6.2 磁感应强度(重难点专练)物理粤教版必修第三册
2026-08-17
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 磁感应强度 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 磁感应强度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.35 MB |
| 发布时间 | 2026-08-17 |
| 更新时间 | 2026-08-17 |
| 作者 | 听雨 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59242502.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
6.2磁感应强度
题型01 磁感应强度概念与比值定义辨析题
题型02 磁感应强度矢量叠加计算题
题型03 匀强磁场的识别与简单应用题型
题型04 磁通量以及磁通量变化量计算题型
▌题型01 磁感应强度概念与比值定义辨析题
一、核心知识
1. 磁感应强度B描述磁场的强弱与方向,单位特斯拉T。
2. 定义式B= ,比值定义法;B由磁场本身决定,跟安培力F、电流I、导线长度L无关。
3. 使用条件:通电导线要垂直磁场放置;导线平行磁场时,安培力F=0,不能用此式计算B。
4. B的方向:小磁针静止N极指向,不是通电导线的受力方向。
二、解题方法
遇到“B与F成正比、与IL成反比”这类表述直接判定错误;做题先核对导线和磁场是否垂直,平行时定义式失效;区分磁场方向和导线受力方向。
三、思维方法
比值定义思维,分清定义式和决定式;抓住检验元件只是用来探测场,不改变场本身的性质。
1.(25-26高二上·辽宁沈阳·期中)法拉第把磁感线和电场线的重要概念引入了物理学,为当代物理学中的许多发现开拓了道路。空间中某区域内存在如图所示的场线,下列说法中正确的是( )
A.若图中场线是电场线,则同一试探电荷在a、b点受到的电场力大小相等
B.若图中场线是电场线,将一带正电粒子从a点移动到b点,该粒子的电势能增加
C.若图中场线是磁感线,将一小段通电导线放在a点,则a点的磁感应强度与导线受到的磁场力成正比
D.若图中场线是磁感线,则a、b两点的磁感应强度
2.(24-25高二上·天津南开·阶段检测)关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.若长为L,电流为I的导线在某处受到磁场力为F,则该处的磁感应强度必为
B.由知,B与F成正,与IL成反比
C.由知,如果一小段通电导线在某处不受磁场力,则说明该处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所指方向
3.(24-25高二下·浙江·期中)下列单位中,不属于磁感应强度的单位的是( )
A.T B. C. D.
4.(2021·北京海淀·三模)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
5.(多选)(23-24高二上·湖南岳阳·阶段检测)用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。例如,用质量m与体积V之比定义密度ρ,用位移x与时间t之比定义速度v。这样定义一个新物理量的同时,也就确定了这个新的物理量与原有物理量之间的关系。下列物理量的定义属于比值定义式的是( )
A.电场强度 B.电势
C.电流 D.磁感应强度
▌题型02 磁感应强度矢量叠加计算题
一、核心知识
1. 磁感应强度是矢量,满足矢量叠加原理,遵循平行四边形定则。
2. 空间多个磁场(多个电流、多个磁体)共存,某点总磁感应强度是各个磁场在该点的矢量和,不能直接代数相加。
二、解题方法
①分别确定各个磁场在研究点的大小;②标出每一个磁感应强度的方向;③用平行四边形定则或者正交分解求合磁感应强度。
三、思维方法
矢量合成思维,和电场强度叠加逻辑相通;空间想象,注意磁场方向,方向相反可以抵消,方向相同直接相加,有夹角要矢量运算。
1.(25-26高二上·河南南阳·期中)如图所示,圆周上的三个点A、B、C构成等边三角形,O点是圆心,在A、B、C三个点各固定一根与纸面垂直的通电长直导线,电流方向如图所示。已知单条长直导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0,下列说法正确的是( )
