2.磁感应强度 磁通量-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第三册创新导学案全书Word(人教版2019)
2025-11-10
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 2. 磁感应强度 磁通量 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 467 KB |
| 发布时间 | 2025-11-10 |
| 更新时间 | 2025-11-10 |
| 作者 | 河北华冠图书有限公司 |
| 品牌系列 | 金版教程·高中同步导学案 |
| 审核时间 | 2025-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53157251.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
物理 必修 第三册 RJ
2.磁感应强度 磁通量
1.理解磁感应强度的概念及物理意义。2.理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位,并会用定义式进行有关计算。3.进一步体会如何通过比值定义法定义物理量。4.知道匀强磁场、磁通量的概念,并会计算磁通量。
任务1 磁感应强度 匀强磁场
在研究电场时,我们通过分析检验电荷在电场中的受力情况引入了电场强度这个物理量,用它来描述电场的强弱和方向。用类似的方法,考虑如何找出表示磁场强弱和方向的物理量?
提示:用小磁针可以判断空间某点磁场的方向,但很难对它进行进一步的定量分析。若以通电导线作为磁场的检验物体,则既可以知道导线中电流的大小,又能测量导线的长度,从而可以进行定量的研究。
为研究空间某点的磁场,可以考虑在该处放一段很短的通电导线,分析它受到的力。如果要研究的那部分磁场的强弱、方向都是一样的,我们也可以用比较长的通电导线进行实验,从结果中推知很短的通电导线的受力情况。
1.电流元:很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积Il。
2.影响通电导线受力的因素
通电导线与磁场方向垂直时:
(1)通电导线受力的大小既与导线的长度l成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和l的乘积Il成正比。
(2)同样的I、l,在不同的磁场中,或在非均匀磁场的不同位置,导线受力一般不同。
3.磁感应强度
(1)定义:通电导线与磁场方向垂直时,受力F=IlB,式中B与导线的长度l和电流的大小I无关,在不同的情况下,B的值不同,是能表征磁场强弱的物理量——磁感应强度。
(2)大小:在导线与磁场垂直的情况下,B=。
(3)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T,1 T=1 。
(4)标矢性:磁感应强度是矢量,方向是该处小磁针静止时N极所指的方向。
4.匀强磁场
(1)定义:各点的磁感应强度大小相等、方向相同的磁场。
(2)磁感线特点:间隔相等的平行直线。
(3)实例:距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场,除边缘部分外,可以认为是匀强磁场,如图甲所示。两个平行放置较近的线圈通电时,其中间区域的磁场近似为匀强磁场,如图乙所示。
1.判一判
(1)某点磁感应强度的方向与小磁针在该点静止时N极的指向一定相同。( )
(2)电流为I、长度为l的通电导线放入磁感应强度为B的磁场中,受力的大小一定是F=BIl。( )
(3)磁场中某处的磁感应强度大小与有无小磁针无关,与有无通电导线也无关。( )
(4)公式B=适用于任何磁场。( )
提示:(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.想一想
“一个电流元垂直放入磁场中的某点,磁感应强度与电流元受到的磁场力成正比,与电流元成反比。”这种说法是否正确?为什么?
