13.2 磁感应强度磁通量 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

13.2 磁感应强度 磁通量 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图，线框ABCD水平向右从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（　　） A．磁通量不变 B．磁通量先减小再不变后增大 C．磁通量先增大再不变后减小 D．磁通量一直增大 2．关于磁感应强度，下列说法中错误的是：（　　） A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量 B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流的关系可以用右手螺旋定则来判断 C．一通电导线在磁场中某处所受安培力大，该处的磁感应强度就大 D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，疏密表示磁感应强度的大小 3．下列每组中三个单位均为国际单位制基本单位的是（　　） A．克、秒、牛顿 B．千克、秒、安培 C．瓦特、焦耳、韦伯 D．库仑、毫米、特斯拉 4．如图所示，圆形线圈与条形磁铁的中轴线垂直，且圆心在中轴线上。在磁铁沿着中轴线向右运动靠近线圈的过程中，穿过线圈的磁通量（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定 5．两个半径均为的彼此绝缘的相同金属圆环、，相互垂直放置，其中金属圆环水平放置，两金属圆环的圆心重合于点，通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其内部产生的磁场近似的视作均匀的，且磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（　　） A．穿过水平金属圆环的磁通量为 B．穿过水平金属圆环的磁通量为 C．圆心处的磁感应强度大小为 D．圆心处的磁感应强度大小为零 6．关于磁感应强度的概念，下面说法中正确的是（　　） A．由磁感应强度的定义式可知，磁感应强度与磁场力成正比，与电流和导线长度的乘积成反比 B．一小段通电导线在空间某处不受磁场力的作用，那么该处的磁感应强度一定为零 C．一小段通电导线放在磁感应强度为零的位置上，它受到的磁场力一定等于零 D．磁场中某处的磁感应强度的方向，跟电流在该处所受磁场力的方向相同 7．一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成角，下述方法可使穿过线圈的磁通量扩大2倍的是（    ） A．只把线圈匝数扩大2倍 B．只把线圈面积扩大2倍 C．只把线圈半径扩大2倍 D．只把线圈与磁场方向的夹角从改变为 8．由单位N、m、F和C组合成的单位对应的物理量是（    ） A．静电力常量k B．介电常数 C．电流强度I D．磁通量 9．磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫作能量密度，其值为，式中B是磁感应强度，是磁导率，在空气中为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为S的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离，并测出拉力F，如图所示。因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度。下列结论正确的是（       ） A．磁感应强度 B．磁感应强度 C．磁感应强度 D．磁感应强度 10．如图所示，互相绝缘的三根无限长的直导线的一部分、、组成一个等边三角形。三根导线所通过的电流大小相等，方向如图所示。O为三角形的正中心，M、N分别为O点关于、的对称点。已知三根导线中的电流在O点所形成的合磁场的磁感应强度大小为，在M点所形成的合磁场的磁感应强度大小为，则此时在N点的合磁场的磁感应强度大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．下列说法正确的是（    ） A．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度不一定为零 B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零 C．把一导体拉长后，其电阻率增大，电阻值增大 D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力方向即为该点的磁感应强度的方向 12．我国特高压技术一路领先全球，即便美国也无法超越，特高压技术，指交流1000kV和直流±800kV电压等级的输电技术。该技术最大的特点是能够实现长途高效输电，被称为“电力系统高速铁路”。如图的高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线L1、L2、L3、L4，目的是将导线间距固定为l，防止导线相碰，图为其截面图，abcd的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时，不计地磁场的影响，则（　　） A．穿过abcd的磁通量为零 B．穿过abcd的磁通量不为零 C．O点的磁感应强度为零 D．ad边中点处的磁感应强度不为零 13．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小B与电流I成正比，与该点到直导线的距离r成反比，即。水平面上有一正方形，O点为正方形的中心，过a、b，d分别竖直固定三根长直导线，俯视图如图所示。只有a导线通入方向竖直向上、大小为的电流时，c点的磁感应强度大小为；再给b、d通入方向竖直向下、大小均为的电流时，c点的磁感应强度为零，O点的磁感应强度大小为，则（　　） A． B． C． D． 14．已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足，其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离。