A.O点的磁感应强度大小为2B0
B.O点的磁感应强度为0
C.O点磁场的方向由B指向A
D.O点磁场的方向由C指向A
2.(25-26高二上·海南·学业考试模拟)如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线、、、,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将撤去,其他条件不变,则点的磁感应强度( )
A.大小为,方向垂直纸面向外
B.大小为,方向垂直纸面向里
C.大小为,方向垂直纸面向外
D.大小为,方向垂直纸面向里
3.(2026·广东佛山·二模)2026年1月,我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度,创下世界纪录。如图,两个完全相同的环形超导线圈a和b,以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置,为连线中点,线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是( )
A.线圈a对线圈b的作用力方向沿向左
B.处的磁感应强度大小为,方向沿向右
C.以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零
D.若在处放置一小磁针,待其静止后,其N极指向沿向右
4.(25-26高二上·江苏无锡·阶段检测)如图,四根与纸面垂直的固定长直细导线,横截面分别位于正方形的四个顶点,通有大小相等的电流,其中导线L1、L2、L3中的电流方向垂直纸面向里,导线L4中的电流方向垂直纸面向外。O点为正方形的中心,已知每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B,则O点的磁感应强度( )
A.方向由O点沿纸面指向L1,大小为2B
B.方向由O点沿纸面指向L2,大小为B
C.方向由O点沿纸面指向L3,大小为2B
D.方向由O点沿纸面指向L4,大小为B
5.(多选)(2022·全国乙卷·高考真题)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
▌题型03 匀强磁场的识别与简单应用题型
一、核心知识
1. 匀强磁场:空间各点磁感应强度大小相等、方向相同。
2. 磁感线特征:互相平行、间距相等的直线。
3. 实例:通电螺线管内部为匀强磁场;外部不是匀强磁场。
二、解题方法
看到平行等距磁感线,直接判定匀强磁场;匀强磁场中各处B不变,不需要考虑位置带来的磁场强弱变化。
三、思维方法
理想化模型思维,匀强磁场是物理理想模型,用来简化磁场问题,抓住模型特征进行判断。
1.(25-26高二下·四川南充·阶段检测)关于磁场的认识,下列说法正确的是( )
A.通电导线置于某处所受磁场力为零,则此处的磁感应强度一定为零
B.根据磁感应强度的定义式,可知B与F成正比
C.磁感应强度的方向与置于该处的通电导线受到的安培力的方向相同
D.匀强磁场的磁感应强度B的大小处处相等,方向处处相同
2.(25-26高二上·福建福州·期末)列各磁场的磁感线分布图中,、两点的磁感应强度相同的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高三上·黑龙江·学业考试真题)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,如图所示。关于匀强磁场中各点的磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.大小不等,方向不同 B.大小相等,方向相同
C.大小不等,方向相同 D.大小相等,方向不同
4.(22-23高三上·江苏南通·阶段检测)如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于四幅图的说法正确的是( )
A.甲图中通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的
B.通过图乙可以知道,磁感线可以不闭合
C.丙图中的磁场是匀强磁场,导体棒在磁场中受力大小始终不变
D.丁图,将小磁针放在地球表面赤道位置处,小磁针静止时N极指向由地理南极指向地理北极
5.匀强磁场
