内容正文:
13.2磁感应强度 磁通量
目录
【A夯基础】 1
一.对磁感应强度的理解 1
二.对磁通量的理解与计算 3
【B提能力】 6
【C链高考】 10
一.对磁感应强度的理解
1.关于磁场的描述,下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度是矢量,它的方向就是该处小磁针静止时极所指的方向
B. 磁通量是矢量,它的大小等于磁感应强度与线圈面积的乘积
C. 磁感线是闭合曲线,其疏密程度可反映磁场的强弱
D. 磁场中某处的磁感应强度与通电导线所受的安培力成正比、与导线的电流和长度的乘积成反比
2.下列有关磁感应强度的说法错误的是( )
A. 磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量
B. 小磁针在磁场中静止时极的指向就是该处磁感应强度的方向
C. 若有一小段通电导体在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度不一定为
D. 若有一小段长为、通以电流为的导体,在磁场中某处受到的磁场力为,则该处磁感应强度的大小一定是
3.关于磁感应强度和磁通量,下列说法正确的是( )
A. 由可知,与成正比,与成反比
B. 一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用,该处不一定没有磁场
C. 磁感应强度越大,磁通量一定越大
D. 通过某个面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零
4.关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A. 由可知,与成正比与成反比
B. 通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场即
C. 通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零
D. 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关
5.教材关于电场强度有如下描述:“电场强度常用来表示,根据分析可以知道”教材关于磁感应强度有如下表述:“由此,在导线与磁场垂直的最简单的情况下,有关系式”,在以下四个说法中正确的有( )
A.定义了电场强度的大小和方向
B.定义了磁感应强度的大小和方向
C.利用了安培力定义磁感应强度,我们也可以利用洛伦兹力定义磁感应强度
D.利用试探电荷受力定义电场强度,我们也可以利用定义电场强度
二.对磁通量的理解与计算
6.如图所示,线圈与通电导线在同一平面内,能使得线框中磁通量先增大后减小的是( )
A. 向左平移线框
B. 向右平移线框
C. 绕导线顺时针转动线框
D. 绕导线逆时针转动线框
7.下列有关磁通量的表述中正确的是( )
A. 磁通量是矢量,具有方向性
B. 磁通量是标量,,,则
C. 磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过一面积为的匝线圈,线圈的磁通量为
D. 磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过一面积为的匝线圈,将线圈反转,线圈的磁通量变化量为
8.如图所示,正方形线框位于纸面内,边长为,线框的对称轴恰好位于图示匀强磁场的右边界上,磁场磁感应强度为。若线框由图示绕旋转,此过程中穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,匝数均为,半径分别为、的两个导线圈、共面同心放置,两导线圈之间的圆环区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,在时间内,磁感应强度由增加到,在这段时间内,下列说法正确的是( )
A. 线圈磁通量的变化量为
B. 线圈磁通量的变化量为
C. 线圈磁通量的变化率为
D. 线圈磁通量的变化率为
10.如图所示,磁感应强度为的匀强磁场中,有一个与磁感线垂直的矩形线框,面积为,设图示位置穿过线框的磁通量为正值。则线框从图示位置开始,以线框右边为轴,逆时针俯视旋转,此过程磁通量的变化量为( )
A. B.
C. D.
11.如图所示,矩形线圈面积为,线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直,则下列有关穿过线圈的磁通量的说法中不正确的是 ( )
A. 线圈处于如图所示位置时磁通量大小等于
B. 若使线圈绕 转过角,磁通量大小为
C. 若线圈从初始位置绕转过角,磁通量大小为
D. 若线圈从初始位置绕转过角,磁通量变化量的大小为
12.如图所示,沿顺时针方向的环形电流在圆心点产生的磁感应强度的大小为,环形电流上的两点的连线为圆环的直径,现将右边半圆环绕直径沿同一方向分别弯折和,此时点的磁感应强度大小分别为和,则等于( )
A.2 B.
