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第44页(共44页)2025-2026学年上学期高二物理人教版(2019)期末必刷常考题之磁感应强度磁通量一.选择题(共6小题)1.如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场中,有一面积为S匝数为n的矩形线圈abcd,线圈可以绕O1O2转动。已知磁场的磁感应强度为B,下列说法正确的是()A.磁通量是矢量,既有大小又有方向 B.图示位置时,穿过线框的磁通量为nBS C.图示位置时,穿过线框的磁通量为BS D.当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大小为02.如图所示,圆周上的三个点A、B、C构成等边三角形,O点是圆心,在A、B、C三个点各固定一根与纸面垂直的通电长直导线,电流方向如图所示。已知单条长直导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0,下列说法正确的是()A.O点的磁感应强度大小为2B0 B.O点的磁感应强度为0 C.O点磁场的方向由B指向A D.O点磁场的方向由C指向A3.关于下列物理公式,说法正确的是()A.C=QU是电容的决定式,B.因R=UI,说明R与U成正比、与C.用电器消耗的电功率都可用P=UI来计算 D.磁感应强度的定义式B=4.下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是()A.根据电场强度的定义式E=FqB.由电势定义式φ=Epq可知,电场中某点的电势与置于该点的试探电荷的电荷量C.根据公式C=QUD.由B=FIL可知,5.在正方形ABCD的中心有一以O点为圆心的铁环,如图所示缠绕着通电绝缘导线,当通电方向如图所示时,O点的磁感应强度大小为B0。现在A、B、C、D四点放置如图所示的通电直导线,电流强度如图所示。已知正方形边长为l,通电直导线周围磁场B=kId,其中k为已知系数,I为电流强度,d为到通电导线的直线距离。则此时OA.B=0 B.B=2C.B=D.B=B06.关于磁感应强度,下列认识正确的是()A.由公式B=FIl可知,磁感应强度B与F成正比,与IlB.磁感应强度只能用来表示磁场的强弱 C.若一小段通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为0 D.磁感应强度的方向即小磁针静止时N的指向二.多选题(共3小题)(多选)7.如图所示,在水平向右的匀强磁场中,水平放置一根通电直导线(图中圆环中心处),电流方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点,ac与磁场方向垂直,bd与磁场方向平行,ac、bd都过圆心。已知a点的磁感应强度为0,下列说法正确的有()A.c点的磁感应强度为b点磁感应强度的2倍 B.b、d两点的磁感应强度方向相互垂直 C.b、d两点的磁感应强度大小相等 D.在该圆周上c点的磁感应强度最大(多选)8.根据条形磁体的磁场分布情况用塑料制作一个模具,在模具中放入一条形磁铁,如图所示,模具侧边界与条形磁体的磁感线重合。取一柔软的弹性线圈套在模具上保持水平,线圈贴着模具竖直向上平移过程中,则()A.线圈所处位置的磁感应强度变小 B.线圈所处位置的磁感应强度不变 C.通过线圈的磁通量变小 D.通过线圈的磁通量不变(多选)9.如图所示,两根无限长通电直导线水平且平行放置,分别通有电流为I1和I2,且I1=2I2。一无限长光滑绝缘杆垂直于两导线水平放置,三者位于同一高度,一带正电的小球P穿在绝缘杆上,小球P从靠近a的地方以某一速度向右运动,小球受到的洛伦兹力设为F。已知导线及杆始终固定不动,通有电流I的无限长直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B=kIr,其中k为常量,A.两导线之间某位置的磁感应强度为零 B.小球沿杆方向做减速运动 C.F先减小后增大再减小 D.F先垂直纸面向里后垂直纸面向外三.填空题(共4小题)10.生产生活中需要用到大量铜芯线,其中一种双芯铜芯线的结构如图所示,cd和ef为两根相互平行的铜芯线,a、b两点位于两铜芯线所在的平面内,a、b两点到cd铜芯线的距离相等,b点到两铜芯线的距离相等,当流过两根铜芯线的电流大小相同、方向相反时,b点的磁感应强度大小(填“大于”或“等于”)零,a点的磁场方向垂直纸面(填“向外”或“向里”),cd和ef两铜芯线间的安培力互相(填“吸引”或“排斥”)。11.如图所示,四根完全相同的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框,O为正方形线框的中心。当强度为I的电流从a点流入b点流出时,则:(1)ab边电流I1和ad边电流I2的大小之比为;(2)ab边在O点产生的磁场方向为(选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”);(3)已知直导线在O点产生的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比,若ab边在O点产生的磁感应强度为B,则整个线框在O点产生的磁感应强度为。12.如图所示,矩形线框面积为S,处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动,当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为,从当前位置转动240°后,穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为。13.如图中圆环通电后,小磁针N极向纸面里转动,则此时通入圆环中的电流方向为(填“顺时针”或“逆时针”);如图中磁场的磁感应强度大小为B,线圈的面积为S,当线圈从图示位置绕OO′轴转过60°时,穿过该线圈的磁通量为。四.解答题(共2小题)14.如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,线圈平面面积S=0.4m2。空间中存在一范围足够大的匀强磁场,方向竖直向下,磁感应强度B=0.6T,设此时穿过线圈的磁通量为正,求:(1)此时穿过线圈的磁通量Φ;(2)把线圈以cd为轴顺时针转过120°,穿过线圈磁通量的变化量ΔΦ。15.如图所示,固定的三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直,导体ab能紧贴金属框架运动,且始终与导轨ON垂直,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)若B=2T,ab从O点开始向右以v0=0.2m/s的速度匀速运动3s过程中,求回路的磁通量的变化量;(2)若初状态时回路面积为S0=2m
2025-2026学年上学期高二物理人教版(2019)期末必刷常考题之磁感应强度磁通量参考答案与试题解析一.选择题(共6小题)题号123456答案CACACD二.多选题(共3小题)题号789答案BCDADCD一.选择题(共6小题)1.如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场中,有一面积为S匝数为n的矩形线圈abcd,线圈可以绕O1O2转动。已知磁场的磁感应强度为B,下列说法正确的是()A.磁通量是矢量,既有大小又有方向 B.图示位置时,穿过线框的磁通量为nBS C.图示位置时,穿过线框的磁通量为BS D.当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大小为0【考点】计算磁通量的变化量;磁通量的计算.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】C【分析】根据磁通量的概念和标量性质以及磁通量的变化量的计算进行分析解答。【解答】解:A.磁通量是标量,不是矢量,故A错误;BC.图示位置时,穿过线框的磁通量为Φ1=BS,与线圈匝数无关,故B错误,C正确;D.当线圈从图示位置转过180°时,则穿过矩形线圈的磁通量是Φ2=﹣BS,穿过线圈的磁通量的变化量大小|ΔΦ|=|Φ2﹣Φ1|=2BS,故D错误。故选:C。【点评】考查磁通量的计算,理解磁通量的标量性质和概念,属于基础题。2.如图所示,圆周上的三个点A、B、C构成等边三角形,O点是圆心,在A、B、C三个点各固定一根与纸面垂直的通电长直导线,电流方向如图所示。已知单条长直导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0,下列说法正确的是()A.O点的磁感应强度大小为2B0 B.O点的磁感应强度为0 C.O点磁场的方向由B指向A D.O点磁场的方向由C指向A【考点】磁感应强度的矢量叠加.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】A【分析】根据题意求解导线A、B和C在O点产生的磁感应强度大小,根据平行四边形定则求解O点的合磁感应强度即可。【解答】解:根据右手螺旋定则判断三通电导线在O点产生磁场的磁感应强度的方向如图由题意,根据磁场的矢量合成可知,合磁场大小为B=2B0方向与BC的方向相同,即由A指向B。