方向为（　　） A．2B，由南向北 B．2B，由北向南 C．，由南向北 D．，由北向南 【答案】C 【详解】发现小磁针的N极指向为北偏西60°，则电流在小磁针处的磁场方向向西，大小是 B′＝B•tan60°＝B 由安培定则可知，电流的方向由南向北。 故选C。 5．如图所示，在匀强磁场中平行于磁场方向放置一根通电长直导线，M、N两点到导线的距离相等，M、N两点的磁感应强度（　　） A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同 C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同 【答案】B 【详解】根据安培定则可知，M处的磁场方向垂直于MN连线向左；N处的磁场方向垂直于MN连线向右；M、N两点到导线的距离相等，M、N两点的磁感应强度大小相等，故ACD错误，B正确。 故选B。 6．磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（　　） A．球面1和球面2的磁通量相同 B．球面1比球面2的磁通量小 C．a点和b点的磁感应强度相同 D．a点比b点的磁感应强度小 【答案】A 【详解】AB．磁通量 也是穿过球面的磁感线的条数，由于从磁单极子发出的磁感线的条数是一定的，故穿过球面1与球面2的磁感线的条数是相等的，即球面1与球面2的磁通量相等，故A正确，B错误； CD．若有磁单极子，位于球心处，因为它的磁感线分布类似于点电荷的电场线的分布，故我们可以类比一个点电荷放在球心处，则a点的电场强度大于b点，故a点的磁感应强度也大于b点，故CD错误。 故选A。 7．如图所示，圆形线圈的匝数为10匝、面积为，在该圆形线圈平面内有一个面积为的正方形区域，该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则穿过该圆形线圈的磁通量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题图可知，线圈内含有磁场的有效面积为 故穿过该圆形线圈的磁通量为 故选C。 8．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，有一根通电导线ef在ab的正上方且平行于ab，当ef向上平移时（始终在ab的正上方），穿过圆面积的磁通量将（    ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．始终为零 D．不为零，但始终保持不变 【答案】C 【详解】由直导线周围的磁感线分布可知，穿过线圈的磁感线从一半中穿过，再从另一半中穿回，则穿过线圈的磁通量为零；当ef向上平移时（始终在ab的正上方），穿过圆面积的磁通量将不变，仍为零。 故选C。 9．如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框第一次平行移动到图中虚线位置，第二次以边为轴翻转到图中虚线位置，则（　　） A．虚线位置的磁通量与原位置磁通量相等 B．虚线位置的磁通量比原位置磁通量大 C．二次磁通量变化是相等的 D．第一次磁通量的变化比第二次磁通量变化的小 【答案】D 【详解】A．离导线越远，导线产生的磁场越弱，虚线位置的磁通量与原位置磁通量不相等，A错误； B．虚线位置线框的磁通量应小于原位置的磁通量，B错误； C．第一次磁场方向从同一个面穿过，磁通量变化为 第二次磁场方向从同正反两个面穿过，磁通量变化为 则第一次磁通量的变化比第二次磁通量变化的小，并不相等，C错误； D．两次磁通量 故第一次磁通量的变化比第二次磁通量变化的小，D正确。 故选D。 10．如图所示，矩形线框的边长为，边竖直，边水平，磁感应强度大小为，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，分别为边、边的中点，现让线框绕轴转动。则下列说法正确的是（　　） A．线框转过时，磁通量的变化量为 B．线框转过时，磁通量的变化量为 C．线框转过时，磁通量的变化量为 D．线框转过时，磁通量的变化量为 【答案】C 【详解】根据题意可知，时穿过线框的磁通量为 A．线框转过时，磁通量为 则该过程磁通量的变化量为 故A错误； B．线框转过时，磁通量为 则该过程磁通量的变化量为 故B错误； C．线框转过时，磁通量为 则该过程磁通量的变化量为 故C正确； D．线框转过时，磁通量为 则该过程磁通量的变化量为 故D错误。 故选C。 11．我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”，如图所示。“天眼”“眼眶”所围圆面积为S，“眼球”表面积为S0，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行、垂直的分量分别为B1、B2，则穿过“眼眶”的磁通量大小为（　　） A．BS0 B．BS C．B1S D．B2S 【答案】D 【详解】在匀强磁场中，“眼眶”与磁场Bl平行，穿过的磁通量为0，“眼眶”与磁场B2垂直，则穿过的“眼眶”磁通量为 故选D。 12．如图所示，矩形线圈abcd与有界的匀强磁场垂直，线圈的一半在磁场内，已知线圈的面积为2S，磁场的磁感应强度为B，以下说法正确的是（　　） A．在图示位置时通过线圈的磁通量为BS B．线圈以ab为轴转过30º时通过线圈的磁通量为 C．线圈以ab为轴转过45º时通过线圈的磁通量为 D．线圈以cd为轴转过60º过程中通过线圈的磁通量改变量为 【答案】A 【详解】A．根据磁通量的定义，依题意磁通量为 故A正确； B．线圈以ab为轴转过30º时，处于磁场部分的线圈在于磁场垂直方向上投影的面积仍为S，可知线圈的磁通量仍为BS，故B错误； C．线圈以ab为轴转过45º时，处于磁场部分的线圈在于磁场垂直方向上投影的面积仍为S，可知线圈的磁通量仍为BS，故C错误； D．