高中物理同步学习课件：5.3、《4磁感应强度、磁通量、磁与现代科技》（鲁科版选修3-1）

1 关于磁感应强度B 下列说法正确的是 A 在磁场中磁感线越密集的地方 磁感应强度越大B 某处磁感应强度等于穿过此处单位面积的磁感线条数C 放在某点的小磁针静止时S极所指的方向就是该点磁感应强度的方向D 某点的磁感线的切线方向即是该点磁感应强度的方向 解析 选A D 穿过垂直于磁感线的单位面积的磁感线的条数等于该处的磁感应强度 B项中忽视了 垂直 这一条件 故B项错 磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 磁感线密的地方 磁感应强度大 故A项对 小磁针静止时N极指向是该点的磁感线的切线方向 也是该点的磁感应强度的方向 C项错 D项对 2 与磁场中某点的磁感应强度的方向相同的是 A 该点的磁场方向B 通过该点的磁感线的切线方向C 放在该点的小磁针静止时N极所指的方向D 放在该点的小磁针静止时S极所指的方向 解析 选A B C 磁场的方向就是磁感应强度的方向 A对 在磁感线上 任意一点的切线方向跟该点的磁感应强度方向相同 B对 物理学中规定 磁感应强度的方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向相同 故C对 D错 3 关于磁通量 下列叙述正确的是 A 穿过某一面的磁感线的条数越多 则穿过该面的磁通量越大B 穿过两个面的磁感线的条数相等 则穿过两个面的磁通量相等C 磁场中某处的磁感应强度等于穿过该处单位面积的磁通量D 磁场中某处的磁感应强度等于垂直穿过该处单位面积的磁通量 解析 选A B D 穿过某一平面的磁感线条数等于穿过这一平面的磁通量 故A B正确 B 中 S是与B垂直的面积 故D正确 C错误 4 如图所示 矩形线圈abcd放置在水平面内 磁场方向与水平方向成 角 已知sin 回路面积为S 匀强磁场的磁感应强度为B 则通过线框的磁通量为 A BSB C D 解析 选B 由图知 为B与S的夹角 则穿过线圈的磁通量 BSsin 选B 5 2010 佛山高二检测 关于匀强磁场的说法中正确的是 A 磁感应强度的大小处处相等的磁场就是匀强磁场B 磁感应强度的方向处处相同的磁场就是匀强磁场C 磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场 叫做匀强磁场D 匀强磁场的磁感线是一组方向相同的平行的等间距的直线 解析 选C D 若某区域磁感应强度的大小和方向处处相同 则这个区域的磁场为匀强磁场 A B项错误 C项正确 由于磁感应强度的大小和方向处处相同 用磁感线描述磁场时 磁感线是一些方向相同的平行的等间距的直线 D项正确 典例1 下列说法正确的是A 通过某平面的磁感线条数为零 则此平面处的磁感应强度一定为零B 空间各点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向C 平行放置的两条形磁铁异名磁极间的磁场为匀强磁场D 磁感应强度为零 则通过放在该处的某平面的磁感线条数一定为零 思路点拨 解答本题时应把握以下三点 标准解答 选B D 磁感应强度反映磁场的强弱和方向 它的方向就是该处磁场的方向 故B项正确 磁感应强度为零 放在该处的某平面无磁感线穿过 故D项正确 若某平面无磁感线穿过 可能磁场很强 只是平面平行于磁场放置导致磁感线穿过该平面的条数为零 所以A项不正确 两平行放置的异名磁极间的磁场不一定是匀强磁场 近距离平行放置的两异名磁极间的磁场才是匀强磁场 C项错误 变式训练 下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法 正确的是 A 电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同B 电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同C 磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同D 磁感应强度的方向与小磁针静止时N极所指的方向相同 解析 选B D 电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向 磁感应强度的方向是小磁针静止时N极受力的方向 故B D正确 典例2 如图所示 框架面积为S 框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直 则穿过线框平面的磁通量为多少 若使框架绕OO 转过60 则穿过线框平面的磁通量为多少 若从初始位置转过90 则此时穿过线框平面的磁通量为多少 思路点拨 磁通量的大小直接利用公式 