内容正文:
2.磁感应强度 磁通量
1.B 当一小段通电导线垂直放置于磁场中时,其所受磁场力与导线长度和电流乘积的比值来定义磁感应强度,要注意该定义式的条件,故A错误;某处磁感应强度的大小和方向只与磁场本身有关,跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关,故B正确;通电导线在某点不受磁场力的作用,可能是导线的方向与磁场的方向平行,该点的磁感应强度不一定为零,故C错误;通电导线所受磁场力的方向与磁场方向垂直,故D错误。
2.A 当B=0时,F一定为零,但是用B=判断B时,磁场方向一定要和通电直导线垂直,没有垂直这个条件,无法判断F的大小,只有A正确。
3.D 若导线与磁场垂直,则该处的磁感应强度B== T=2 T,若导线不与磁场垂直,则磁感应强度B>2 T,故A、B、C错误,D正确。
4.B 匀强磁场中磁感应强度大小和方向都相同,故A正确;距离很近的两个相互平行的异名磁极之间的中间部分为匀强磁场,边缘部分不是,故B错误;磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,匀强磁场的磁感线相互平行,间距相同,故C正确;通电螺线管内的磁场近似为匀强磁场,故D正确。本题选错误项,故选B。
5.A 磁感线越密集,表示磁场越强,磁感线上某点切线方向代表磁场方向,A正确,B错误;两线圈平面均垂直于磁场,面积相等前提下,穿过其磁感线的条数越多,代表磁通量越大,即穿过D处线圈的磁通量要大,C、D错误。
6.B 当abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时,磁通量为Φ=BS=,故B正确,A、C、D错误。
7.C 导线框的面积S=3.0×10-2 cm2,穿过线框的磁通量Φ=1.5×10-3 Wb,磁场与线框面垂直时,由Φ=BS得B== T=5.0×102 T,故选C。
8.A 根据条形磁体的磁场分布,由于磁场的磁感线是闭合的曲线,在磁体内部是由S极指向N极,在磁体外部是由N极指向S极,且在磁体外部的磁感线分布在磁体四周很大的空间中,穿过弹簧的磁通量有磁体内部向上的,也有磁体外部向下的,实际穿过弹簧所围面积的磁通量是合磁通量,即相当于向上的磁感线条数与向下的磁感线条数之差。当弹簧所围面积增大后,穿过弹簧所围面积向上的磁感线条数没有变化,而向下的磁感线条数增多,磁感线抵消得多,合磁通量减小,故A正确,B、C、D错误。
9.D B沿着x轴方向的分量为Bx=Bsin θ=6 T,沿着y轴方向的分量为By=Bcos θ=8 T,通过平面ONMP的磁通量为Φ1=BxSONMP=6×0.3×0.4 Wb=0.72 Wb,故A错误;通过平面MNE的磁通量为Φ2=BySMNE=8××0.3×0.4 Wb=0.48 Wb,故B错误;磁感应强度B平行于xOy平面,通过平面ONEF的磁通量为0,故C错误;平面MEFP的有效面积为SONMP,通过平面MEFP的磁通量为Φ4=BxSONMP=0.72 Wb,故D正确。
10.(1)πR2B (2)0
解析:(1)在磁场中,半球面的有效面积S=πR2,穿过半球面的磁通量Φ=BS=πR2B。
(2)磁场变为水平之后,穿入和穿出半球面的磁感线的条数相同,所以穿过半球面的磁通量为零。
11.2.0×10-3 T
解析:由题意知,I=0.5 A,G=4×10-5 N,l=4×10-2 m。
电流天平平衡时,导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,即F=G。
由磁感应强度的定义式B=得,
B== T=2.0×10-3 T。
所以通电螺线管中的磁感应强度为2.0×10-3 T。
12.C 如图所示,画出三根通电导线的截面图,由安培定则及平行四边形定则可知,P点的磁感应强度方向斜向右上方,R点的磁感应强度方向水平向左,A、B错误;P、Q处通电导线在O点产生磁感应强度等大、反向,故O点的磁感应强度与R处通电导线在该点产生的磁感应强度大小相等,方向水平向右,即R点的磁感应强度与O点的磁感应强度方向相反,C正确;P、Q处通电导线在QP的连线上的磁感应强度均在竖直方向(O点除外),而R处通电导线在QP的连线上的磁感应强度均不在竖直方向,故无法完全抵消,即在QP的连线上不存在磁感应强度为零的位置,D错误。
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2.磁感应强度 磁通量
知识点一 磁感应强度
1.(2024·浙江省永嘉中学高二周测)下列说法中正确的是( )
A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度l、通过的电流I乘积的比值,即B=
