高考物理总复习《磁感应强度、磁通量》专项检测卷及答案

第第页高考物理总复习《磁感应强度、磁通量》专项检测卷及答案学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________A级必备知识基础练1.下列关于磁感应强度的方向的说法正确的是()A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导线放在该处时所受磁场力的方向B.小磁针受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向2.如图所示,四根相互平行的均通有电流为I的长直导线a、b、c、d,放在正方形的四个顶点上。每根通电直导线单独存在时,正方形中心O点的磁感应强度大小都是B,则四根通电直导线同时存在时O点的磁感应强度的大小和方向为()A.22B,方向向左B.22B,方向向下C.2B,方向向右D.2B,方向向上3.把一小段通电直导线垂直于磁场方向放入一匀强磁场中,图中能正确反映各量间关系的是()4.(2023福建泉州五中校考)丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应,揭开了物理学史的新纪元。某物理探究小组在实验室重复了奥斯特的实验,具体做法是在静止的小磁针正上方,平行于小磁针水平放置一根直导线,当直导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该直导线的电流为I0时,小磁针静止时与直导线夹角为α1。已知直导线在某点产生磁场的强弱与通过该直导线的电流成正比,若在实验中发现小磁针静止时与直导线夹角为α2,则通过该直导线的电流为()A.sinα2sinα1IC.cosα2cosα1I5.(2023河南高二期末)电流可以在其周围空间激发出磁场,直线电流在空间某点激发的磁场的磁感应强度大小满足B=μI2πr,其中μ为磁导率,I为电流大小,r为该点到直线电流的距离。如图所示,A、B、C、D、E是半径为R的圆的五等分点,其中B、C、D、E四点有垂直于纸面向里的恒定直线电流,电流均为I0,A点直线电流也为I0,方向垂直于纸面向外。磁导率μ可以认为是常量,则圆心OA.μI0πR B.3μI026.如图所示,面积是0.5m2的矩形导线圈处于磁感应强度为20T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,如图中Ⅰ位置,则穿过该线圈的磁通量是多少?若线圈平面与磁场方向夹角为60°,如图中Ⅱ位置,则穿过该线圈的磁通量又是多少?7.实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平如图所示,天平平衡时,通电导线所受磁场力的大小等于钩码的重力,某同学在实验室里,用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度,他测得的数据记录如下所示,请你算出通电螺线管中的磁感应强度B。通电螺线管内导线的长度:4×10-2m天平平衡时钩码重力:4×10-5N通过导线的电流:0.5A8.有一U形曲面,其尺寸如图所示,U形曲面开口竖直向上,现将U形曲面放入磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中。(1)当磁场方向竖直向下时,穿过该曲面的磁通量是多少?(2)当磁场方向水平向右时,穿过该曲面的磁通量是多少?B级关键能力提升练9.如图所示,两根互相平行的长直导线分别过纸面上的M、N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。则下列说法正确的是()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两点处的磁感应强度的方向不同10.(多选)如图所示,两通电长直导线垂直于纸面放置,它们的电流大小相等、方向均垂直于纸面向里,菱形abcd的对角线ac与两导线垂直相交,菱形的中心O点到两导线的距离相等。下列说法正确的是()A.O点的磁感应强度大小为零B.b点与d点的磁感应强度大小相等、方向相反C.a点与c点的磁感应强度大小相等、方向相同D.Ob上各点的磁感应强度方向相同11.已知通电长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度大小B0与通电导线中的电流I成正比,与该点到通电导线的距离r成反比,即B0=kIr,式中k为比例系数。现有两条相距为L的通电长直导线a和b平行放置,空间中存在平行于图示的菱形PbQa的匀强磁场(图中未画出)。已知菱形PbQa的边长也为L,当导线a和b中通以大小相等、方向如图所示的电流I时,P点处的磁感应强度恰好为零。则下列说法正确的是(A.Q点处的磁感应强度大小为kIB.匀强磁场的方向从P点指向Q点,大小为2kIC.匀强磁场的方向从Q点指向P点,大小为2kID.两导线连线中点处的磁感应强度大小为3kI12.一磁感应强度为B的匀强磁场,方向水平向右,在磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置,平面abcd与垂直于磁场方向的竖直平面成θ角,将abcd绕ad轴转180°,则穿过线圈平面的磁通量的变化量的绝对值是多少?13.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元,通入的电流是2.5A,导线长10cm,它受到的磁场力为5×10-2N。(1)这个位置的磁感应强度是多大;(2)如果把通电导线中的电流增大到5A,这一点的磁感应强度是多大;(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?14.