C. D.
13.如图是三根平行直导线的截面图,三导线所通电流大小均相同,、中电流垂直纸面向里,中电流垂直纸面向外。点到三根导线的距离相等,每根直导线单独存在时,在点产生的磁感应强度大小都是,则三根导线同时存在时点的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.0
14.小明同学在做奥斯特实验时,设想了一个测量地磁场水平分量磁感应强度的方法。如图所示,他将小磁针静置于水平地面上,找一足够长的直导线平行固定于小磁针正上方,和小磁针间距为。给直导线通以电流,调节电流的大小,测量静止后小磁针偏转角度。已知通电长直导线在空间某处形成的磁场,磁感应强度大小可表示为,k为比例系数,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度,不考虑地磁偏角的情况下,下列说法正确的是( )
A.通电瞬间,小磁针N极垂直纸面向外偏转
B.实验时,增大电流,偏转角也变大,则与成正比
C.若电流时,测得偏转角,则可表示为
D.若电流时,测得偏转角,则可表示为
15.如图所示,闭合单匝线圈水平放置,其面积为S,线圈与匀强磁场夹角为。现将线圈以边为轴顺时针转动。线圈在初位置磁通量为正值,末位置磁通量为( )
A. B.
C. D.
16.如图所示,匝数为N、边长为L的正三角形金属线框,内部有一半径为R的圆形区域,圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,则穿过该线框的磁通量为( )
A. B.
C. D.
17.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10cm。在纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈,圆心均在O处,a线圈半径为10cm,b线圈半径为15cm,问:
(1)在B减为0.4T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,方向转过45°,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绕某直径转过180°,a线圈中磁通量改变多少?
18.空间内有一匀强磁场,磁感线方向竖直向下:
(1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线,让导线中通过的电流,这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。
(2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈,线圈平面与水平方向夹角,线圈平面面积,穿过线圈的磁通量为多少?若将线圈以为轴顺时针转过角,则通过线圈的磁通量变化量为多少?若将线圈以为轴逆时针转过角,则通过线圈的磁通量变化量为多少?
19.(2025·福建·高考真题)如图,两根长直细导线L1、L2平行放置,其所在平面上有M、O、N三点,为线段MN的中点,L1、L2分别处于线段OM、ON的中垂线上。当、通有大小相等、方向相反的电流时,、点的磁感应强度大小分别为、。现保持L1的电流不变,撤去L2的电流,此时N点的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.
20.(2025·湖北·高考真题)如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,放置一通电圆线圈,圆心为O点,线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点,它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零,则N点的总磁感应强度大小为( )
A.0 B.B C.2B D.3B
21.(2021·全国甲卷·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
22.(2018·全国II卷·高考真题)如图所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外。则( )
A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
23.(2021·福建·高考真题)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则( )
A.O点的磁感应强度为0
B.O点的磁感应强度方向由O指向c
C.e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
D.e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
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13.2磁感应强度 磁通量
目录
【A夯基础】 1
一.对磁感应强度的理解 1
二.对磁通量的理解与计算 3
【B提能力】 6
【C链高考】 10
一.对磁感应强度的理解
1.关于磁场的描述,下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度是矢量,它的方向就是该处小磁针静止时极所指的方向
B. 磁通量是矢量,它的大小等于磁感应强度与线圈面积的乘积
C. 磁感线是闭合曲线,其疏密程度可反映磁场的强弱
D. 磁场中某处的磁感应强度与通电导线所受的安培力成正比、与导线的电流和长度的乘积成反比
【答案】C
【解析】A、磁感应强度是矢量,它的方向就是该处小磁针静止时极所指的方向,故A错误;
B、在匀强磁场中,只有线圈与磁场垂直时,磁通量才等于磁感应强度与线圈面积的乘积,故B错误;
C、磁感线是闭合曲线,其疏密程度可反映磁场的强弱,故C正确;
D、磁感应强度是磁感应强度的定义式,磁感应强度与磁场本身有关,与通电导线所受的磁场力、电流强度、导线长度无关,故D错误。
2.下列有关磁感应强度的说法错误的是( )
A. 磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量
B. 小磁针在磁场中静止时极的指向就是该处磁感应强度的方向
C. 若有一小段通电导体在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度不一定为
D. 若有一小段长为、通以电流为的导体,在磁场中某处受到的磁场力为,则该处磁感应强度的大小一定是
【答案】D
【解析】解:、磁感应强度是用来表示磁场强弱与方向的物理量,故A正确;
B、小磁针在磁场中静止时极的指向就是该处磁感应强度的方向,故B正确;
C、若有一小段通电导体在某处不受磁场力的作用,可能是导体与磁场方向平行,该处的磁感应强度不一定为,故C正确;
D、有一小段长为,通以电流为的导体,在磁场中某处受到的磁场力为,只有当导体与磁场垂直时,磁感应强度的大小才是,故D错误。
本题选错误的,故选:。
3.关于磁感应强度和磁通量,下列说法正确的是( )
A. 由可知,与成正比,与成反比
B. 一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用,该处不一定没有磁场
C. 磁感应强度越大,磁通量一定越大
D. 通过某个面的磁通量为零,则该处的磁感应强度一定为零
【答案】B
【解析】A.磁感应强度 由磁场本身性质决定,于 和 大小无关,故A错误;
B.一段通电导线在空间某处不受磁场力的作用,可能导线与磁场方向平行,该处不一定没有磁场,故B正确;
C.若某个面与磁场平行,磁通量一直为零,磁感应强度 越大,故磁通量不一定越大,故C错误;
D.通过某个面的磁通量为零,可能磁场与该面平行,故该处的磁感应强度不一定为零,故D错误。
故选B。
4.关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A. 由可知,与成正比与成反比
B. 通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场,通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场即
C. 通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零
D. 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关
【答案】D
【解析】
磁感应强度描述磁场强弱和方向的物理量,与放入磁场中的电流元无关,由磁场本身决定;通电导线放在磁感应强度为零处,所受磁场力一定为零;由左手定则可知,安培力的方向与磁场方向及电流的方向相互垂直。
对于磁感应强度可采用类比的方法学习,将磁感应强度与电场强度比较,抓住相似点进行理解和记忆,理解左手定则的应用。
【解答】
A.磁感应强度的定义式,是比值定义法,磁感应强度与、无关,由磁场本身决定,故A错误;
B.当一小段通电导线受磁场力为零,可能与磁场方向平行,而磁场却可能不为零,故B错误;
磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定的,其大小和方向是唯一确定的,与通电导线无关,故C错误,D正确。
故选D。
5.教材关于电场强度有如下描述:“电场强度常用来表示,根据分析可以知道”教材关于磁感应强度有如下表述:“由此,在导线与磁场垂直的最简单的情况下,有关系式”,在以下四个说法中正确的有( )
A.定义了电场强度的大小和方向
B.定义了磁感应强度的大小和方向
C.利用了安培力定义磁感应强度,我们也可以利用洛伦兹力定义磁感应强度
D.利用试探电荷受力定义电场强度,我们也可以利用定义电场强度
【答案】AC
【解析】A.电场强度的方向和大小均由定义式直接给出,故A正确;
B.磁感应强度的方向由小磁针偏转方向定义,大小由定义式给出,所以B错误;
C.磁感应强度既可以由安培力来定义,也可以由洛伦兹力来定义,所以C正确;
D.只能计算匀强电场的电场强度,故D错误。
二.对磁通量的理解与计算
6.如图所示,线圈与通电导线在同一平面内,能使得线框中磁通量先增大后减小的是( )
A. 向左平移线框
B. 向右平移线框
C. 绕导线顺时针转动线框
D. 绕导线逆时针转动线框
【答案】B
【解析】A、向左平移线框穿过线框的磁通量先减小再增大,最后再减小,故A错误;
B、向右平移线框穿过线框的磁通量先增大后减小,故B正确;
、绕导线顺时针转动或逆时针转动线框磁通量大小不变,故CD错误。
故选:。
7.下列有关磁通量的表述中正确的是( )
A. 磁通量是矢量,具有方向性
B. 磁通量是标量,,,则
C. 磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过一面积为的匝线圈,线圈的磁通量为
D. 磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过一面积为的匝线圈,将线圈反转,线圈的磁通量变化量为
【答案】B
【解析】A.磁通量是标量,故A错误;
B.磁通量是标量,其“正负”仅表示磁感线穿过平面的方向,比较大小时看绝对值,则 ,故B正确;
C.根据磁通量的定义式,可得 ,与无关,故C错误;
D.假设初始时磁感线正向穿过线圈,则磁通量为 ,将线圈反转,相当于磁感线反向穿过线圈,则磁通量为 ,故线圈的磁通量变化量为 ,故D错误。
故选B。
8.如图所示,正方形线框位于纸面内,边长为,线框的对称轴恰好位于图示匀强磁场的右边界上,磁场磁感应强度为。若线框由图示绕旋转,此过程中穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设线框旋转前磁通量,旋转后,磁通量的变化量,故ABD错误,C正确。