提示:这种说法不正确。磁感应强度的大小是由磁场本身决定的,不随电流元大小及电流元所受磁场力的大小的变化而变化。
1.对B=和F=IlB的理解
(1)B=和F=IlB成立的条件是:通电导线必须垂直于磁场方向放置。
(2)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时l应很短,Il称为“电流元”,电流元也是一种理想化模型。
说明:通电导线与磁场方向平行时,不受磁场力。通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时,所受磁场力不是F=IlB。
2.电场强度与磁感应强度的比较
电场强度E
磁感应强度B
物理意义
描述电场强弱和方向的物理量
描述磁场强弱和方向的物理量
定义的依据
(1)电场对电荷q有作用力F;
(2)对电场中任一点,F∝q,=恒量(由电场决定);
(3)电场中不同的位置,一般来说恒量的值不同;
(4)比值可表示电场的强弱
(1)磁场对直线电流I有作用力F;
(2)对磁场中任一点,F与磁场方向、电流方向有关,只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况时,F∝Il,=恒量(由磁场决定);
(3)磁场中不同的位置,一般来说恒量的值不同;
(4)比值可表示磁场的强弱
定义式
E=
B=
决定因素
由电场决定,与试探电荷无关
由磁场决定,与电流元无关
方向
该点正电荷的受力方向
小磁针N极的受力方向(注意:电流元所受磁场力F与B的方向垂直)
场的叠加
遵循矢量的平行四边形定则
遵循矢量的平行四边形定则
单位
1 N/C=1 V/m
1 T=1 N/(A·m)
深化思考:如图是环形电流磁场方向的判断方法。根据电流元的概念及磁场的叠加原理,尝试从直线电流的安培定则推导出环形电流的安培定则。
提示:将环形电流等分为极多份,则每一份都可以看作直线电流元,如图所示圆环上的短线;根据直线电流的安培定则,每一段直线电流元在环形电流轴线处的磁场都沿轴线向右;根据磁场的叠加原理,环形电流在其轴线处的磁场都沿轴线向右,这与环形电流的安培定则的结论是一致的。
例1 (多选)把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,下图中能正确反映各量间关系的是( )
[解析] 磁感应强度的大小和方向由磁场自身决定,不随F或Il的变化而变化,匀强磁场各处的磁感应强度的大小和方向相同,故B正确,D错误;当导线垂直于磁场放置时,有B=,即F=IlB,所以B不变的情况下,F与Il成正比,故A错误,C正确。
[答案] BC
正确理解比值定义法
(1)用B=定义B的方法是比值定义法,这种定义物理量的方法实质就是一种测量方法,被测量点的磁感应强度与测量方法无关。
注:磁感应强度的定义过程也用到了类比法(类比电场强度的定义用到的试探电荷)和建立理想物理模型的方法(定义电流元)。
(2)用a=、E=定义a、E的方法也是比值定义法,被测量的物理量也与测量方法无关,不是由定义式中的两个物理量决定的。
例2 在匀强磁场中,一根长0.1 m的通电导线中的电流为20 A,这条导线与磁场方向垂直时,所受的磁场力为0.02 N,现将该通电导线从磁场中撤走,则磁感应强度的大小为( )
A.0 B.0.01 T
C.0.04 T D.100 T
[解析] 由F=BIl可知,该匀强磁场的磁感应强度B=,代入数据解得B=0.01 T,将通电导线从磁场中撤走,对原磁场没有影响,故选B。
[答案] B
例3 在磁感应强度大小为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两点的磁感应强度大小相等
B.A、B两点的磁感应强度大小相等
C.C点的磁感应强度的值最大
D.B点的磁感应强度的值最大
(1)如何求四个点的磁感应强度?
提示:根据平行四边形定则对磁感应强度进行矢量合成。
(2)如何判断直线电流周围的磁感应强度方向、大小?
提示:根据安培定则(右手螺旋定则)判断方向,与直线电流距离相等的点磁感应强度大小相等。
[解析] 根据安培定则可得通电直导线在A、B、C、D四点产生的磁感应强度大小相等,设为B1,通电直导线在B点产生的磁感应强度方向为水平向左,在D点产生的磁感应强度方向为水平向右,则B、D两点的磁感应强度大小均为,A正确;通电直导线在A点产生的磁感应强度方向为竖直向上,则A点的磁感应强度大小为BA=B1+B0,B错误;通电直导线在C点产生的磁感应强度方向为竖直向下,则C点的磁感应强度大小为BC=|B1-B0|,可知A点的磁感应强度的值最大,C、D错误。
[答案] A
任务2 磁通量
磁感线的疏密程度表示了磁场的强弱。在下图中,S1和S2两处磁感线的疏密不同,这种不同是如何体现的呢?