如图所示,框架的面积为S,匀强磁场的磁感应强度大小为B。试求:(1)框架平面与磁感应强度B垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?(2)若框架绕OO'转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量改变量为多少?(4)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量改变量为多少?参考答案1.D2.A3.C4.B设小磁针处地磁场为由南向北,磁感应强度为B1,直导线南北方向放置,由安培定则可知,电流在小磁针处的磁场与地磁场方向垂直,则当通过该直导线的电流为I0时,由平行四边形定则可知该电流在小磁针处的磁场的磁感应强度B=B1tanα1,当通过该直导线的电流为I时,由平行四边形定则可知该电流在小磁针处的磁场的磁感应强度B'=B1tanα2,由于直导线在某点产生磁场的强弱与通过该直导线的电流成正比,所以II0=B'B=tanα5.A若A点直线电流方向也垂直于纸面向里,根据磁感应强度的矢量运算法则,可知圆心O点的磁感应强度大小为0。但实际A点直线电流方向垂直于纸面向外,则其他四个点的直线电流在圆心O点的磁感应强度的矢量和与A点直线电流在O点的磁感应强度等大同向。故实际圆心O点的磁感应强度大小为B=2·μI02π6.解析因为线圈平面与磁场垂直所以ΦⅠ=BS=20×0.5Wb=10Wb。因为线圈平面与磁场方向夹角为60°所以ΦⅡ=BSsin60°=20×0.5×32Wb=8.66Wb答案10Wb8.66Wb7.解析由题意得I=0.5A,G=4×10-5N,l=4×10-2m。电流天平平衡时,导线所受磁场的力的大小等于钩码的重力,即F=G。由磁感应强度的定义式得B=FIl=4×10-50.5所以通电螺线管中的磁感应强度为2×10-3T。答案2×10-3T8.解析(1)当磁场方向竖直向下时,曲面在垂直于磁场方向的投影面积为S1=0.1×0.1m2=0.01m2此时穿过曲面的磁通量为Φ1=BS1=2×0.01Wb=0.02Wb。(2)当磁场方向水平向右时,曲面在垂直于磁场方向的投影面积为S2=0.1×0.2m2=0.02m2若规定从外表面穿入而从内表面穿出的磁通量为正值,则穿过曲面左半部分的磁通量为Φ2'=BS2=2×0.02Wb=0.04Wb穿过曲面右半部分的磁通量为Φ2″=-BS2=-0.04Wb穿过整个曲面的磁通量为Φ2=Φ2'+Φ2″=0。答案(1)0.02Wb(2)09.C根据安培定则,M处导线中的电流在O点处产生的磁场方向垂直MN向下,N处导线中的电流在O点处产生的磁场方向垂直MN向下,合成后磁感应强度不为零,A错误;M处导线中的电流在a点处产生的磁场方向垂直MN向下,在b点处产生的磁场方向垂直MN向下,N处导线中的电流在a点处产生的磁场方向垂直MN向下,在b点处产生的磁场方向垂直MN向下,根据磁场的叠加知,a、b两点处磁感应强度大小相等,方向相同,B错误;M处导线中的电流在c点处产生的磁场方向垂直于cM连线偏向右下方,在d点处产生的磁场方向垂直dM连线偏向左下方,N处导线中的电流在c点处产生的磁场方向垂直于cN连线偏向左下方,在d点处产生的磁场方向垂直于dN连线偏向右下方,根据平行四边形定则知,c点处的磁场方向垂直MN向下,d点处的磁场方向垂直MN向下,且c、d两点处磁感应强度大小相等,C正确;a、c两点处的磁场方向都是垂直MN向下的,D错误。10.ABD根据安培定则,设右边通电长直导线在O点产生的磁感应强度大小为B1,方向向上,左边通电长直导线在O点产生的磁感应强度大小为B1,方向向下,故O点的磁感应强度大小为零,A正确;设右边通电长直导线在b点产生的磁感应强度大小为B2,方向如图所示,左边通电长直导线在b点产生的磁感应强度大小为B2,方向如图所示,由磁场的叠加原理可知b点的磁感应强度方向由c点指向a点,同理可得,d点的磁感应强度方向由a点指向c点,且大小与b点的相同,B正确;根据安培定则和磁场的叠加原理可知,a点与c点的磁感应强度大小相等,但a点磁感应强度方向向下,c点磁感应强度方向向上,C错误;根据安培定则和磁场的叠加原理可知,Ob上各点的磁感应强度方向均由c点指向a点,D正确。11.D由题意知每股电流在P点处产生的磁场的磁感应强度大小为B=kIL,由安培定则知导线a和b中的电流在P点处产生的磁场的磁感应强度方向分别垂直Pa和Pb,由平行四边形定则知匀强磁场的磁感应强度方向应由P点指向Q点,且大小为kIL,才能使P点处的合磁感应强度恰为零,B、C项错误;同理可知Q点处的磁感应强度也为零,A项错误;由于两导线连线中点到两导线的距离均为L2,两导线在该处产生的磁感应强度大小均为2kIL,故合磁感应强度的大小为312.解析开始时穿过线圈平面的磁通量为Φ1=BScosθ。后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2=-BScosθ则磁通量的变化量的绝对值为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScosθ。答案2BScosθ13.解析(1)由磁感应强度的定义式得B=FIL=5×10-(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L、电流I的大小无关,所以该点的磁感应强度还是0.2T。(3)不可以。如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则有两种可能:①该处没有磁场;②该处有磁场,但通电导线与磁场方向平行。答案(1)0.2T(2)0.2T(3)不可以14.解析(1)框架平面与磁感应强度B垂