故A正确,BCD错误。故选:A。【点评】本题考查通电导线产生的磁场,解题关键是根据题意判断导线产生的磁感应强度大小,根据平行四边形定则合成即可。3.关于下列物理公式,说法正确的是()A.C=QU是电容的决定式,B.因R=UI,说明R与U成正比、与C.用电器消耗的电功率都可用P=UI来计算 D.磁感应强度的定义式B=【考点】磁感应强度的定义与物理意义;电容的概念、单位与物理意义;欧姆定律的简单应用.【专题】定性思想;推理法;恒定电流专题;理解能力.【答案】C【分析】电容器的电容、导体的电阻、磁场的磁感应强度属于比值定义法定义的物理量,在数值上等于表达式的大小,与表达式的分子和分母没有必然的联系;用电器消耗的电功率都可用P=UI来计算。【解答】解:A、电容的定义式为C=QU,采用了比值定义法,描述电容与电荷量和电压的关系,电容大小与Q、U无直接关系。决定式为CB、电阻R=UI是定义式,采用了比值定义法,电阻大小与U、I无直接关系,根据R=ρLS得电阻大小由材料、长度、横截面积决定,与UC、无论用电器是否为纯电阻,其消耗的总电功率均可用P=UI计算,故C正确;D、磁感应强度定义式B=F安故选:C。【点评】本题考查物理量的影响因素,需要学生加强对基础概念的理解,区分定义式和决定式。4.下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是()A.根据电场强度的定义式E=FqB.由电势定义式φ=Epq可知,电场中某点的电势与置于该点的试探电荷的电荷量C.根据公式C=QUD.由B=FIL可知,【考点】磁感应强度的定义与物理意义;电场强度的定义、单位和方向;电势的定义、单位和物理意义及用定义式计算电势;电容的概念、单位与物理意义.【专题】定性思想;归纳法;电场力与电势的性质专题;电容器专题;磁场磁场对电流的作用;理解能力.【答案】A【分析】根据电场强度的定义式分析即可;电场中电势的高低是由电场本身的性质决定的,还与零电势位置的选取有关;电容器电容的大小是由电容器自身结构决定的;通电导线在磁场中受到的安培力大小与其放置方式有关。【解答】解:A、根据电场强度的定义式E=Fq可知,如果电场中某试探电荷所受的电场力为零,则该处电场强度一定为零,故B、电场中电势的高低是由电场本身的性质决定的,还与零电势位置的选取有关,与放入其中的试探电荷无关,故B错误;C、电容器电容的大小是由电容器自身结构决定的,与其带电荷量的多少无关,故C错误;D、通电导线在磁场中受到的安培力大小与其放置方式有关,当电流方向与磁感线方向平行时,导线受安培力为零,但此处的磁感应强度并不为零,故D错误。故选:A。【点评】本题考查了对电场强度、电容、电势、和磁感应强度定义式的理解,基础题。5.在正方形ABCD的中心有一以O点为圆心的铁环,如图所示缠绕着通电绝缘导线,当通电方向如图所示时,O点的磁感应强度大小为B0。现在A、B、C、D四点放置如图所示的通电直导线,电流强度如图所示。已知正方形边长为l,通电直导线周围磁场B=kId,其中k为已知系数,I为电流强度,d为到通电导线的直线距离。则此时OA.B=0 B.B=2C.B=D.B=B0【考点】磁感应强度的矢量叠加;通电直导线周围的磁场.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】C【分析】根据安培定则判断各个导线在O点的磁感应强度的方向,根据矢量运算法则得到合磁感应强度的大小与方向。【解答】解:根据安培定则可知通电线圈在O点产生的磁场B0的方向为竖直向下;四条直导线到圆心O的距离为d=通电直导线周围磁场B=kId,则ACBAC方向由O指向D;同理BD在O点的合磁场为BBD方向由O指向A;则O点的合磁场为B=B02+(故选:C。【点评】本题考查磁感应强度B的矢量合成法则,解题的关键是根据安培定则判断磁感应强度的方向,根据平行四边形定则进行合成运算。6.关于磁感应强度,下列认识正确的是()A.由公式B=FIl可知,磁感应强度B与F成正比,与IlB.磁感应强度只能用来表示磁场的强弱 C.若一小段通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为0 D.磁感应强度的方向即小磁针静止时N的指向【考点】磁感应强度的方向;磁场中小磁针的偏转问题;磁感应强度的定义与物理意义.【专题】定性思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;理解能力.