9.如图所示,匝数均为,半径分别为、的两个导线圈、共面同心放置,两导线圈之间的圆环区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,在时间内,磁感应强度由增加到,在这段时间内,下列说法正确的是( )
A. 线圈磁通量的变化量为
B. 线圈磁通量的变化量为
C. 线圈磁通量的变化率为
D. 线圈磁通量的变化率为
【答案】D
【解析】A.线圈磁通量的变化量为,故A错误;
B.线圈磁通量的变化量为,故B错误;
C.线圈磁通量的变化率为,故C错误;
D.线圈磁通量的变化率为,故D正确。
故选D。
10.如图所示,磁感应强度为的匀强磁场中,有一个与磁感线垂直的矩形线框,面积为,设图示位置穿过线框的磁通量为正值。则线框从图示位置开始,以线框右边为轴,逆时针俯视旋转,此过程磁通量的变化量为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】若线框处于图示位置时,线框与磁场垂直,穿过线框的磁通量
线框绕轴转过角后,穿过线框的磁通量
则此过程的磁通量的变化量:
故A正确,BCD错误。
11.如图所示,矩形线圈面积为,线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直,则下列有关穿过线圈的磁通量的说法中不正确的是 ( )
A. 线圈处于如图所示位置时磁通量大小等于
B. 若使线圈绕 转过角,磁通量大小为
C. 若线圈从初始位置绕转过角,磁通量大小为
D. 若线圈从初始位置绕转过角,磁通量变化量的大小为
【答案】C
【解析】线圈与磁场垂直,穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积,故线圈处于图示位置时磁通量大小为,故A正确;
使线圈绕转过角,则线圈在垂直磁场方向的投影面积为,则磁通量大小为,故B正确;
线圈从初始位置绕转过角后,磁通量为,故C错误;
线圈从初始位置绕转过角,磁通量变化量的大小为,故D正确。
12.如图所示,沿顺时针方向的环形电流在圆心点产生的磁感应强度的大小为,环形电流上的两点的连线为圆环的直径,现将右边半圆环绕直径沿同一方向分别弯折和,此时点的磁感应强度大小分别为和,则等于( )
A.2 B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据对称性,两段半圆环中的电流在点产生的磁感应强度的大小均为,方向均垂直于纸面向里,将右边半圆环绕直径向上弯折后,右边半圆环中的电流在点产生的磁感应强度的方向也转过了,根据磁场的矢量叠加可得,点的磁感应强度的大小
同理将右边半圆环绕直径向上弯折后,根据磁场的矢量叠加可得,点的磁感应强度的大小为
故故选C。
13.如图是三根平行直导线的截面图,三导线所通电流大小均相同,、中电流垂直纸面向里,中电流垂直纸面向外。点到三根导线的距离相等,每根直导线单独存在时,在点产生的磁感应强度大小都是,则三根导线同时存在时点的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.0
【答案】A
【详解】根据右手螺旋定则可知,三根导线在P点产生的磁场方向如图所示,磁感应强度大小均为B,根据矢量的合成可得,P点的磁感应强度大小为
故选A。
14.小明同学在做奥斯特实验时,设想了一个测量地磁场水平分量磁感应强度的方法。如图所示,他将小磁针静置于水平地面上,找一足够长的直导线平行固定于小磁针正上方,和小磁针间距为。给直导线通以电流,调节电流的大小,测量静止后小磁针偏转角度。已知通电长直导线在空间某处形成的磁场,磁感应强度大小可表示为,k为比例系数,为该点到导线的距离,为导线中的电流强度,不考虑地磁偏角的情况下,下列说法正确的是( )
A.通电瞬间,小磁针N极垂直纸面向外偏转
B.实验时,增大电流,偏转角也变大,则与成正比
C.若电流时,测得偏转角,则可表示为
D.若电流时,测得偏转角,则可表示为
【答案】C
【详解】A.通电瞬间、根据安培定则,,直线电流下方的磁场方向垂直纸面向里,因此小磁针N极垂直纸面向里偏转,故A错误;
CD.若电流时,电流的磁场
方向垂直纸面向里测得偏转角,合磁场方向如图所示
对可表示为,故C正确,D错误;
B.电流为I时,电流的磁场
根据上述分析得
增大电流I,偏转角也变大,则与I不成正比,故B错误。
故选C。
15.如图所示,闭合单匝线圈水平放置,其面积为S,线圈与匀强磁场夹角为。现将线圈以边为轴顺时针转动。线圈在初位置磁通量为正值,末位置磁通量为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,线圈转动前后磁场穿过线圈平面的方向相反,即为负值,所以末位置磁通量的大小为
故选C。
16.如图所示,匝数为N、边长为L的正三角形金属线框,内部有一半径为R的圆形区域,圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,则穿过该线框的磁通量为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】穿过该线框的磁通量为
故选A。
17.如图所示,有一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度,磁场有明显的圆形边界,圆心为O,半径为10cm。在纸面内先后放上a、b两个圆形单匝线圈,圆心均在O处,a线圈半径为10cm,b线圈半径为15cm,问:
(1)在B减为0.4T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,方向转过45°,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绕某直径转过180°,a线圈中磁通量改变多少?