线圈以cd为轴转过60º时，ab边刚好转出磁场，则线圈磁通量为0，磁通量变化量大小为 故D错误。 故选A。 13．（多选）如图所示，为两根垂直纸面、互相平行的通电直导线的截面，在所在直线上有两个点且，在两者连线的中垂线上也有距距离均为的两个点。已知通过两直导线的电流大小相等，通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度为，其中为通电直导线中的电流强度，为空间中的点到通电直导线的距离。下列说法正确的是（    ） A．若两直导线中电流的方向相同，则两点的磁感应强度相同，两点的磁感应强度相同 B．若两直导线中电流的方向相同，则两点的磁感应强度大小之比为 C．若两直导线中电流的方向相反，则两点的磁感应强度相同，两点的磁感应强度相同 D．若两直导线中电流的方向相反，则两点的磁感应强度大小之比为 【答案】BC 【详解】A．若两直导线中电流的方向相同，根据安培定则以及磁场的叠加原理可知，A、B两点的磁感应强度大小相同，方向相反；C、D两点的磁感应强度大小相同，方向相反，选项A错误； B．若两直导线中电流的方向相同，则A点的磁感应强度 C点的磁感应强度大小 则A、C两点的磁感应强度之比为，选项B正确； C．若两直导线中电流的方向相反，根据安培定则以及磁场的叠加原理可知，则A、B两点的磁感应强度相同，C、D两点的磁感应强度相同，选项C正确； D．若两直导线中电流的方向相反，则A点的磁感应强度大小 C点的磁感应强度大小 则A、C两点的磁感应强度之比为，选项D错误。 故选BC. 14．如图所示，三根长均为L的直导线水平放置，截面构成以A为顶点的等腰直角三角形，其中导线A、B电流的方向垂直纸面向里，导线C中电流的方向垂直纸面向外．若导线B、C中的电流在导线A所在位置处产生的磁感应强度的大小均为，导线A通过的电流大小为I，则导线A受到的安培力的大小和方向为 A．，水平向左 B．，水平向左 C．，竖直向上 D．，竖直向上 【答案】C 【详解】B、C中的电流在A处产生的磁感应强度的大小均为，如图所示： 根据平行四边形定则，结合几何关系，有A处的磁感应强度为：，由左手定则可知，安培力方向竖直向上，大小为，故C正确，ABD错误，故选C． 15．如图所示，在纸面内等边三角形的两个顶点A、B上固定两根通电直导线，电流大小相等，电流方向相反且与纸面垂直，O点为等边三角形的中心，D、E两点分别为AC和BC的中点。已知直线电流产生的磁场中某一点的磁感应强度大小与电流的大小成正比，与该点到通电直导线的距离成反比。下列说法正确的是（    ） A．O、C两点的磁感应强度方向相同 B．O、C两点的磁感应强度方向相反 C．D、E两点的磁感应强度方向相反 D．D、E两点的磁感应强度方向相同 【答案】A 【详解】AB．根据右手螺旋定则作出两个顶点A、B处的两根通电直导线在O、C两点的磁感应强度，如图所示 根据磁感应强度叠加原则结合对称性可知，O、C两点的磁感应强度方向相同，故A正确，B错误； CD．根据右手螺旋定则作出两个顶点A、B处的两根通电直导线在D、E两点的磁感应强度，如图所示 根据磁感应强度叠加原则结合对称性可知，D、E两点的磁感应强度方向即不相同也不相反，故CD错误。 故选A。 16．根据经典电磁理论，运动的电荷会产生磁场。某带电量为+q点电荷以速率v沿x轴正方向运动，该运动电荷在x轴上各点产生的磁感应强度恰为0、在y轴上距其r处的M点产生的磁感应强度大小为，方向垂直于平面xOy、其中k是静电常数，c是真空中的光速，据此可以确定半径为R、大小为的环形电流在其圆心处产生的磁感应强度的大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设圆环的载流子带电量为，体密度为，载流子匀速运动的速率为，圆环横截面积为，则环形电流中包含的载流子个数 环形电流产生的磁场可以认为是这个载流子产生的磁场的叠加，即 再根据 联立可得 故选C。 17．（2022·全国·高考真题）（多选）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（   ） 测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT 1 0 21 - 45 2 0 - 20 - 46 3 21 0 - 45 4 - 21 0 - 45 A．测量地点位于南半球 B．当地的地磁场大小约为50μT 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 【答案】BC 【详解】A．如图所示 地球可视为一个磁偶极，磁南极大致指向地理北极附近，磁北极大致指向地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。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； B．磁感应强度为矢量，故由表格可看出此处的磁感应强度大致为 计算得 B ≈ 50μT B正确； CD．由选项A可知测量地在北半球，而北半球地磁场指向北方斜向下，则第2次测量，测量，故y轴指向南方，第3次测量，故x轴指向北方而y轴则指向西方，C正确、D错误。 故选BC。 18．（2021·全国·高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与在一条直线上，与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为（　　）    A．B、0 B．0、2B C．2B、2B D．B、B 【答案】B 【详解】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B；综上分析B正确。 故选B。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$