(1)定义:如果磁场中各点的磁感应强度的___________,这个磁场叫作匀强磁场。
(2)产生方法:
距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)。
通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)。
相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场。
(3)匀强磁场的磁感线:一些间隔________的________直线,如图所示。
▌题型04 磁通量以及磁通量变化量计算题型
一、核心知识
1. 磁通量公式Φ=BScosθ,θ是磁场与平面法线夹角;本质是磁场垂直方向的投影面积。
2. 磁通量是标量,但有正负,正负代表磁感线穿过平面的方向。
3. 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1,计算必须代入正负;平面翻转180°,磁通量变化不等于0。
二、解题方法
找垂直磁场的有效投影面积,不用直接用平面面积;翻转、转动平面,一定要带入正负号计算ΔΦ;分清面积变化、磁场变化、角度变化三类情况。
三、思维方法
投影等效思维,把面积投影到垂直磁场方向;带符号运算思维,磁通量正负只代表穿入穿出,不表示大小。
1.(25-26高二下·重庆璧山·阶段检测)如图所示,水平放置的匝矩形线框面积为,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向与水平面成角斜向上,现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知,,关于矩形线框的磁通量,下列说法正确的是( )
A.初态磁通量大小为 B.末态磁通量大小为
C.磁通量变化量的大小为 D.磁通量变化量的大小为
2.(25-26高二上·广西·阶段检测)面积为S的金属框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度方向与金属框所在平面垂直,金属框与水平面夹角θ=60°,保持磁感应强度不变,逐渐减小θ直至金属框与水平面重合(θ减小到0),此过程中,通过金属框的磁通量( )
A.减小 B.增大
C.减小 D.增大
3.(多选)(25-26高二上·广东江门·期中)如图所示,在水平面有一长方形abcd区域内,有竖直向下的匀强磁场,ab=1m,磁感应强度B=1T。现有一长方形abef线框可绕ab轴在竖直面内转动,bc=be=2m,线框与水平方向的夹角为θ,下列说法正确的是( )
A.当=0°时,穿过线框的磁通量为0Wb
B.当=30°时,穿过线框的磁通量为1Wb
C.当=60°时,穿过线框的磁通量为1Wb
D.当=90°时,穿过线框的磁通量为0Wb
4.(多选)(24-25高二上·山东潍坊·期中)如图所示,闭合线框abcd水平放置,面积,匝数,处在磁感应强度大小的匀强磁场中,磁场方向与水平方向夹角斜向上。已知,。则( )
A.穿过线框的磁通量为
B.线框以ab为轴向下转过90°时,穿过线框的磁通量为0
C.线框以bc为轴向下转过53°,穿过线框的磁通量变化量为
D.线框以bc为轴向下转过53°,穿过线框的磁通量变化量为
5.(25-26高二上·福建泉州·阶段检测)如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为S,线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角,现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°,则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为________。
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6.2磁感应强度
题型01 磁感应强度概念与比值定义辨析题
题型02 磁感应强度矢量叠加计算题
题型03 匀强磁场的识别与简单应用题型
题型04 磁通量以及磁通量变化量计算题型
▌题型01 磁感应强度概念与比值定义辨析题
一、核心知识
1. 磁感应强度B描述磁场的强弱与方向,单位特斯拉T。
2. 定义式B= ,比值定义法;B由磁场本身决定,跟安培力F、电流I、导线长度L无关。