提示:如果在S1和S2处,在垂直于纸面方向取同样的面积,穿过相同面积磁感线条数多的就密,磁感应强度就大。
1.磁通量的定义:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S(如图甲所示),我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通,用字母Φ表示,则Φ=BS。
磁感应强度B不与研究的平面垂直时,如图乙所示,这个面在垂直于磁感应强度B的方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量。
2.磁通量的单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb,1 Wb=1__T·m2。
3.引申:B=,表示磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量。
想一想
若通过某面积的磁通量等于零,则该处一定无磁场,你认为对吗?
提示:不对。磁通量除与磁感应强度、面积有关外,还与面和磁场的夹角有关,当面与磁场平行时,磁通量为零,但该处存在磁场。
1.磁通量的理解与计算
(1)磁通量可以用穿过某个面的磁感线条数来形象描述,穿过的条数越多磁通量越大。
(2)公式Φ=BS的适用条件:①匀强磁场;②磁场与平面垂直。
(3) 在匀强磁场中,若磁感应强度B不与研究的平面垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感应强度B的方向的投影面积。若S为待研究的平面面积,Φ=BScosθ,式中Scosθ即为待求面积在垂直于磁感应强度B的方向的投影面积,我们称之为“有效面积”(如图所示)。
(4)Φ=BScosθ可以改写为Φ=BSsinα,其中α是磁感应强度B与待研究面的夹角。
2.磁通量的正、负
(1)磁通量是标量,但有正、负,若以磁感线从某一面上穿入时的磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时的磁通量为负值。
(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量大小为Φ1,反向磁通量大小为Φ2,则穿过该平面的合磁通量Φ=Φ1-Φ2。也可以说,磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”。
(3)磁感线经过一闭合曲面的磁通量为零,因为闭合的磁感线穿进闭合曲面后,必然会从该闭合曲面内穿出。
3.磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS。
(2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S。
(3)当B和S同时变化时,ΔΦ=Φ2-Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
注:线圈的磁通量及其变化与线圈匝数无关,即磁通量的大小不受线圈匝数的影响。
例4如图所示,单匝矩形线框abcd倾斜放置于竖直向下的匀强磁场中。已知磁场磁感应强度大小B=0.1 T,线框平面与水平面间的夹角θ=53°,ab=5 cm、bc=10 cm。取sin53°=0.8,cos53°=0.6。则通过矩形线框abcd的磁通量大小为( )
A.3.0 Wb B.4.0 Wb
C.3.0×10-4 Wb D.4.0×10-4 Wb
[解析] 通过矩形线框abcd的磁通量大小为Φ=BScos53°=0.1×5×10×10-4×0.6 Wb=3.0×10-4 Wb,故选C。
[答案] C
例5 如图所示,在水平虚线MN右方存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
边长为L的n匝正方形线圈垂直磁场放置,线圈左边一半在磁场外,右边一半在磁场内。线圈以MN为轴顺时针旋转60°,穿过线圈的磁通量变化量的大小为( )
A.BL2 B.BL2
C.nBL2 D.nBL2