现有四根平行的通电长直导线，其横截面积恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2。已知导线B、C、D在A点所产生磁感应强度的矢量和恰好为0，则下列说法正确的是（　　） A．电流的大小关系为I1=I2 B．正方形中心O处的磁感应强度为0 C．四根导线所在位置的磁感应强度都为0 D．若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向 15．如图所示为一等腰直角三棱柱，其中侧面为正方形，边长为，置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，下列说法正确的是（    ） A．通过平面的磁通量大小为 B．通过平面的磁通量大小为 C．通过平面的磁通量大小为 D．通过整个三棱柱的磁通量大小为 三、填空题 16．在纸面上有一个等边三角形ABC，其顶点处都有通相同电流的三根长直导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，每根通电导线在三角形的中心产生的磁感应强度大小为，则中心O处的磁感应强度大小为 ． 17．面积为0.2 m2的闭合导线环在匀强磁场中，环面与磁场垂直时，穿过环的磁通量为0.25 Wb，则该磁场的磁感应强度为 T；当环面转至与磁场方向平行时，穿过环的磁通量为 Wb，现将环的面积扩大为原来的两倍，则穿过环的磁通量为 T。 四、解答题 18．在磁感应强度为B的匀强磁场中，用一根长为l的导线绕制一个线圈。若使通过该线圈的磁通量最大，线圈应为什么形状且如何放置？求出磁通量的这个最大值。 19．如图所示的线框，面积为S，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框面成θ角，当线框面转过角时，磁通量变化量为多少？ 20．环形电流周围有磁场，根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小，其中K为已知常量。电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场。 （1）氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，轨道半径为r，电荷量为e，求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。 （2）如图，在一个竖直放置一半径为r、电阻为R、匝数为n的圆形线圈的圆心O处，有一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后指向地磁场水平分量方向。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一个竖直平面内，并通入电流，小磁针偏转了θ角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Be，求：线圈两端的电压。 （3）有人用电流观点解释地磁成因：在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群，转动的角速度为ω，该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示，为简化问题，假设古登堡面的半径为R，电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内，管道内单位长度电荷量q，且d << R，求此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2。      试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《13.2 磁感应强度 磁通量 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B A A C B B B A 题号 11 12 13 14 15 答案 AB ACD AC BD AB 1．C 【详解】进入匀强磁场区域的过程中，穿过线框ABCD的磁通量增加；在匀强磁场中运动时，穿过线框ABCD的磁通量保持不变；离开匀强磁场区域的过程中，穿过线框ABCD的磁通量减小。故磁通量先增大再不变后减小。选项C正确，ABD错误。 故选C。 2．C 【详解】A．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，有大小和方向，运算遵循平行四边形法则；故A正确，A项不合题意. B．磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，跟产生磁场的电流方向有关；故B正确，B项不合题意. C．通电导线在磁场中某处所受安培力，安培力的大小与磁感应强度B、通电电流I、导线的有效长度L、放置方式有关，则安培力大时磁感应强度不一定大；故C错误，C项符合题意. D．磁感线可以形象描述磁场的强弱和方向，磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小；故D正确，D项不合题意。 故选C。 3．B 【详解】国际单位制中有七个基本单位，分别是：千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。因此B正确，ACD错误。 故选B。 4．A 【详解】在磁铁沿着中轴线向右运动靠近线圈的过程中，线圈面积不变，穿过线圈的磁感线条数增多，故穿过线圈的磁通量变大。 故选A。 5．A 【详解】AB．根据题意知，通电水平金属圆环在其内部产生的磁感应强度大小为，根据右手螺旋定则知，方向水平向左，通电水平金属圆环产生的磁感应强度大小为，方向竖直向下，故穿过水平金属圆环的磁通量为，故A正确，B错误； CD．由题知，通电圆环在O点处的磁感应强度大小均为B，方向相互垂直，则由几何关系知，圆心处的磁感应强度大小为 故CD错误。 故选A。 6．C 【详解】A．磁感应强度是采用比值法定义的，B大小与F、I、L无关，B由磁场本身决定．故A项错误． B．当导体方向与磁场方向平行时，导体不受磁场力作用，此时磁感应强度并非为零．故B项错误． C．