【答案】D【分析】本题考查了磁场的大小与方向,磁感应强度B=FIL是采用比值法定义的,B大小与F、IL无关,【解答】解:A、公式B=FIl是采用比值法定义的,B大小与F、IL无关,B由磁场本身决定,故B、磁感应强度是矢量,既描述磁场强弱也描述方向,故B错误;C、当电流方向与磁场方向平行时,导线不受磁场力作用,此时磁感应强度并非为零,故C错误;D、磁感应强度方向定义为小磁针静止时N极指向,故D正确。故选:D。【点评】对于磁感应强度的定义式B=F二.多选题(共3小题)(多选)7.如图所示,在水平向右的匀强磁场中,水平放置一根通电直导线(图中圆环中心处),电流方向垂直纸面向外,a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点,ac与磁场方向垂直,bd与磁场方向平行,ac、bd都过圆心。已知a点的磁感应强度为0,下列说法正确的有()A.c点的磁感应强度为b点磁感应强度的2倍 B.b、d两点的磁感应强度方向相互垂直 C.b、d两点的磁感应强度大小相等 D.在该圆周上c点的磁感应强度最大【考点】磁感应强度的矢量叠加.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】BCD【分析】用右手定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向,利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向,从而判断各选项。【解答】解:a点的磁感应强度为0,匀强磁场的磁感应强度为B,可知直导线产生的磁场与匀强磁场的场强等大反向。因直导线在abcd四点产生的磁感应强度大小相同则均为B,直导线在b点的磁场方向向下,可知b点的合磁感应强度为2B,方向指向右下方45°;直导线在c点的磁场向右,可知c点的磁感应强度为2B,方向向右;直导线在d点的磁场方向向上,可知d点的合磁感应强度为2B,方向指向右上方45°;则c点的磁感应强度为b点磁感应强度的2倍,b、d两点的磁感应强度方向相互垂直;b、d两点的磁感应强度大小相等;在该圆周上c点的磁感应强度最大,故A错误,故选:BCD。【点评】磁感应强度既有大小,又有方向,是矢量。它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。(多选)8.根据条形磁体的磁场分布情况用塑料制作一个模具,在模具中放入一条形磁铁,如图所示,模具侧边界与条形磁体的磁感线重合。取一柔软的弹性线圈套在模具上保持水平,线圈贴着模具竖直向上平移过程中,则()A.线圈所处位置的磁感应强度变小 B.线圈所处位置的磁感应强度不变 C.通过线圈的磁通量变小 D.通过线圈的磁通量不变【考点】磁通量的概念和计算公式的定性分析;利用磁感线的疏密判断磁感应强度的大小.【专题】定性思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;理解能力.【答案】AD【分析】根据磁感线的疏密表示磁感应强度的大小,磁通量为穿过线圈的磁感线的条数。【解答】解:线圈贴着模具竖直向上平移过程中,根据磁感线的疏密程度可知,线圈所处位置的磁感应强度变小,磁通量为穿过线圈的磁感线的条数,由图可知,穿过线圈的磁感线条数不变,所以通过线圈的磁通量不变。故AD正确,BC错误;故选:AD。【点评】本题主要考查了磁通量,解题关键是掌握,磁通量为穿过线圈的磁感线的条数。(多选)9.如图所示,两根无限长通电直导线水平且平行放置,分别通有电流为I1和I2,且I1=2I2。一无限长光滑绝缘杆垂直于两导线水平放置,三者位于同一高度,一带正电的小球P穿在绝缘杆上,小球P从靠近a的地方以某一速度向右运动,小球受到的洛伦兹力设为F。已知导线及杆始终固定不动,通有电流I的无限长直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B=kIr,其中k为常量,A.两导线之间某位置的磁感应强度为零 B.小球沿杆方向做减速运动 C.F先减小后增大再减小 D.F先垂直纸面向里后垂直纸面向外【考点】磁感应强度的矢量叠加;通电直导线周围的磁场;安培定则(右手螺旋定则).【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】CD【分析】根据安培定则判断磁场方向,结合磁感应强度公式分析磁感应强度大小,再根据洛伦兹力公式判断洛伦兹力的变化情况。【解答】解:B、由安培定则可知,b右侧的磁场方向向上;a右侧的磁场的方向向下,所以a右侧的磁场的方向在竖直方向上,则P向右运动的过程中受到的洛伦兹力的方向垂直于纸面,小球沿杆的方向不受力,所以小球将做匀速直线运动,故B错误;A、由安培定则可知,b右侧的磁场方向向上;a左侧的磁场的方向也向上,所以a、b之间的磁场的方向向上,不可能为0,故A错误;CD、由于I1=2I2,且有电流I的无限长直导线在其周围产生的磁场的磁感应强度B=kIr,设a与b之间的距离为L,则由B=kIr可知在a的右侧距离a为L处的合磁感应强度为0,根据矢量合成的特点可知,该点左侧的磁感应强度的方向竖直向下,该点右侧的磁感应强度的方向竖直向上,根据左手定则可知,在a的右侧距离a为L右侧的洛伦兹力的方向垂直于纸面向外,而在a的右侧距离a为L左侧的洛伦兹力的方向垂直于纸面向里;结合公式B=kIr与矢量合成的特点可知,从a到a的右侧距离a为L处的过程中磁感应强度逐渐减小,而a的右侧距离a为L故选:CD。【点评】本题是一道关于磁场和洛伦兹力的综合性题目,需要学生熟练掌握安培定则、磁感应强度公式和洛伦兹力公式,并能灵活运用这些知识分析问题。题目有一定的难度,能够较好地考查学生对磁场相关知识的理解和应用能力。三.填空题(共4小题)10.生产生活中需要用到大量铜芯线,其中一种双芯铜芯线的结构如图所示,cd和ef为两根相互平行的铜芯线,a、b两点位于两铜芯线所在的平面内,a、b两点到cd铜芯线的距离相等,b点到两铜芯线的距离相等,当流过两根铜芯线的电流大小相同、方向相反时,b点的磁感应强度大小大于(填“大于”或“等于”)零,a点的磁场方向垂直纸面向里(填“向外”或“向里”),cd和ef两铜芯线间的安培力互相排斥(填“吸引”或“排斥”)。【考点】磁感应强度的定义与物理意义;两根通电导线之间的作用力.【专题】定性思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;理解能力.【答案】大于;向里;排斥【分析】根据安培定则和叠加原理,分析a点、b点磁感应强度;根据异向电流相互排斥即可判定。【解答】解:根据安培定则,cd和ef中的电流在b点产生的磁场方向均垂直纸面向外,则b点的磁感应强度不为零;根据安培定则,cd中的电流在a点产生的磁场方向垂直纸面向里,ef中的电流在a点产生的磁场方向垂直纸面向外,而a点到cd的距离小于到ef的距离,则a点的磁场方向垂直纸面向里;根据安培定则和左手定则,两根互相平行的通电长直铜芯线通有异向电流时,两铜芯线间的安培力相互排斥;故答案为:大于;向里;排斥【点评】本题主要考查学生对安培定则、磁感应强度的叠加原理、左手定则的掌握,是一道基础题,比较简单。11.如图所示,四根完全相同的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框,O为正方形线框的中心。当强度为I的电流从a点流入b点流出时,则:(1)ab边电流I1和ad边电流I2的大小之比为3:1;(2)ab边在O点产生的磁场方向为垂直于纸面向里(选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”);(3)已知直导线在O点产生的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比,若ab边在O点产生的磁感应强度为B,则整个线框在O点产生的磁感应强度为0。【考点】磁感应强度的矢量叠加;并联电路的特点及应用.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】3:1;垂直于纸面向里;0。【分析】(1)结合题意,根据并联电路规律列式,即可分析求解;(2)根据安培定则可知,即可分析求解;(3)根据安培定则及磁场叠加原理,即可分析求解。【解答】解:(1)设每根电阻丝的电阻为R,根据并联电路规律可得:I1R=I2•3R,可得,I1:I2=3:1,(2)根据安培定则可知,ab边在O点产生的磁场方向为垂直纸面向里;(3)根据安培定则可知,ad边、dc边、cd边在O点产生的磁场方向为垂直纸面向外,因为直导线在O点产生的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比,若ab边在O点产生的磁感应强度为B,则ad边、dc边、cd边在O点产生的磁场的磁感应强度大小均为B3根据磁场叠加原理可知,整个线框在O点产生的磁场的磁感应强度大小为:B-故答案为:3:1;垂直于纸面向里;0。【点评】本题主要考查磁感应强度的矢量叠加,解题时需注意:先确定每一个独立的磁感应强度的大小和方向,再运用矢量合成法则确定合磁感应强度的大小和方向。12.如图所示,矩形线框面积为S,处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线框可绕如图所示的方向与磁场垂直的虚线轴转动,当线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为12BS,从当前位置转动240°后,穿过线框的磁通量的变化量的绝对值为32【考点】计算磁通量的变化量.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】12BS【分析】根据磁通量的公式可求穿过线框的磁通量大小,磁通量变化量等于末状态磁通量减去初状态磁通量。【解答】解:线框平面与磁场方向的夹角为150°时穿过线框的磁通量为Φ=BSsin150°=12BS,从当前位置转动240°后,穿过线框的磁通量变为Φ'=BSsin(240°+30故答案为:12BS,【点评】明确磁感应强度,线框面积和磁通量之间的关系,会应用公式计算磁通量的大小。13.如图中圆环通电后,小磁针N极向纸面里转动,则此时通入圆环中的电流方向为顺时针(填“顺时针”或“逆时针”);如图中磁场的磁感应强度大小为B,线圈的面积为S,当线圈从图示位置绕OO′轴转过60°时,穿过该线圈的磁通量为BS2【考点】判断磁通量的大小或变化;环形电流或通电螺线管周围的磁场.【专题】定性思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;理解能力.【答案】顺时针;BS2【分析】对于圆环电流方向问题,利用小磁针N极指向确定圆环内部磁场方向,再通过安培定则判断电流方向;对于磁通量计算问题,要明确磁通量公式,分析线圈转动后的有效面积分量。【解答】解:根据题意分析可知,左图中圆环通电后,小磁针N极向纸面里转动,可知圆环中电流的磁场方向为垂直纸面向里,根据安培定则可知此时通入圆环中的电流方向为顺时针。当线圈从图示位置绕OO′轴转过60°时,穿过该线圈的磁通量为Φ故答案为:顺时针;BS2【点评】本题考查安培定则的应用与磁通量的计算。关键是理解小磁针指向反映磁场方向,以及磁通量公式中θ的物理意义(磁场与线圈法线的夹角),同时注意线圈转动时有效面积的投影关系。四.解答题(共2小题)14.如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,线圈平面面积S=0.4m2。空间中存在一范围足够大的匀强磁场,方向竖直向下,磁感应强度B=0.6T,设此时穿过线圈的磁通量为正,求:(1)此时穿过线圈的磁通量Φ;(2)把线圈以cd为轴顺时针转过120°,穿过线圈磁通量的变化量ΔΦ。【考点】计算磁通量的变化量.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】(1)此时穿过线圈的磁通量Φ等于0.12Wb;(2)穿过线圈磁通量的变化量ΔΦ等于﹣0.36Wb。【分析】(1)根据磁通量公式Φ=BS,S为线圈的有效面积;(2)磁通量的变化量等于末磁通量与初磁通量的差值。【解答】解:(1)此时穿过线圈的磁通量为Φ=BScosθ,代入数据解得Φ=0.12Wb;(2)把线圈以cd为轴顺时针转过120°,穿过线圈的磁通量为Φ'=﹣BS,穿过线圈磁通量的变化量为ΔΦ=Φ'﹣Φ,解得ΔΦ=﹣0.36Wb。答:(1)此时穿过线圈的磁通量Φ等于0.12Wb;(2)穿过线圈磁通量的变化量ΔΦ等于﹣0.36Wb。【点评】本题主要考查了磁通量,解题关键是明确磁通量的计算,磁通量的变化量的计算是解决问题的关键。15.如图所示,固定的三角形金属框架MON平面与匀强磁场B垂直,导体ab能紧贴金属框架运动,且始终与导轨ON垂直,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)若B=2T,ab从O点开始向右以v0=0.2m/s的速度匀速运动3s过程中,求回路的磁通量的变化量;(2)若初状态时回路面积为S0=2m【考点】计算磁通量的变化量.【专题】定量思想;推理法;磁场磁场对电流的作用;推理论证能力.【答案】(1)回路的磁通量的变化量等于0.27Wb;(2)回路中的磁通量的变化量等于2.9Wb。【分析】(1)切割磁感线导致回路面积改变,根据磁通量的公式Φ=BS,磁通量的变化ΔΦ1=Φ﹣0解答;(2)回路面积和磁感应强度均变化,根据磁通量的公式Φ=BS,磁通量的变化ΔΦ2=Φt﹣Φ0解答。【解答】解:(1)棒向右以0.2m/s的速度匀速运动3s时,位移为x=vt=0.2×3m=0.6m,由于∠MON=37°,此时回路的面积为S=12x2tan37°,回路的磁通量的变化量为ΔΦ1=Φ﹣0=(2)回路面积从S0=2m2,变到St=7m2,B从B0=0.3T变到Bt=0.5T时的磁通量为:Φ0=B0S0,Φ2=B故回路中的磁通量的变化量为ΔΦ2=Φ2﹣Φ0,解得ΔΦ2=2.9Wb。答:(1)回路的磁通量的变化量等于0.27Wb;(2)回路中的磁通量的变化量等于2.9Wb。【点评】题考查磁通量变化,解题关键在于磁通量的变化ΔΦ=Φt﹣Φ0。