3. 使用条件:通电导线要垂直磁场放置;导线平行磁场时,安培力F=0,不能用此式计算B。
4. B的方向:小磁针静止N极指向,不是通电导线的受力方向。
二、解题方法
遇到“B与F成正比、与IL成反比”这类表述直接判定错误;做题先核对导线和磁场是否垂直,平行时定义式失效;区分磁场方向和导线受力方向。
三、思维方法
比值定义思维,分清定义式和决定式;抓住检验元件只是用来探测场,不改变场本身的性质。
1.(25-26高二上·辽宁沈阳·期中)法拉第把磁感线和电场线的重要概念引入了物理学,为当代物理学中的许多发现开拓了道路。空间中某区域内存在如图所示的场线,下列说法中正确的是( )
A.若图中场线是电场线,则同一试探电荷在a、b点受到的电场力大小相等
B.若图中场线是电场线,将一带正电粒子从a点移动到b点,该粒子的电势能增加
C.若图中场线是磁感线,将一小段通电导线放在a点,则a点的磁感应强度与导线受到的磁场力成正比
D.若图中场线是磁感线,则a、b两点的磁感应强度
【答案】D
【详解】A.电场线的疏密程度表示场强的大小,故a点的电场强度更小,受到的电场力更小,故A错误;
B.沿着电场线的方向电势降低,根据图像可知,带正电粒子从a移动到b点,电势能减小,故B错误;
CD.若图中场线是磁感线,根据图像可知磁感应强度的大小为
但是通电导线的安培力公式为,与角度有关,无法判断两点受到的磁场力大小,故C错误,D正确。
故选D。
2.(24-25高二上·天津南开·阶段检测)关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.若长为L,电流为I的导线在某处受到磁场力为F,则该处的磁感应强度必为
B.由知,B与F成正,与IL成反比
C.由知,如果一小段通电导线在某处不受磁场力,则说明该处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是小磁针静止时北极所指方向
【答案】D
【详解】A.只有当通过导线垂直放入磁场中,磁感应强度才为,若导线与磁场不垂直,则磁感应强度大于,故A错误;
B.是采用比值法定义的,B与F、IL等无关,不能说B与F成正比,与IL成反比。故B错误;
C.一小段通电导线在某处不受磁场力,该处不一定无磁场,也可能是因为导线与磁场平行。故C错误;
D.磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,也就是小磁针北极所受磁场力的方向。故D正确。
故选D。
3.(24-25高二下·浙江·期中)下列单位中,不属于磁感应强度的单位的是( )
A.T B. C. D.
【答案】C
【详解】A.T是特斯拉的符号,属于B的单位,故A正确,不符合题意;
B.由公式
解得
力的单位N可表示为,因此
这与特斯拉单位一致,故B正确,不符合题意;
C.根据洛伦兹力公式
推导得
电荷的单位为,速度的单位为,因此的单位应为
可知与C选项不符合,故C错误,符合题意;
D.由磁通量
整理得
磁通量的单位为韦伯()
面积S的单位为,因此的单位为
这与特斯拉单位一致,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.(2021·北京海淀·三模)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
【答案】B
【详解】拉力做的功为
能量密度为
解得
故选B。
5.(多选)(23-24高二上·湖南岳阳·阶段检测)用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。例如,用质量m与体积V之比定义密度ρ,用位移x与时间t之比定义速度v。这样定义一个新物理量的同时,也就确定了这个新的物理量与原有物理量之间的关系。下列物理量的定义属于比值定义式的是( )
A.电场强度 B.电势
C.电流 D.磁感应强度
【答案】BD
【详解】在物理学中,常常用比值定义物理量,用来表示研究对象的某种性质;这种用几个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法,在物理学中就叫做比值定义法。 比值法定义的基本特点是被定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性,或基本运动特征,它不随定义所用的物理量的大小取舍而改变。定义一个新的物理量的同时,也就确定了这个新的物理量与原有物理量之间的关系;用比值法定义的物理量的定义式有:
电场强度
电势
磁感应强度
而电流
不是比值定义法。
故选BD。
▌题型02 磁感应强度矢量叠加计算题
一、核心知识
1. 磁感应强度是矢量,满足矢量叠加原理,遵循平行四边形定则。
2. 空间多个磁场(多个电流、多个磁体)共存,某点总磁感应强度是各个磁场在该点的矢量和,不能直接代数相加。
二、解题方法
①分别确定各个磁场在研究点的大小;②标出每一个磁感应强度的方向;③用平行四边形定则或者正交分解求合磁感应强度。
三、思维方法
矢量合成思维,和电场强度叠加逻辑相通;空间想象,注意磁场方向,方向相反可以抵消,方向相同直接相加,有夹角要矢量运算。
1.(25-26高二上·河南南阳·期中)如图所示,圆周上的三个点A、B、C构成等边三角形,O点是圆心,在A、B、C三个点各固定一根与纸面垂直的通电长直导线,电流方向如图所示。已知单条长直导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0,下列说法正确的是( )
A.O点的磁感应强度大小为2B0
B.O点的磁感应强度为0
C.O点磁场的方向由B指向A
D.O点磁场的方向由C指向A
【答案】A
【详解】根据右手螺旋定则判断三通电导线在O点产生磁场的磁感应强度的方向如图
由题意可知
根据磁场的矢量合成可知,合磁场大小为
方向与的方向相同,即由A指向B。
故选A。
2.(25-26高二上·海南·学业考试模拟)如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线、、、,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将撤去,其他条件不变,则点的磁感应强度( )
A.大小为,方向垂直纸面向外
B.大小为,方向垂直纸面向里
C.大小为,方向垂直纸面向外
D.大小为,方向垂直纸面向里
【答案】C
【详解】四条导线中电流相同,每条导线在中心产生的磁感应强度大小相同设为,由右手螺旋定则知,每条导线在点产生的磁场均垂直纸面向里,又点的磁感应强度为零,有,得
撤去,其他条件不变,由磁感应强度的叠加原理,知点磁感应强度大小,方向垂直纸面向外。
故选C。
3.(2026·广东佛山·二模)2026年1月,我国研制的超导磁体成功实现了35.6T的中心磁场强度,创下世界纪录。如图,两个完全相同的环形超导线圈a和b,以过两线圈圆心、的水平线为轴平行固定放置,为连线中点,线圈中通有大小相等、方向如图所示的电流。已知线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为。下列说法正确的是( )
A.线圈a对线圈b的作用力方向沿向左
B.处的磁感应强度大小为,方向沿向右
C.以为直径的任意圆平面内的磁通量均为零
D.若在处放置一小磁针,待其静止后,其N极指向沿向右
【答案】C
【详解】A.根据同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,两线圈中电流相反,所以a对线圈b的作用力方向沿向右,A错误;
B.因为两个线圈完全相同,通有大小相等的电流,且关于对称,线圈a产生的磁场在点处的磁感应强度大小为,方向向左,同理线圈b产生的磁场在点处的磁感应强度大小也为,方向向右,所以处的磁感应强度大小为0,故B错误;
C.为直径,即以为圆心,空间中任意画一个圆,没有磁感线穿过这个圆,故通过圆面的磁通量必为0,故C正确;
D.在处两线圈的磁场方向相反,但更靠近线圈,故净磁场由线圈决定,方向向左,故D错误。
故选C。
4.(25-26高二上·江苏无锡·阶段检测)如图,四根与纸面垂直的固定长直细导线,横截面分别位于正方形的四个顶点,通有大小相等的电流,其中导线L1、L2、L3中的电流方向垂直纸面向里,导线L4中的电流方向垂直纸面向外。O点为正方形的中心,已知每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B,则O点的磁感应强度( )
A.方向由O点沿纸面指向L1,大小为2B
B.方向由O点沿纸面指向L2,大小为B
C.方向由O点沿纸面指向L3,大小为2B
D.方向由O点沿纸面指向L4,大小为B
【答案】A
【详解】由右手螺旋定则可知,通电导线在O点产生的磁场方向由O点沿纸面指向,通电导线在O点产生的磁场方向由O点沿纸面指向,通电导线在O点产生的磁场方向由O点沿纸面指向,通电导线在O点产生的磁场方向由O点沿纸面指向,叠加后O点的磁感应强度方向由O点沿纸面指向,大小为2B。