BScos 即可求解 应特别注意 角的大小 自主解答 框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直时 0 此时磁通量 1 BS 框架绕OO 转过60 时 磁通量 2 BScos60 BS 框架转过90 时 磁通量 3 BScos90 0 答案 BSBS0 互动探究 1 若从初位置使框架绕OO 转过60 则穿过框架的磁通量变化了多少 2 若从初位置使框架绕OO 转过180 则穿过框架的磁通量是多少 磁通量变化了多少 解析 1 磁通量变化了 1 2 1 BS BS BS 即磁通量减少了BS 2 若从初位置使框架绕OO 转过180 磁通量 4 BScos180 BS 磁通量变化了 2 4 1 2BS 答案 1 BS 2 BS2BS 典例3 如图所示 两个完全相同的通电圆环A B的圆心O重合 圆面相互垂直地放置 通电电流相同 电流方向如图所示 设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强度都为B0 则O处的磁感应强度大小和方向分别为A 0B 2B0向外斜上方C B0向里斜下方D B0向里斜上方 思路点拨 根据安培定则判断出两环形电流产生的磁场在O点处的磁场方向 根据矢量叠加原理求出O点处的合磁感应强度 标准解答 选C 由安培定则可知 图中A环在圆心O处产生的磁感应强度的方向是垂直纸面向里 B环在圆心O处产生的磁感应强度的方向是竖直向下 根据平行四边形定则可知 圆心O处磁感应强度大小为 方向为向里斜下方 故选C 1 2010 巴蜀中学高二检测 如图所示 两个同心放置的共面金属圆环a和b 一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直 则穿过两环的磁通量 a和 b大小关系为 A a bB a bC a bD 无法比较 解析 选A a b环位于非匀强磁场中 不能用 B S计算 只能通过比较穿过两环的磁感线净条数多少来判断磁通量的大小 条形磁铁的磁感线是从N极出发 经外空间磁场由S极进入 在磁铁内部的磁感线从S极向N极 又因磁感线是闭合的平滑曲线 所以条形磁铁内外磁感线条数一样多 从下向上穿过A B环的磁感线条数一样多 而从上向下穿过b环的磁感线多于a环 则b环从下向上穿过的净磁感线少于a环 所以a环的磁通量大于b环磁通量 2 2010 德州高二检测 赤道上方沿东西方向水平放置一根长直导线 导线正下方有一个静止的小磁针 当导线中通有某方向的电流时 小磁针没有发生偏转 依然静止不动 该位置地磁场的大小为B1 则通电导线在小磁针处产生磁场的磁感应强度B2的下列说法中正确的是 A B2大于B1 方向由南向北B B2大于B1 方向由北向南C B2等于B1 方向由南向北D B2等于B1 方向由北向南 解析 选A C D 通电后小磁针依然静止不动 可能有两种情况 一是两个磁场的合磁感应强度为0 即B2等于B1 方向由北向南 D对 B错 二是两个磁场方向相同 合磁场方向不变 A C对 3 2010 绍兴高二检测 如图所示的磁场中竖直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 解析 选A 磁通量的大小可以用磁感线的条数来表示 穿过线圈S1的条数多 磁通量比较大 A对 4 2010 汕头高二检测 两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通相同强度的电流 方向如图所示 那么两电流在垂直导线平面所产生的磁场方向向内且最强的区域是 A 区域1B 区域2C 区域3D 区域4 解析 选C 由右手定则和磁场的合成法则可知C选项正确 1 5分 如图所示圆形线圈的匝数为100匝 圆面积为0 5m2 在该圆形线圈平面内有一个面积为0 1m2的正方形区域 该区域内有垂直线圈平面向里的匀强磁场 磁感应强度为B 2T 求穿过该圆形线圈的磁通量 A 1WbB 0 2WbC 100WbD 20Wb 解析 选B 由 BS可得 2 0 1Wb 0 2Wb 故只有B正确 2 5分 如图所示 电流从A点分两路通过对称的环形支路汇合于B点 在环形支路的圆心O处的磁感应强度 A 垂直于环形支路所在平面 且指向 纸外 B 垂直于环形支路所在平面 且指向 纸内 C 大小为零D 在环形支路所在平面内 指向B点 解析 选C 由安培定则判断上边环形电流在O点处产生磁场的方向垂直纸面向里 下边环形电流在O点处产生磁场的方向垂直纸面向外 方向相反 两环形支路的电流相等 环形电流支路的圆心O与两支路间的距离相等 所以O处的磁感应强度为零 3 5分 如图所示为磁场中的两条磁感线 A B C为磁场中的三个点 其中A C在同一条磁感线上 下列关于三点所在处的磁感应强度BA BB