内容正文:
13.2.磁感应强度 磁通量
(补偿训练与能力提升)
补偿训练
1.关于磁感应强度,下列说法正确的是( ).
A.由 B=B=可知,B 与 F 成正比,与 IL 的乘积成反比
B.通电导线放入磁场中某点,那点就有磁感应强度,如果将导线拿走,那点的磁感应强度就为
零
C.通电导线受磁场力的地方一定存在磁场,不受磁场力的地方一定不存在磁场
D.磁场中某点磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与是否放入通电导线无关
2.由磁感应强度的关系式B=可知( )
A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受磁场力一定为零
B.通电导线在磁场中某处受磁场力非常小时,则该处的磁感应强度一定很小
C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的
D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关
3.如图所示的磁场中垂直磁场放置两个面积相同的闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大小关系正确的是( )
A.穿过线圈S1的磁通量比较大 B.穿过线圈S2的磁通量比较大
C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大 D.不能比较
4.有一小段通电导线,长为1 cm,导线中电流为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是( )
A.B=2 T B.B≤2 T C.B≥2 T D.以上情况都有可能
5.如图所示,虚线框内有匀强磁场,大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环,分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量,则( )
A.Φ1>Φ2 B.Φ1<Φ2
C.Φ1=Φ2 D.无法确定
6.如图所示,将两个半径相同、粗细相同、互相垂直的圆形导线圈固定在一起,其圆心恰好重合,两线圈通有大小相同的电流。设每个线圈中电流在圆心处产生的磁感应强度均为1 T,则圆心O处的磁感应强度大小均为( )
A.1 T B.1.4 T
C.2 T D.1.7 T
能力提升
7.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,O为线段MN的中点,L1、L2分别处于线段MO、ON的中垂线上。当L1、L2通有大小相等、方向相反的电流时,M、O点的磁感应强度大小分别为B1、B2。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.21 2B1
C.(B2-B1) D.B2-B1
8.(多选)如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )
A.O点处的磁感应强度为零
B.a、c两点处磁感应强度的方向相同
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
9.匀强磁场中长为2 cm的通电导线垂直磁场方向放置,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。
(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,则该处的磁感应强度B和它受到的磁场力F'各是多少?
(3)若导线长度不变,电流增大为5 A,则该处的磁感应强度B和它受到的磁场力F″各是多少?
10.矩形线框abcd的两边长分别为l1、l2,可绕它的一条对称轴OO'转动,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与OO'垂直,如图所示,初位置时线框平面与B平行。
(1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少?
(2)当线框绕轴OO'沿图示方向转过60°时,磁通量Φ为多少?这一过程中磁通量的变化量ΔΦ为多少?
答案与解析
1.D [解析]公式 B=B=是磁感应强度的定义式,B 与 F、IL 无关,A 错误;磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定,与通电导线是否存在无关,B 错误,D 正确;通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场,不受磁场力的地方也可能存在磁场,C 错误.
2.答案:A
解析:磁感应强度的关系式B=是在通电导线与磁场方向垂直时得出的,如果B=0,则磁场力F=0,但如果F=0,则B不一定等于零,磁场力的大小与通电导线的放置方向有关,故A正确,B、C错误;磁场一定时,磁感应强度由磁场本身决定,与放不放通电导线无关,D错误。故选A。
3.答案:A
解析:穿过线圈S1的磁感线条数多,故穿过线圈S1的磁通量比较大。
4.答案:C
解析:如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1 N,则该点的磁感应强度B= T=2 T。如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时受的力,垂直放置时受力将大于0.1 N,由定义式可知,B将大于2 T。选项C正确。
5.答案:C
解析:根据磁通量的计算公式Φ=BS,大环、小环围成的面积虽不同,但磁场穿过的那部分有效面积相同,则磁通量相同。
6.答案:B
解析:由安培定则可知,两通电线圈在圆心O处产生的磁感应强度方向相互垂直,故圆心O处的磁感应强度大小为1.4 T,故B正确。
7.答案 A
【解析】 设L1产生的磁场在M点的磁感应强度大小为x,在N点的磁感应强度大小为y,由通电直导线周围磁场对称分布特点可知,L1、L2产生的磁场在O点的磁感应强度大小均为x,L2产生的磁场在M点的磁感应强度大小为y。根据矢量叠加原理,B1=x-y,B2=2x,解得y=B2-B1。保持L1的电流不变,撤去L2的电流,仅剩下L1产生磁场,在N点的磁感应强度大小为y=B2-B1,故A正确,B、C、D错误。
8.【答案】 BC
【解析】 由安培定则分别画出两直导线在a、b、c、d、O点的磁场方向,如图所示,
由磁场的矢量叠加可得,O点的磁感应强度不为零,选项A错误;a、c两点处磁感应强度的方向都向下,选项B正确;c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向均向下,选项C正确;a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,选项D错误。
9.答案:(1)0.1 T
(2)0.1 T 2×10-3 N
(3)0.1 T 0.01 N
解析:(1)磁感应强度B= T=0.1 T。
(2)匀强磁场中该处的磁感应强度由磁场本身决定,不因导线长度的改变而改变,因此B=0.1 T
根据公式B=可得,导线长度减小到1 cm,它受到的磁场力F'=BIl'=0.1×2×1×10-2 N=2×10-3 N。
(3)匀强磁场中该处的磁感应强度也不因电流的改变而改变,因此B=0.1 T
根据公式B=可得,电流增大为5 A,它受到的磁场力F″=BI'l=0.1×5×2×10-2 N=0.01 N。
10.答案:(1)0 (2)Bl1l2 Bl1l2
解析:(1)线框在初始位置时,线框平面与磁场平行,有效面积为零,则Φ0=0。
(2)当线框绕轴OO'沿图示方向转过60°时,线框平面与B的夹角为60°,
则Φ=B·Ssin 60°=BS=Bl1l2
ΔΦ=Φ-Φ0=Bl1l2。
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