故选A。
5.(多选)(2022·全国乙卷·高考真题)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。
▌题型03 匀强磁场的识别与简单应用题型
一、核心知识
1. 匀强磁场:空间各点磁感应强度大小相等、方向相同。
2. 磁感线特征:互相平行、间距相等的直线。
3. 实例:通电螺线管内部为匀强磁场;外部不是匀强磁场。
二、解题方法
看到平行等距磁感线,直接判定匀强磁场;匀强磁场中各处B不变,不需要考虑位置带来的磁场强弱变化。
三、思维方法
理想化模型思维,匀强磁场是物理理想模型,用来简化磁场问题,抓住模型特征进行判断。
1.(25-26高二下·四川南充·阶段检测)关于磁场的认识,下列说法正确的是( )
A.通电导线置于某处所受磁场力为零,则此处的磁感应强度一定为零
B.根据磁感应强度的定义式,可知B与F成正比
C.磁感应强度的方向与置于该处的通电导线受到的安培力的方向相同
D.匀强磁场的磁感应强度B的大小处处相等,方向处处相同
【答案】D
【详解】A.安培力公式为(为电流方向与磁场方向的夹角),当电流与磁场平行时,但磁感应强度可以不为零,故A错误;
B.是磁感应强度的比值定义式,由磁场本身的性质决定,与、、均无关,不存在正比关系,故B错误;
C.根据左手定则,安培力方向垂直于磁感应强度方向和电流方向共同决定的平面,即磁感应强度方向与安培力方向垂直,故C错误;
D.匀强磁场的定义为磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场,故D正确。
故选D。
2.(25-26高二上·福建福州·期末)列各磁场的磁感线分布图中,、两点的磁感应强度相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.磁感线越密集的地方,磁感应强度越大,选项A图中两磁体间的磁场为匀强磁场,因此、两点的磁感应强度相同,故A正确;
B.磁感应强度是矢量,方向沿磁感线切线方向,选项B图中、两点磁感线密集程度可能相同,磁感应强度大小可能相同,但方向不同,故B错误;
C.C图中、两点磁感线密集程度不同,且两点切线方向不同,因此两点磁感应强度不同,故C错误;
D.D图中、两点磁感线密集程度不同,且两点切线方向不同,因此磁感应强度不同,故D错误。
故选A。
3.(24-25高三上·黑龙江·学业考试真题)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,如图所示。关于匀强磁场中各点的磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.大小不等,方向不同 B.大小相等,方向相同
C.大小不等,方向相同 D.大小相等,方向不同
【答案】B
【详解】匀强磁场中各点的磁感应强度大小相等,方向相同。
故选B。
4.(22-23高三上·江苏南通·阶段检测)如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于四幅图的说法正确的是( )
A.甲图中通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的
B.通过图乙可以知道,磁感线可以不闭合
C.丙图中的磁场是匀强磁场,导体棒在磁场中受力大小始终不变
D.丁图,将小磁针放在地球表面赤道位置处,小磁针静止时N极指向由地理南极指向地理北极
【答案】D
【详解】A.磁场是真实存在的;但磁感线不是真实存在的,是人们假想的,故A错误;
B.磁感线是闭合的,故B错误;
C.辐向磁场的磁感应强度方向和强弱并不是处处相同,不是匀强磁场,故C错误;
D.地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近,小磁针静止时N极指向地磁南极,由于磁偏角很小,所以可认为放在赤道处的小磁针静止时N极指向地理北极,故D正确。
故选D。
5.匀强磁场
(1)定义:如果磁场中各点的磁感应强度的___________,这个磁场叫作匀强磁场。
(2)产生方法:
距离很近的两个平行异名磁极之间的磁场(除边缘部分外)。
通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)。
相隔一定距离的两个平行放置的线圈通电时,其中间区域的磁场。
(3)匀强磁场的磁感线:一些间隔________的________直线,如图所示。