根据可知，当磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零．故C项正确． D．根据左手定则可知，磁场方向与电流所受磁场力方向垂直．故D项错误． 故选C。 7．B 【详解】穿过线圈的磁通量 A．只把线圈匝数扩大2倍，则磁通量不变，选项A错误； B．只把线圈面积扩大2倍，则磁通量变为原来的2倍，选项B正确； C．只把线圈半径扩大2倍，则磁通量变为原来的4倍，选项C错误； D．只把线圈与磁场方向的夹角从改变为，则磁通量变为 则磁通量变为原来的倍，选项D错误。 故选B。 8．B 【详解】由库仑定律得 可知静电力常量k 单位为。F为电容的单位，根据电容的决定式有 可得 可知介电常数单位为。 故选B。 9．B 【详解】拉力做的功为 能量密度为 解得 故选B。 10．A 【详解】根据右手螺旋定则和对称性可知，ab、ef在O点产生的场强等大反向，相互抵消，O点的场强由cd产生的，场强大小为B1；同样ab、ef在N点产生的场强也是等大反向，因此N点的场强也只有cd产生的，大小也为B1。 故选A。 11．AB 【详解】A．一小段通电导体在磁场中某位置受到的磁场力为零，则该位置的磁感应强度不一定为零，可能是电流与磁场方向平行，故A正确； B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，根据 则该位置的电场强度一定不为零，故B正确； C．电阻率只与材料有关，与导体的长短、电阻的大小没有关系，故C错误； D．根据左手定则，通电导体在磁场中受到的磁场方向与安培力方向垂直，故D错误。 故选AB。 12．ACD 【详解】AB．根据右手螺旋定则可知，四根通电导线产生的磁场方向与abcd所在平面平行，故穿过abcd的磁通量为零，故A正确，B错误； C．因四条导线中的电流大小相等，O点与四条导线的距离均相等，由安培定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，故四条导线在O点的磁感应强度等于零，故C正确； D．根据安培定则以及对称性，L1和L4在ad边中点处的磁感应强度方向与L2和L3在ad边中点处的磁感应强度方向相反，但大小不相等，所以ad边中点处的磁感应强度不为零，故D正确。 故选ACD。 13．AC 【详解】AB．设通电长直导线周围某点的磁感应强度大小表达式为 根据安培定则做出a、b，d三根导线分别在c点的磁感强度方向如图，Bd与Bb相垂直，而且等大，两者合磁感强度与B1等大反向，设正方形边长为x，则有 可解得 故A正确，B错误； CD．a到O点的距离是到c点的一半，则a在O点产生的磁感应强度大小为2B1，方向如图，b，d在O点产生的磁感应强度等大反向，则 B2=2B1 故C正确，D错误。 故选AC。 14．BD 【详解】AC．由题意，如图所示，根据安培定则以及对称性可知B、D中的电流I2在A处产生的磁感应器强度B3的矢量和与C中的电流I1在A处产生的磁感应强度B1大小相等、方向相反，因为AC＞AB＝AD，所以根据直线电流产生磁感应强度的大小分布规律可知I1＞I2，则B2＞B4，所以B处磁感应强度不为零，根据对称性可知C处磁感应强度为零，D处磁感应强度不为零，故AC错误； B．A、C中的电流I1在正方形中心O处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，B、D中的电流I2在正方形中心O处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，所以正方形中心O处的磁感应强度为0，故B正确； D．若移走A导线，则中心O处的磁感应强度等于C中的电流I1在此产生的磁感应强度，方向沿OB方向，故D正确。 故选BD。 15．AB 【详解】A．通过平面的磁通量大小为 所以A正确； B．平面是平面在垂直磁场方向上的投影，所以通过平面的磁通量大小为 所以B正确； C．平面与磁场方向平行，所以通过平面的磁通量为零，C错误； D．穿进整个三棱柱的磁感线和穿出整个三棱柱的磁感线条数相等，磁感线净条数为零，故通过整个三棱柱的磁通量为零，D错误； 故选AB。 16．0 【详解】[1]根据右手定则可知，直线电流的磁场是以直线电流为中心的一组同心圆，故中心O点处三个直线电流的磁场方向如图所示： 由于对称性，它们互成1200的角，且它们的大小相等，均为B0，根据矢量合成的特点，可知它们的合矢量为零． 17． 1.25 0 0 【详解】[1]闭合导线环在匀强磁场中，环面与磁场垂直时，穿过环的磁通量 则 [2][3]当环面转至与磁场方向平行时，没有磁感线穿过环面，则穿过环的磁通量为零；当环面的面积扩大为原来的两倍时，仍没有磁感线穿过环面，磁通量仍为零。 【名师点睛】磁通量： 1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积． 2．公式：Φ＝BS． 3．单位：1 Wb＝1T·m2． 4．公式的适用条件 ①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直，即B⊥S. 18．见解析 【详解】由几何知识可知，周长固定，则将导线绕制一个圆形线圈时，线圈的面积最大，为 且把线圈与磁场垂直放置时，此时穿过线圈的磁通量最大，为 19． 【详解】初状态下的有效面积为，则 末状态下贯穿方向变成了原来的反向，则 所以 20．（1）；（2）；（3）Kqω 【详解】（1）设电子绕核做圆周运动的周期为T，氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，则 等效的“分子电流”大小为 分子电流I在圆心处的磁感应强度大小为 联立可得 （2）由题意知，线圈平面与地磁场水平分量方向一致，又待测电流在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直于线圈平面，则BO与Be方向垂直，即地磁场磁感应强度的水平分量Be与BO的关系如图所示 则 BO = Betanθ 且 联立有 则线圈两端的电压 U = IOR 解得 （3）设管状电子群的总电荷量为Q，则其转动的周期为 定向转动所形成的等效电流为 由于管道内单位长度电荷量q，则 Q = 2πRq 管状电流I1在圆心处的磁感应强度大小为 联立可得 B2= Kqω 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $