人教版物理必修3同步练习: 13.2 磁感应强度 磁通量(能力提升)
试卷更新日期：2024-04-02 类型：同步测试
一、选择题
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1. 如图所示，在条形磁铁外面套着一圆环，当圆环由磁铁N极向下平移到磁铁S极的过程中，圆环所在处的磁感应强度和穿过圆环的磁通量变化的情况是（ ）
A、磁感应强度和磁通量都逐渐增大 B、磁感应强度和磁通量都逐渐减小 C、磁感应强度先减弱后增强，磁通量先增大后减小 D、磁感应强度先增强后减弱，磁通量先减小后增大2. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，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、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C、c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D、a、c两点处磁感应强度的方向不同3. 如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中（图中未画出），相距为l的两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置。两导线均通有方向垂直于纸面向里、大小相等的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处磁感应强度为零。b点与a点关于PQ连线对称。下列说法正确的是（ ）
A、匀强磁场的方向平行于PQ向右 B、P的电流在a点处磁场的磁感应强度大小为 C、将P中的电流方向反向，PQ连线中点磁场方向垂直PQ向上 D、将Q中的电流方向反向时，b点的磁感应强度大小为4. 六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，O为六边形的中心，通过长直导线的电流分别为 ， 中通过的电流大小相等，中通过的电流大小相等，电流方向如图所示。已知通电长直导线在距导线r处产生的磁感应强度大小为 ， 此时O点处的磁感应强度大小为 ， 导线a在O处产生的磁感应强度为B，则移除e处导线后，e处的磁感应强度大小为（ ）
A、0 B、B C、 D、5. 某智能手机中有多种传感器，其中包括磁传感器，安装合适的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度。地磁场的磁感线分布如图（a）所示。小明为了测量当地的地磁场，如图（b），在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某次测量手机水平放置，z轴正方向竖直向上，测出以下数据、、。根据测量结果可以推断（ ）
A、测量地点位于南半球 B、x轴正方向指向西方 C、y轴正方向指向南方 D、当地的地磁场大小约为50μT6. 在地球赤道面上有一点P，其上方有一小段沿东西方向放置的通电直导线，电流方向由东向西，通电直导线在P点处的磁感应强度大小为B，地磁场在P点处的磁感应强度大小也为B，地球视为球体，则P点处实际磁感应强度大小为（ ）A、2B B、 C、B D、07. 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。如图所示，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时x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、当地地磁场的磁感应强度大小约为50μT C、第2次测量时x轴正向指向北方 D、第3次测量时x轴正向指向南方8. 根据速度定义式 ，当
极短时， 就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，由此可知，当△t极短时， 就可以表示物体在时刻的瞬时加速度，上面用到的物理方法分别是（ ） A、控制变量法；微元法 B、假设法；等效法 C、微元法；类比法 D、极限法；类比法9. 类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，教科书中讲解了由 图像来求位移的方法。请你借鉴此方法，判断图13给的图象的面积与能求的物理量之间的对应关系中不正确的是（ ）A、
B、
C、
D、
10. 在一水平桌面上放置一电流方向如图所示的通电直导线，将一环形线圈沿桌面从图中位置水平向右平移至位置 ， 则该过程中线圈的磁通量变化情况是（ ）
A、先增大后减小 B、先减小后增大
C、先增大后减小再增大再减小 D、先减小后增大再减小再增大11. 磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（ ）
A、球面1和球面2的磁通量相同 B、球面1比球面2的磁通量小 C、a点和b点的磁感应强度相同 D、a点比b点的磁感应强度小12. 如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同方向如图中所示的电流，要使由这四根通电直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流（ ）
A、切断 B、切断 C、切断 D、切断二、多项选择题
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13. 如图所示，纸面内有一直角三角形ABC，∠C=30°，D是BC的中点。电流分别为I1、I2的无限长通电直导线垂直纸面放置在A点、C点，方向如图所示。已知通有电流I的长直导线在距其r处产生磁场的磁感应强度大小为（其中k为常量），下列说法正确的是（ ）
A、电流I1在D点的磁场与电流I2在D点的磁场方向夹角为60° B、电流I1在B点的磁场方向与AB垂直，平行于AC斜向上 C、若B点的磁场方向由B指向C，则I1、I2的比值为1：2 D、若B点的磁场方向由B指向A，则I1、I2的比值为1：414. 边长为2L的正三角形ABC的三个顶点处，分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，a、b、c三点分别是正三角形三边的中点，O点为三角形的中心。通电长直导线产生的磁场在其周围某点的磁感应强度大小 ， 其中k为大于零的常数，I为导线中的电流，r表示该点到导线的距离。则以下关于a、b、c、O四点的磁感应强度的说法中正确的是（ ）
A、b点的磁感应强度方向沿BC方向指向C B、O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AC边 C、O点的磁感应强度方向平行于BC由O点指向AB边 D、a、c两点的磁感应强度大小均为15. 中国代科学家沈括在《梦溪笔读》中最早记载了地磁偏角：“以磁石器针，则能指南，然常微偏东，不全南也。”研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（ ）
A、地理南、北极与地磁场的南、北极重合 B、我国北京地区的地磁场方向为北偏下 C、地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，且平行于地球自转方向 D、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近16. 下列与地磁场有关的描述正确的是（ ）A、信鸽能从遥远的地方飞回而不迷失方向，是由于地磁场的帮助 B、地磁场减少了宇宙射线对地球的侵袭，是地球生物的保护伞 C、小磁针静止时N极指向地理上的南极附近 D、地磁场的N极与地理的南极重合，地磁场的S极与地理的北极重合17. 从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能粒子，若到达地球，会对地球上的生命带来危害．下图是地磁场分布的示意图，关于地磁场对宇宙射线的阻挡作用的下列说法，正确的是（ ）
A、地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱 B、地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱 C、地磁场对宇宙射线的阻挡作用在各处相同 D、地磁场对宇宙射线的阻挡作用的原因是地磁场能使宇宙射线发生偏转18. 从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能粒子，若到达地球，会对地球上的生命带来危害．但由于地磁场的存在改变了宇宙线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面．右图是地磁场分布的示意图，（忽略磁偏角的影响不计粒子重力，）关于地磁场对宇宙射线的阻挡作用的下列说法正确的是（ ）
A、地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最弱，赤道附近最强 B、地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最弱，南北两极最强 C、地磁场使直射地球赤道的 He（氦核）向东偏转 D、地磁场使直射地球赤道的 e（电子）向东偏转19. 如图所示，框架面积为S ， 框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是（ ）
A、磁通量有正负，所以是矢量 B、若使框架绕转过60°角，磁通量为 C、若框架从初始位置绕转过90°角，磁通量为0 D、若框架从初始位置绕转过180°角，磁通量变化量为020. 关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A、图甲中，通过两金属圆环的磁通量 B、图乙中，通过N匝边长为L的正方形金属线圈的磁通量为 C、图丙中，在通电直导线的磁场中，线圈在II位置时穿过线圈的磁通量不为0 D、图丙中，在通电直导线的磁场中，若线圈在I位置时的磁通量大小为 ， 则线圈从I位置平移至III位置过程中，线圈的磁通量的变化量大小为221. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，叙述正确的是（ ）
A、图甲中断开开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转 B、图乙中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向内 C、图丙中若当电流从流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁下端为极 D、图丁中水平圆环位于两位置时穿过圆环的磁通量最大三、非选择题
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22. 场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。(1)、写出电场强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义；(2)、写出磁感应强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义。23. 如图所示，在竖直向下匀强磁场中，一根长0.4m质量为0.2kg的通电导线M用等长绝缘轻绳AE、CD悬挂起来， ， 。当导线M中的电流为20A时，M受磁场力使得AE、CD与竖直方向夹角（导线与磁场方向垂直），求：
(1)、磁感应强度B的大小；(2)、通过面积的磁通量是多少？24. 自然界中某量的变化可以记为 ， 发生这个变化所用的时间间隔可以记为；当极小时，变化量与之比就是这个量对时间的变化率，简称变化率。(1)、写出加速度的定义式，并说明其物理意义。(2)、历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“另类匀变速直线运动”，“另类加速度”定义为 ， 其中和分别表示某段位移内的初速度和末速度。当时，求位移中点的瞬时速度大小。25. 科学思想方法在物理问题的研究中十分重要，库仑受到牛顿的万有引力定律的启发，运用方法（选填“建立模型”、“类比”、“控制变量”、“理想实验”），发现了电荷间相互作用规律，该规律被称为。26. “天宫一号”是中国第一个空间实验室，“天宫一号”空间应用系统开展了太阳与地磁活动指数的中期预测等研究，其成果已成功应用于中国首次载人交会对接任务的空间环境预报。如图所示，太阳电池帆板可以为空间飞行提供动力和能源，假设“天宫一号”正绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，太阳帆板的面积 ，在图示位置地磁场与太阳帆板垂直，磁感应强度 ，太阳帆板和空间站都是通电性能良好的导体。
(1)、在太阳帆板上将一个灵敏电流计与M、N相连构成闭合电路，试判断电流计指针能否偏转，并说明理由；(2)、如果在图示位置太阳帆板绕MN连线转过30°角，则穿过线圈的磁通量是多少？27. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上，导轨宽度为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中.轻绳一端跨过光滑定滑轮，悬吊质量为m的小物块，另一端平行于斜面系在质量为m的金属棒的中点，现将金属棒从PQ位置由静止释放，金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计，重力加速度为g.
(1)、求金属棒匀速运动时的速度大小；(2)、若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时，磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化，使回路中无电流，请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式.28. 在匀强磁场中垂直磁场方向放置一个边长为10cm的正方形线圈，穿过线圈的磁通量为3×10-5Wb，则磁感应强度为T，如果将线圈绕ad边转动60°，则穿过线圈的磁通量变为Wb。
29. 通量是物理学中的重要概念，在物理学习中有着重要应用。
(1)、在研究磁场时我们定义了磁通量。如图甲所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，面积为S的平面与垂直于B的平面间的夹角为。求穿过面积S的磁通量；(2)、类比磁通量的概念，在电场中可以定义“电通量”。已知电场强度为的匀强电场中有一个垂直于电场方向的平面，面积为S。写出穿过这一面积的电通量的表达式。(3)、利用（2）的结论及所学知识证明：如图乙所示，在电荷量为的点电荷的电场中，穿过以点电荷所在位置为球心的任意球面的电通量为定值。30. 如图所示，边长为的匝正方形闭合线圈内部有一边长为的正方形区域的匀强磁场，磁场右边界与线圈右边界重合，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度大小为。
(1)、求穿过线圈的磁通量的大小；(2)、若线圈以右边界为转轴按箭头方向转动，当转过时，穿过线圈的磁通量为多少？(3)、若时刻开始线圈以速度向左做匀速运动，在线圈移出磁场前，为了使线圈不产生感应电流，磁感应强度应该怎样随时间变化，请推导出与的关系式。