【答案】 大小相等、方向相同 相等 平行
【详解】(1)[1] 如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同,这个磁场叫作匀强磁场;
(3)[2][3] 匀强磁场的磁感线是一些间隔相等的平行直线。
▌题型04 磁通量以及磁通量变化量计算题型
一、核心知识
1. 磁通量公式Φ=BScosθ,θ是磁场与平面法线夹角;本质是磁场垂直方向的投影面积。
2. 磁通量是标量,但有正负,正负代表磁感线穿过平面的方向。
3. 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1,计算必须代入正负;平面翻转180°,磁通量变化不等于0。
二、解题方法
找垂直磁场的有效投影面积,不用直接用平面面积;翻转、转动平面,一定要带入正负号计算ΔΦ;分清面积变化、磁场变化、角度变化三类情况。
三、思维方法
投影等效思维,把面积投影到垂直磁场方向;带符号运算思维,磁通量正负只代表穿入穿出,不表示大小。
1.(25-26高二下·重庆璧山·阶段检测)如图所示,水平放置的匝矩形线框面积为,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向与水平面成角斜向上,现使矩形线框以边为轴顺时针旋转90°到竖直的虚线位置。已知,,关于矩形线框的磁通量,下列说法正确的是( )
A.初态磁通量大小为 B.末态磁通量大小为
C.磁通量变化量的大小为 D.磁通量变化量的大小为
【答案】D
【详解】A.线框水平放置,磁场与水平面成,垂直于线框平面的磁感应强度分量为,因此初态磁通量,故A错误;
B.线框绕顺时针转到竖直位置后,垂直于线框平面的磁感应强度分量为,且穿过线框的方向与初态相反,因此末态磁通量
末态磁通量大小为,故B错误;
CD.,变化量与匝数无关,故C错误,D正确。
故选D。
2.(25-26高二上·广西·阶段检测)面积为S的金属框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度方向与金属框所在平面垂直,金属框与水平面夹角θ=60°,保持磁感应强度不变,逐渐减小θ直至金属框与水平面重合(θ减小到0),此过程中,通过金属框的磁通量( )
A.减小 B.增大
C.减小 D.增大
【答案】A
【详解】初态通过金属框的磁通量为
末态通过金属框的磁通量为
故通过金属框的磁通量减小了。故选A。
3.(多选)(25-26高二上·广东江门·期中)如图所示,在水平面有一长方形abcd区域内,有竖直向下的匀强磁场,ab=1m,磁感应强度B=1T。现有一长方形abef线框可绕ab轴在竖直面内转动,bc=be=2m,线框与水平方向的夹角为θ,下列说法正确的是( )
A.当=0°时,穿过线框的磁通量为0Wb
B.当=30°时,穿过线框的磁通量为1Wb
C.当=60°时,穿过线框的磁通量为1Wb
D.当=90°时,穿过线框的磁通量为0Wb
【答案】CD
【详解】A.根据磁通量的定义可知,当时,穿过线框的磁通量为,故A错误;
B.根据磁通量的定义可知,当时,穿过线框的磁通量为,故B错误;
C.根据磁通量的定义可知,当时,穿过线框的磁通量为,故C正确;
D.根据磁通量的定义可知,当时,线框平面与磁场方向平行,则穿过线框的磁通量为,故D正确。
故选CD。
4.(多选)(24-25高二上·山东潍坊·期中)如图所示,闭合线框abcd水平放置,面积,匝数,处在磁感应强度大小的匀强磁场中,磁场方向与水平方向夹角斜向上。已知,。则( )
A.穿过线框的磁通量为
B.线框以ab为轴向下转过90°时,穿过线框的磁通量为0
C.线框以bc为轴向下转过53°,穿过线框的磁通量变化量为
D.线框以bc为轴向下转过53°,穿过线框的磁通量变化量为
【答案】BD
【详解】A.穿过线框磁通量的大小与线圈匝数无关,磁通量是标量,但有正负,若规定磁感线从一侧穿过时磁通量为正值,则从另一侧穿过时就为负值。
当线圈处于初位置时,磁感线的竖直分量由下向上穿过线圈平面,此时磁通量设为正值,其大小
解得,故A错误。
B.线框以ab为轴向下转过90°时,磁感线与线圈平面平行,磁通量为0,故B正确。
CD.线框以bc为轴向下转过53°,磁感线与线圈平面垂直,此时磁通量为正值,磁通量大小
解得
穿过线框的磁通量变化量为,故C错误,D正确。
故选BD。
