2020新教材高中物理课时评价练十七磁感应强度磁通量含解析 人教版必修第三册

2020新教材高中物理课时评价练十七磁感应强度磁通量含解析 人教版必修第三册

磁感应强度　磁通量 ‎ (15分钟　30分)‎ 一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)‎ ‎1.比值定义法是物理学中一种常用的方法,下面表达式中不属于比值定义法的是 (　　)‎ A.电流I=　　　　　　 B.磁感应强度B=‎ C.电场强度E=　　　 D.φ=‎ ‎【解析】选A。电流I的定义式是I=,I=是电流的决定式,不是电流的定义式。其他三式都是各量的定义式,故本题选A。‎ ‎2.关于磁通量,下列说法中正确的是 (　　)‎ A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量 B.磁通量越大,磁感应强度越大 C.穿过某一面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零 D.磁通量就是磁感应强度 ‎【解析】选C。磁通量是标量,没有方向,A错误;由Φ=BS知Φ是由B和S两个因素共同决定的,Φ越大,有可能是由于S较大造成的,所以,磁通量越大,磁感应强度越大是错误的,B错误;由Φ=BS⊥知,当线圈平面与磁场平行时,S⊥=0,Φ=0,但磁感应强度B不为零,C正确;磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量,D错误。‎ ‎3.如图所示,一根通电导线垂直放在磁感应强度为1 T的匀强磁场中,以导线为中心,半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点,已知c点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是 (　　)‎ A.直导线中电流方向垂直纸面向里 B.d点的磁感应强度为0‎ C.a点的磁感应强度为2 T,方向向右 D.b点的磁感应强度为 T,方向斜向下,与B成135°角 - 5 -‎ ‎【解题指南】解答本题应注意以下两点:‎ ‎(1)c点的磁感应强度为0,说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,由安培定则判断出通电导线中电流方向。‎ ‎(2)通电导线在abcd四点处产生的磁感应强度大小相等,根据平行四边形定则进行合成分析b、c、d三点的磁感应强度大小和方向。‎ ‎【解析】选C。由题意可知,c点的磁感应强度为0,说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反,即得到通电导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左,根据安培定则判断可知,直导线中的电流方向垂直纸面向外,故A错误;根据矢量合成规律可知,通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上,则d点磁感应强度为 T,方向与B的方向成45°斜向上,故B错误;通电导线在a处的磁感应强度方向水平向右,则a点磁感应强度为2 T,方向与B的方向相同,故C正确;由上可知,通电导线在b点产生的磁感应强度大小为1 T,由安培定则可知,通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下,根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知,b点磁感应强度为 T,方向与B的方向成45°斜向下,故D错误。故选C。‎ ‎【补偿训练】‎ 如图所示,两根靠近但彼此绝缘的直导线互相垂直,通以大小相同的电流,在哪一个区域两根导线的磁场方向一致且向里 (　　) ‎ A.Ⅰ区　　　 B.Ⅱ区 C.Ⅲ区 D.Ⅳ区 ‎【解析】选D。由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向如图所示,‎ ‎“·”表示磁感线垂直纸面向外,“×”表示磁感线垂直纸面向里。所以第四象限磁场方向一致且向里。‎ ‎4.如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为 (　　)‎ - 5 -‎ A.πBR2　　　　 B.πBr2‎ C.nπBR2 D.nπBr2‎ ‎【解析】选B。磁通量与线圈匝数无关;且磁感线穿过的面积为πr2,而并非πR2,故B项正确。‎ 二、非选择题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)‎ ‎5.在磁场中放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长为1 cm,电流为0.5 A,所受的磁场力为5×10-4 N,求:‎ ‎(1)该位置的磁感应强度多大?‎ ‎(2)若将该电流撤去,该位置的磁感应强度又是多大?‎ ‎(3)若将通电导线跟磁场平行放置,该导体所受到的磁场力多大?‎ ‎【解析】(1)根据题意,B与I垂直时:由公式B== T=0.1 T;‎ ‎(2)由于磁感应强度由本身决定,与通电导线无关,所以该处的磁感应强度不变,B=0.1 T;‎ ‎(3)通电导线与磁场平行放置时,所受磁场力为零。‎ 答案:(1)0.1 T　(2)0.1 T　(3)0‎ ‎【补偿训练】‎ 在赤道附近的地磁场可看做沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度大小为4.5×‎ ‎10-4 T,赤道上有一东西向30 m长的直导线,导线中通有自东向西的电流30 A,求地磁场对通电导线的作用力大小和方向。‎ ‎【解析】由磁感应强度的定义式B=可得:导体受到的磁场力为F=BIL=4.5×10-4×30×30 N=0.405 N,方向竖直向下。‎ 答案:0.405 N,方向竖直向下 ‎ (10分钟　20分)‎ - 5 -‎ ‎6.(6分)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小B=K,即某点的磁感应强度大小B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示,两根平行长直导线相距为r,通以大小相等、方向相同的电流。规定磁感应强度方向垂直纸面向里为正,则磁感应强度大小B随x变化的图线可能是(　　)‎ ‎【解题指南】解答此题应注意以下两点:‎ ‎(1)通电导线周围有磁场存在,根据右手螺旋定则判断磁场方向,再结合矢量叠加来分析磁感应强度B随x变化的图线。‎ ‎(2)由于电流大小相等,方向相同,所以两根连线的中点磁场刚好为零,从中点向两边移动磁场越来越强,中点左边的磁场垂直纸面向里,中点右边的磁场垂直纸面向外,同时也应会分析电流方向相同时的情况。‎ ‎【解析】选D。根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里,右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外,离导线越远磁场越弱,在两根导线中间位置磁场为零。靠近左侧导线的位置磁场向里;靠近右侧的位置的磁场方向向外;由于规定B的正方向为垂直纸面向里,所以在0～r区间内磁感应强度B随x变化的图线应为D图,故选项D正确,A、B、C错误。‎ ‎【补偿训练】‎ 如图,甲、乙两根长直导线垂直纸面放置,A点为纸面上与甲、乙等距的点。图中虚线为在纸面内过A点分别与甲、乙两导线垂直的线,且这两条虚线互相垂直。当甲、乙两根导线中通有图示方向的电流时,两电流在A点处所产生的磁场方向一定 (　　) ‎ - 5 -‎ A.指向区域①　　　　　B.指向区域②‎ C.指向区域③ D.指向区域④‎ ‎【解析】选C。由题意可知,根据右手螺旋定则,甲通电长直导线在A处的磁场方向,沿乙A的连线,由乙指向A;同理,乙通电导线在A处的磁场方向,沿甲A的连线,由甲指向A,再根据矢量叠加原则可知,两电流在A点处所产生的磁场方向在区域③,故C正确,A、B、D错误。‎ ‎7.(14分)如图所示,正方形线圈abcO边长为0.8 m,匀强磁场沿x轴正向,B=‎ ‎0.2 T,线圈在图示位置绕Oz轴转过60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化了多少?‎ ‎【解析】由题意,初磁通量Φ1=BSsin0°=0;‎ 末磁通量Φ2=BSsin60°=0.2×0.82× Wb=0.064 Wb≈0.11 Wb;‎ 所以ΔΦ=Φ2-Φ1=0.11 Wb。‎ 答案:0.11 Wb - 5 -‎