[解析] 初始状态,与磁感线垂直的线圈有效面积为S1=,以此时穿过线圈的磁通量为正,磁通量为Φ1=BS1=;线圈以MN为轴顺时针旋转60°时,与磁感线垂直的线圈有效面积为S2=S1cos60°=L2,此时的磁通量为Φ2=BS2=,所以磁通量变化量的大小为|ΔΦ|=|Φ2-Φ1|=BL2,故选B。
[答案] B
课后课时作业
知识点一 磁感应强度的大小和方向
1.(多选)如图所示为直线电流磁场中部分磁感线的分布图,A、B、C为磁场中的3个点,下列说法正确的是( )
A.A点的磁感应强度与B点的磁感应强度相同
B.A点的磁感应强度与B点的磁感应强度不同
C.B点的磁感应强度与C点的磁感应强度相同
D.B点的磁感应强度与C点的磁感应强度不同
答案:BD
解析:磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小,磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向,由图可知,A点的磁感应强度与B点的磁感应强度大小相同,方向不同,故A错误,B正确;同理,B点的磁感应强度与C点的磁感应强度方向相同,大小不同,故C错误,D正确。
2.关于对磁感应强度的理解,下列说法正确的是( )
A.由公式B=可知,B与通电导线在磁场中所受力F成正比
B.磁感应强度B的大小取决于场源以及磁场中的位置
C.如果一小段长为l、电流为I的通电导线在磁场中某点所受力为F,则该点的磁感应强度为B=
D.磁感应强度B是矢量,方向与电流所受磁场力的方向相同
答案:B
解析:磁场中某点磁感应强度B的大小取决于场源以及该点在磁场中的位置,与通电导线所受的力F无关,A错误,B正确;如果一小段长为l、电流为I的通电导线垂直于磁场放置,在磁场中某点所受力为F时,则该点的磁感应强度为B=,若通电导线与磁场不垂直,则该点的磁感应强度B≠,C错误;磁感应强度B是矢量,方向与电流所受磁场力的方向不相同,故D错误。
3.比值定义法是物理学上常用的定义物理量的方法,被定义量不随定义时所用物理量的变化而变化。下列不属于比值定义法的是( )
A.E= B.C=
C.I= D.B=
答案:C
解析:I=是欧姆定律,不属于比值定义法,电流的定义式I=才属于比值定义法。其余三式均属于比值定义法。故选C。
4.在匀强磁场中某处P垂直于磁场方向放一个长度为l=20 cm、电流I=0.5 A的直导线,测得它受到的磁场力F=1.0 N,其方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走,则P处的磁感应强度为( )
A.零
B.10 T,方向竖直向上
C.0.1 T,方向竖直向下
D.10 T,方向肯定不沿竖直向上的方向
答案:D
解析:通电导线与磁场方向垂直,由B=解得B=10 T。由于磁场力的方向是竖直向上的,故可判定磁场的方向一定不是沿竖直方向。撤走导线后,P处的磁感应强度不变,仍为10 T。故D正确。
5.我国某地的地磁场的磁感应强度的水平分量是3.0×10-5 T,竖直分量是4.0×10-5 T,则该地磁感应强度的大小和方向是( )
A.2.0×10-5 T,与水平方向成53°角向下
B.2.0×10-5 T,与水平方向成53°角向上
C.5.0×10-5 T,与水平方向成53°角向下
D.5.0×10-5 T,与水平方向成53°角向上
答案:C
解析:由平行四边形定则,该地磁感应强度的大小B==5.0×10-5 T,设与水平方向的夹角为θ,则sinθ==0.8,解得θ=53°,又因我国处于北半球,地磁场的磁感应强度斜向下,故C正确。
6. 如图所示,两根垂直纸面平行放置的直导线M和N,相距为l,通有大小相等、方向相反的电流I。在纸面上有一P点,与M、N距离也为l,其中M导线在该点处产生的磁感应强度大小为B,则P点的磁感应强度大小为( )
A.B B.B
C.2B D.2B
答案:A
解析:由于两根导线中的电流大小相等,P点与M、N距离均为l,所以N导线在P点处产生的磁感应强度大小也为B,根据安培定则,作出两导线在P点处产生的磁感应强度的矢量示意图,如图所示,根据矢量合成规律可知,P点的磁感应强度大小为B,故A正确。
7.匀强磁场中长2 cm的通电导线垂直磁场方向,当通过导线的电流为2 A时,它受到的磁场力大小为4×10-3 N,问:
(1)该处的磁感应强度B是多大?