BC的说法正确的是 A BA一定大于BBB BA可能与BB大小相等C BA与BC同向D BA与BB无法比较大小关系 解析 选A C 由图可知A处磁感线比B C处磁感线密集 所以BA最大 故A正确 B D错误 A C在同一条直线磁感线上 所以BA与BC同向 C正确 4 5分 如图所示 矩形线圈abcd绕OO 轴在匀强磁场中匀速转动 下列说法中正确的是 A 线圈从图示位置转过90 的过程中 穿过线圈的磁通量不断减小B 线圈从图示位置转过90 的过程中 穿过线圈的磁通量的变化量为零 C 线圈从图示位置转过180 的过程中 穿过线圈的磁通量的变化量为零D 线圈从图示位置转过360 的过程中 穿过线圈的磁通量的变化量为零 解析 选A D 磁通量的公式为 BScos 从图示位置转过90 的过程 从0 增加到90 cos 减小 故穿过线圈的磁通量不断减小 A正确 图示位置 0 穿过线圈的磁通量 0 BS 转过90 磁通量为 1 BScos90 0 磁通量的变化量 1 1 0 0 BS BS B错误 转过180 磁通量为 2 BScos180 BS 磁通量变化量 2 2 0 2BS C错误 转过360 磁通量为 3 BScos360 BS 磁通量变化量 3 3 0 0 D正确 5 5分 在匀强磁场中某处P点放一个面积为0 4m2的正方形线圈 线圈共有100匝 如果穿过它的磁感线条数刚好等于4条 现将该线圈从磁场中撤走后P处磁感应强度大小 A 因为没有线圈 所以磁感应强度为零B 一定等于10TC 可能大于10TD 一定等于1000T 解析 选C 磁感应强度由磁场本身决定 与磁场中有无线圈 线圈匝数都无关 取走线圈不影响P点的磁感应强度 由于题中未说明线圈与磁感线是否垂直 所以垂直磁感线方向的线圈面积可能小于等于0 4m2 所以B大于等于10T 故只有C正确 6 7分 三根平行的长直导线分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点 如图所示 现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应强度大小均为B 则O点实际磁感应强度的大小和方向如何 解析 根据安培定则 I1和I3在O点处产生的磁感应强度B1 B3方向相同 I2在O点处产生的磁感应强度方向与B1 B3方向垂直 如图所示 故O点处实际磁感应强度大小为B0 实际磁感应强度方向斜向下且与斜边夹角为 arctan2 答案 大小为B 方向斜向下且与斜边夹角为arctan2 7 8分 如图所示 面积为S的矩形线框abcd 处在磁感应强度为B的匀强磁场中 磁场方向与线框平面成 角 若线框以ab为轴顺时针转过90 求穿过abcd面的磁通量变化量 解析 磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框平面方向上的分量决定 开始时B与线框平面成 角 磁通量为 1 BSsin 线框面按题意方向转动时 磁通量减少 当转动90 时 磁通量变为 负 值 2 BScos 可见 磁通量的变化量为 2 1 BScos BSsin BS cos sin 答案 BS cos sin 8 10分 在50周年国庆盛典上 我国FBC 1 飞豹 新型超音速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1 7倍声速自东向西飞过 该机两翼面积分别为15m2 设北京上空地磁场的竖直分量为0 42 10 4T 则穿过该机两翼的总磁通量为多少 若该机做花样表演翻转180度飞行 翻转过程穿过两翼的磁通量变化了多少 解析 根据磁通量公式 BS得 0 42 10 4 2 15Wb 1 26 10 3Wb磁通量的变化量 2 1 2 2 52 10 3Wb答案 1 26 10 3Wb2 52 10 3Wb 1 如图所示 OO 为条形磁铁的轴线 a b c为轴线上的点 则这三点的磁感应强度的大小关系为 A Ba Bb BcB Ba Bb BcC Ba Bb BcD Ba Bb Bc 解析 选B 靠磁极越近处磁感线越密 磁感线越密的地方 磁感应强度越大 a b c三点中 a点最靠近磁极 然后依次是b点 c点 故选B 2 下列关于磁通量的说法中 正确的是 A 磁通量是反映磁场强弱的物理量B 穿过某一面积上的磁通量表示穿过此面积的磁感线条数C 在磁场中所取的面积越大 穿过此面积的磁通量一定越大D 若穿过某面积的磁通量为零 则此面积处的磁感应强度一定为零 解析 选B 由 BS知 由B和S两个因素决定 若S大 B小 则 不一定大 C错 当B与S平行时 0 B不为零 D错 磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量 A错 磁通量可以用穿过线圈平面的磁感