B.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小与方向无关
C.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零
D.通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
2.关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和导线所受磁场力F的关系,下列说法正确的是( )
A.在B=0的地方,F一定等于零
B.在F=0的地方,B一定等于零
C.若B=1 T,I=1 A,L=1 m,则F一定等于1 N
D.若L=1 m,I=1 A,F=1 N,则B一定等于1 T
3.有一小段通电导线,长0.1 m,通过导线的电流为5 A,把它放入磁场中某一位置,受到的磁场力是1 N,则该处磁感应强度的大小可能为( )
A.0.8 T B.1.2 T
C.1.8 T D.2.2 T
知识点二 匀强磁场 磁通量
4.关于匀强磁场,下列说法错误的是( )
A.强弱和方向处处相同
B.距离很近的两个相互平行的异名磁极之间的磁场为匀强磁场
C.匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线
D.通电螺线管内的磁场近似为匀强磁场
5.条形磁体的磁感线如图所示,两面积相等的线圈与磁场方向垂直放置,则下列说法正确的是( )
A.图中A、B两处磁场方向相同,但A处磁场要强
B.图中A、B两处磁场方向相同,磁感应强度相等
C.图中穿过C处线圈的磁通量比穿过D处的磁通量要大
D.图中穿过C处线圈的磁通量与穿过D处的磁通量相等
6.如图所示,正方形线圈abcd位于纸面内,边长为L,匝数为N,过ab中点和cd中点的连线OO'恰好位于垂直于纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )
A. B.
C.BL2 D.NBL2
7.在匀强磁场中,垂直磁场方向放一个面积为3.0×10-2 cm2的线框,若穿过线框所围面积的磁通量为1.5×10-3 Wb,则磁场的磁感应强度大小为( )
A.4.5×10-5 T B.4.5×10-9 T
C.5×102 T D.5.0×10-2 T
8.如图所示,环形金属轻弹簧套在条形磁体中心位置。若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,则穿过弹簧所围面积的磁通量将( )
A.减小 B.增大
C.不变 D.无法确定变化情况
9.(2025·绍兴市高二统考期末)如图甲所示,底面为直角三角形的柱体MNE-POF位于空间坐标系O-xyz中,两条直角边长度分别为L1=0.3 m和L2=0.4 m,柱体高h=0.3 m。整个柱体处于匀强磁场中,磁感应强度大小B=10 T,方向平行于xOy平面,且与y轴正方向的夹角为θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),如图乙所示,则( )
A.通过平面ONMP的磁通量为0
B.通过平面MNE的磁通量为0.6 Wb
C.通过平面ONEF的磁通量为0.9 Wb
D.通过平面MEFP的磁通量为0.72 Wb
10.如图所示,一半球面处于范围足够大、方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,已知球面半径为R,磁场方向与半球面的底部所在平面垂直,则:
(1)穿过半球面的磁通量为多大?
(2)若保持半球面不动,仅将磁场由竖直变为水平,穿过半球面的磁通量为多少?
11.实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平,如图甲所示,其原理如图乙所示,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你计算出通电螺线管中的磁感应强度大小B。(测得的数据:CD段导线长度为4×10-2 m,天平平衡时钩码重力为4×10-5 N,通过导线的电流为0.5 A)
12.(2025·温州市高二期末)如图所示,三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I,其中P、Q、R为导线上三个点,三点连成的平面与导线垂直,O为PQ连线的中点,且QR=PR。则下列判断正确的是( )
A.P点的磁感应强度方向竖直向下
B.R点的磁感应强度方向水平向右
C.R点与O点的磁感应强度方向相反
D.在QP的连线上存在磁感应强度为零的位置
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