(2)若电流不变,导线长度减小到1 cm,则它受到的磁场力和该处的磁感应强度各是多少?
(3)若导线长度不变,电流增大为5 A,则它受到的磁场力和该处的磁感应强度各是多少?
答案:(1)0.1 T (2)2×10-3 N 0.1 T
(3)1×10-2 N 0.1 T
解析:(1)根据磁感应强度的定义式可知B== T=0.1 T。
(2)匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定,不因导线长度的改变而改变,因此,该处的磁感应强度仍为B=0.1 T。
根据磁感应强度的定义B=可得,导线长度减小到l′=1 cm,则它受到的磁场力F′=BIl′=0.1×2×1×10-2 N=2×10-3 N。
(3)匀强磁场中该点的磁感应强度不因电流的改变而改变,因此,该处的磁感应强度仍为B=0.1 T。
根据B=可得,电流增大为I′=5 A,则它受到的磁场力F″=BI′l=0.1×5×2×10-2 N=1×10-2 N。
知识点二 磁通量
8.关于磁通量,下列说法中正确的是( )
A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量
B.磁通量越大,磁感应强度越大
C.穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零
D.磁通量就是磁感应强度
答案:C
解析:磁通量Φ=BS是标量,它的方向是人为规定的,正、负只是表明从某个面穿出还是穿入,A错误;磁通量大,磁感应强度不一定大,B错误;若某一平面与磁场方向平行,磁通量为零,但磁感应强度不为零,C正确;磁通量与磁感应强度是两个不同的物理量,D错误。
9.(多选)如图所示是等腰直角三棱柱,其中面abcd为正方形,边长为L,按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是( )
A.通过abcd平面的磁通量大小为L2·B
B.通过dcfe平面的磁通量大小为L2·B
C.通过abfe平面的磁通量大小为零
D.通过整个三棱柱表面的磁通量为零
答案:BCD
解析:abcd平面在垂直于B方向的投影面积S⊥=L2,所以通过abcd平面的磁通量大小Φ=BS⊥=L2B,A错误;dcfe平面与B垂直,S=L2,所以通过dcfe平面的磁通量大小Φ′=BS=L2B,B正确;abfe平面与B平行,所以通过abfe平面的磁通量大小为零,C正确;整个三棱柱表面穿进的磁感线和穿出的磁感线条数相等,所以通过整个三棱柱表面的磁通量为零,D正确。
10. 如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,与线圈圆心相同、半径为r的虚线圆范围内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直线圈平面。下列说法正确的是( )
A.图示位置穿过线圈的磁通量为πBr2
B.图示位置穿过线圈的磁通量为nπBR2
C.图示位置穿过线圈的磁通量为πBR2
D.将线圈从图示位置绕某直径转过180°,穿过线圈的磁通量变化量为0
答案:A
解析:磁通量与线圈匝数无关,Φ=BS中的S为磁场垂直穿过线圈的有效面积,是虚线圆的面积,故S=πr2,Φ=πBr2,故A正确,B、C错误;将线圈绕某直径转过180°,磁感线穿过线圈的方向反向,故线圈转过180°后,穿过线圈的磁通量变为Φ1=-Φ,磁通量变化量为ΔΦ=Φ1-Φ=-2πBr2,故D错误。
11. 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,规定图示位置穿过线圈的磁通量为正,以下说法正确的是( )
A.在图示位置时穿过线圈的磁通量为
B.线圈以ab为轴转过30°时穿过线圈的磁通量为BS
C.线圈以ab为轴转过45°时穿过线圈的磁通量为
D.线圈以cd为轴转过60°时穿过线圈的磁通量为
答案:B
解析:根据磁通量的定义,在题图示位置时穿过线圈的磁通量为Φ=BS,A错误;线圈以ab为轴转动时,cd边恰好进入磁场时,由几何关系可知线圈恰好转动60°,则线圈以ab为轴,转动角度在0~60°范围内,处于磁场部分的线圈在垂直磁场方向上投影的面积仍为S,可知穿过线圈的磁通量仍为BS,故B正确,C错误;线圈以cd为轴转过60°时,ab边刚好转出磁场,则穿过线圈的磁通量为0,故D错误。