【答案】(1),
(2)减少了
(3)
【详解】(1)线圈面积正好与圆形磁场区域重合,
磁通量变化量
即磁通量减少了
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线圈面积相同,故磁通量的变化量与线圈相同。
(2)磁场转过,线圈在垂直磁场方向的投影面积为
则
磁通量变化量
即磁通量减少了
(3)初始时磁感线从a线圈上平面穿入,线圈转过后,磁感线从上面穿出,故
即磁通量改变了
18.空间内有一匀强磁场,磁感线方向竖直向下:
(1)在磁场中放入一根长、与磁场方向垂直的直导线,让导线中通过的电流,这段导线受到的磁场力为。求该磁场的磁感应强度大小。
(2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈,线圈平面与水平方向夹角,线圈平面面积,穿过线圈的磁通量为多少?若将线圈以为轴顺时针转过角,则通过线圈的磁通量变化量为多少?若将线圈以为轴逆时针转过角,则通过线圈的磁通量变化量为多少?
【答案】(1)2T
(2),1.2Wb,0.4Wb
【详解】(1)由磁感应强度的定义式得
(2)线圈在垂直磁场方向上的投影面积
穿过线圈的磁通量
线圈以为轴顺时针方向转过后变为与磁场垂直,但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反,故此时通过线圈的磁通量
故磁通量的变化量大小为
线圈以为轴逆时针方向转过后变为与磁场方向平行,线圈在垂直磁场方向上的投影面积为0,故此时通过线圈的磁通量
故磁通量的变化量
19.(2025·福建·高考真题)如图,两根长直细导线L1、L2平行放置,其所在平面上有M、O、N三点,为线段MN的中点,L1、L2分别处于线段OM、ON的中垂线上。当、通有大小相等、方向相反的电流时,、点的磁感应强度大小分别为、。现保持L1的电流不变,撤去L2的电流,此时N点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据安培定则,两导线在O点处产生的磁感应强度方向相同大小相等,则单个导线在O点处产生的磁感应强度大小为
根据对称性,两导线在N处的磁感应强度大小应该与M点一样,为B1
根据对称性,L2在N点处产生的磁感应强度为
由于L2在N点处产生的磁感应强度大于L1在N点处产生的磁感应强度,且方向相反,将L2撤去,N点的磁感应强度为。
故选A。
20.(2025·湖北·高考真题)如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,放置一通电圆线圈,圆心为O点,线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点,它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零,则N点的总磁感应强度大小为( )
A.0 B.B C.2B D.3B
【答案】A
【详解】由右手螺旋定则及对称性可知,环形电流在N点产生的磁场,磁感应强度与M点等大同向。由于M点磁感应强度为零,由矢量合成法则可知环境中匀强磁场与M点磁场等大反向,即匀强磁场与N点的磁场等大反向,N点的磁感应强度为0。
故选A。
21.(2021·全国甲卷·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。
22.(2018·全国II卷·高考真题)如图所示,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0,方向也垂直于纸面向外。则( )
A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
【答案】AC
【详解】根据安培定则,流经的电流在a、b两点产生的磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小相等,记为。流经的电流在点产生的磁场方向垂直纸面向里,在点产生的磁场方向垂直纸面向外,但流经的电流在a、b两点产生的磁场的磁感应强度大小相等,记为。根据磁感应强度的矢量叠加原理可得
联立解得,
故选AC。
23.(2021·福建·高考真题)如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面,导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点O,e为的中点且在y轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里,其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则( )
A.O点的磁感应强度为0
B.O点的磁感应强度方向由O指向c
C.e点的磁感应强度方向沿y轴正方向
D.e点的磁感应强度方向沿y轴负方向
【答案】BD
【详解】AB.由题知,四条导线中的电流大小相等,且到O点的距离相等,故四条导线在O点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知,四条导线中在O点产生的磁感应强度方向,如图所示
由图可知,与相互抵消,与合成,根据平行四边形定则,可知O点的磁感应强度方向由O指向c,其大小不为零,故A错误,B正确;
CD.由题知,四条导线中的电流大小相等,a、b到e点的距离相等,故a、b在e点的磁感应强度大小相等,c、d到e点的距离相等,故c、d在e点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知,四条导线中在O点产生的磁感应强度方向,如图所示
由图可知与大小相等,方向相反,互相抵消;而与大小相等,方向如图所示,根据平行四边形定则,可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向,故C错误,D正确。
故选BD。
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