5.(25-26高二上·福建泉州·阶段检测)如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为S,线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角,现将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°,则在此过程中线圈磁通量的改变量大小为________。
【答案】1.4BS
【详解】线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角,此时通过线圈的磁通量大小为
将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°,此时通过线圈的磁通量大小为
此过程中线圈磁通量的改变量大小为
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6.2磁感应强度
题型01 磁感应强度概念与比值定义辨析题
题型02 磁感应强度矢量叠加计算题
题型03 匀强磁场的识别与简单应用题型
题型04 磁通量以及磁通量变化量计算题型
▌题型01 磁感应强度概念与比值定义辨析题
一、核心知识
1. 磁感应强度B描述磁场的强弱与方向,单位特斯拉T。
2. 定义式B= ,比值定义法;B由磁场本身决定,跟安培力F、电流I、导线长度L无关。
3. 使用条件:通电导线要垂直磁场放置;导线平行磁场时,安培力F=0,不能用此式计算B。
4. B的方向:小磁针静止N极指向,不是通电导线的受力方向。
二、解题方法
遇到“B与F成正比、与IL成反比”这类表述直接判定错误;做题先核对导线和磁场是否垂直,平行时定义式失效;区分磁场方向和导线受力方向。
三、思维方法
比值定义思维,分清定义式和决定式;抓住检验元件只是用来探测场,不改变场本身的性质。
1.D
2.D
3.C
4.B
5.BD
▌题型02 磁感应强度矢量叠加计算题
一、核心知识
1. 磁感应强度是矢量,满足矢量叠加原理,遵循平行四边形定则。
2. 空间多个磁场(多个电流、多个磁体)共存,某点总磁感应强度是各个磁场在该点的矢量和,不能直接代数相加。
二、解题方法
①分别确定各个磁场在研究点的大小;②标出每一个磁感应强度的方向;③用平行四边形定则或者正交分解求合磁感应强度。
三、思维方法
矢量合成思维,和电场强度叠加逻辑相通;空间想象,注意磁场方向,方向相反可以抵消,方向相同直接相加,有夹角要矢量运算。
1.A
2.C
3.C
4.A
5.BC
▌题型03 匀强磁场的识别与简单应用题型
一、核心知识
1. 匀强磁场:空间各点磁感应强度大小相等、方向相同。
2. 磁感线特征:互相平行、间距相等的直线。
3. 实例:通电螺线管内部为匀强磁场;外部不是匀强磁场。
二、解题方法
看到平行等距磁感线,直接判定匀强磁场;匀强磁场中各处B不变,不需要考虑位置带来的磁场强弱变化。
三、思维方法
理想化模型思维,匀强磁场是物理理想模型,用来简化磁场问题,抓住模型特征进行判断。
1.D
2.A
3.B
4.D
5.【答案】 大小相等、方向相同 相等 平行
【详解】(1)[1] 如果磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同,这个磁场叫作匀强磁场;
(3)[2][3] 匀强磁场的磁感线是一些间隔相等的平行直线。
▌题型04 磁通量以及磁通量变化量计算题型
一、核心知识
1. 磁通量公式Φ=BScosθ,θ是磁场与平面法线夹角;本质是磁场垂直方向的投影面积。
2. 磁通量是标量,但有正负,正负代表磁感线穿过平面的方向。
3. 磁通量变化量ΔΦ=Φ2-Φ1,计算必须代入正负;平面翻转180°,磁通量变化不等于0。
二、解题方法
找垂直磁场的有效投影面积,不用直接用平面面积;翻转、转动平面,一定要带入正负号计算ΔΦ;分清面积变化、磁场变化、角度变化三类情况。
三、思维方法
投影等效思维,把面积投影到垂直磁场方向;带符号运算思维,磁通量正负只代表穿入穿出,不表示大小。
1.D
2.A
3.CD
4.BD
5.【答案】1.4BS
【详解】线圈与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角,此时通过线圈的磁通量大小为
将线圈以ab边为轴沿顺时针方向转动90°,此时通过线圈的磁通量大小为
此过程中线圈磁通量的改变量大小为
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