12.(多选)如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为50 cm的正方形导线框绕ad轴顺时针转90°,由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度B=4×10-5 T,方向如图所示,则下列说法正确的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.在水平位置时,穿过线框的磁通量的大小为6.0×10-6 Wb
B.在竖直位置时,穿过线框的磁通量的大小为6.0×10-6 Wb
C.该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是1.4×10-5 Wb
D.该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是2×10-6 Wb
答案:AC
解析:规定图示位置穿过线框的磁通量为正,在水平位置时,穿过线框的磁通量为Φ1=BSsin37°=6.0×10-6 Wb,大小为|Φ1|=6.0×10-6 Wb,在竖直位置时,穿过线框的磁通量为Φ2=-BScos37°=-8.0×10-6 Wb,大小为|Φ2|=8.0×10-6 Wb,该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是ΔΦ=|Φ2-Φ1|=1.4×10-5 Wb,故选A、C。
13. 如图所示,有两个同心放置的平面金属圆环,条形磁体穿过圆心且与两环平面垂直,则通过两圆环的磁通量Φa、Φb间的关系是( )
A.Φa>Φb B.Φa<Φb
C.Φa=Φb D.不能确定
答案:A
解析:通过圆环的磁通量可理解为穿过圆环的磁感线的条数,条形磁体的磁感线在磁体的内部是从S极到N极,在磁体的外部是从N极到S极,磁体内部有多少条磁感线,外部的整个空间就有多少条磁感线同内部磁感线构成闭合曲线。对两个圆环,磁体内部的磁感线全部穿过圆环,外部的磁感线穿过多少,磁通量就抵消多少,所以圆环面积越大,通过圆环的磁通量反而越小,故Φa>Φb,A正确。
14.(2021·全国甲卷)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O′Q在一条直线上,PO′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
解析:因两导线通有相等的电流I,则两直角导线可以等效为分别沿EOQ、PO′F通有电流I的两直导线,由题意可知,任一等效直导线所产生的磁场在M、N点处的磁感应强度的大小均为B。由安培定则可知,两等效直导线所产生的磁场在M点处的磁感应强度方向分别为垂直纸面向外、垂直纸面向里,故M点处的磁感应强度大小为0;两等效直导线所产生的磁场在N点处的磁感应强度方向均为垂直纸面向里,故N点处的磁感应强度大小为2B。故B正确。
[名师点拨] 本题求解应用了等效思想。
15.(多选)类比磁通量的概念,在静电场中同样可以定义电通量的概念。设在电场强度为E的匀强电场中,有一个与电场方向垂直的平面,面积为S,我们把E与S的乘积叫作穿过这个面积的电通量,其公式为ΦE=ES。类似的,电通量也可以用穿过某个面的电场线的条数来形象描述。如图甲,场强为E的匀强电场中,有一半径为R的球面;如图乙,半径为R的球面中心有一电荷量为Q的正点电荷,关于电通量的表述,正确的是( )
A.甲图中,通过球面的电通量为2EπR2
B.甲图中,通过球面的电通量为0
C.乙图中,通过球面的电通量为4πkQ(其中k为静电力常量)
D.乙图中,通过球面的电通量为0
答案:BC
解析:在甲图中,穿入球面的电场线的条数等于穿出球面的电场线的条数,则通过该球面的电通量为0,故A错误,B正确;根据点电荷的场强公式,求得球面上各处的电场强度大小均为E=,由于球面上各处电场强度方向都与球面垂直,故通过球面的电通量为ΦE=ES=·4πR2=4πkQ,故C正确,D错误。
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