考点卡片1.电场强度的定义、单位和方向【知识点的认识】1.单场强度的定义:试探电荷所受电场力与所带电荷量之比叫作电场强度。2.表达式:E=F3.标矢性:矢量,方向与放在该处的正电荷受力方向一致。4.意义:描述电场的性质的物理量,取决于电场本身。5.单位:牛每库,符号N/C。【命题方向】电场中有一点P,下列说法中正确的是()A、若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的场强减半B、若P点没有试探电荷,则P点场强为零C、P点的场强方向为放在该点的负电荷的受力方向D、P点的场强大小和方向与放入的试探电荷无关分析:场强反映电场本身的强弱和方向,由电场本身决定,与放入电场中试探电荷无关.场强方向是放在该点的正电荷的受力方向.解答:A、场强反映电场本身的强弱和方向,由电场本身决定,将放在P点的电荷的电荷量减半,P点的场强不变。故A错误。B、场强是由电场本身决定的,与试探电荷无关,若P点没有试探电荷,P点场强不变,不为零。故B错误。C、场强方向是放在该点的正电荷的受力方向,与放在该点的负电荷的受力方向相反。故C错误。D、场强是描述电场本身性质的物理量,与放入电场的试探电荷无关。故D正确。故选:D。点评:本题考查场强的物理意义和方向,抓住场强反映电场本身特性的物理量,方向与正电荷所受的静电力方向相同是关键.【解题思路点拨】E=Fq中的E是利用比值法定义的物理量。E的大小、方向是由电场本身决定的,是客观存在的,与放不放试探电荷,以及放入的试探电荷的正负、电荷量多少均无关。既不能认为E与F成正比,也不能认为E与2.电势的定义、单位和物理意义及用定义式计算电势【知识点的认识】1.定义:电荷在某一点的电势能与它的电荷量之比。2.公式:φ=3.单位:伏特,简称伏,符号为V,1V=1J/C。4.物理意义:描述电场的能的性质物理量。5.特点:(1)电势是电场自身的性质,与试探电荷本身无关。(2)相对性:电场中各点电势的高低,与所选取的零电势点的位置有关,一般情况下取离场源电荷无限远处或大地的电势为0.(3)标矢性:标量,有正负,正负表示大小。6.拓展:(1)对于点电荷或均匀带电球体(球壳),周围的电势满足φ=kQ(2)因为电势是标量,正负代表大小,同样以无限远处为零电势点的情况下,正电荷周围的电势为正,负电荷周围的电势为负,且越靠近正电荷,电势越正(大),越靠近负电荷,电势越负(小)。【命题方向】在静电场中,关于场强和电势的说法正确的是()A、电势高的地方电场强度不一定大B、电场强度大的地方电势一定高C、电势为零的地方场强也一定为零D、场强为零的地方电势也一定为零分析:场强与电势没有直接关系.场强越大的地方电势不一定越高,场强为零的地方电势不一定为零.电势为零是人为选取的.解答:AB、沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场线密的地方,电场强度大,电场线疏的地方电场强度小。电势高的地方电场强度不一定大,电场强度大的地方,电势不一定高。故A正确,B错误。C、电势为零是人为选取的,则电势为零的地方场强可以不为零。故C错误。D、场强为零的地方电势不一定为零,电势为零是人为选取的。故D错误。故选:A。点评:对于电势与场强的大小关系:两者没有关系,可根据电势高低看电场线的方向,场强大小看电场线疏密来理解.【解题思路点拨】1.电场中某点的电势是相对的,它的大小和零电势点的选取有关。在物理学中,常取离场源电荷无限远处的电势为0,在实际应用中常取大地的电势为0。2.电势是表征电场性质的一个物理量,电场中某点的电势p的大小是由电场本身和零电势点的选取决定的,与在该点是否放有试探电荷、试探电荷的电性、试探电荷的电荷量均无关,这和许多用比值定义的物理量相同,如前面学过的电场强度E=F3.电势虽然有正负,但电势是标量。电势为正值表示该点电势高于零电势点,电势为负值表示该点电势低于零电势点,正负号不表示方向。3.电容的概念、单位与物理意义【知识点的认识】(1)定义:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。(2)定义式:C=QU,Q是电容器的电荷量,U是两极板间的电压。电容的大小与Q和(3)物理意义:表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。(4)单位:法拉(F)1F=106μF=1012pF。(5)说明:电容是反映了电容器储存电荷能力的物理量,其数值由电容器的构造决定,而与电容器带不带电或带多少电无关。就像水容器一样,它的容量大小与水的深度无关。【命题方向】由电容器电容的定义式C=QA、若电容器不带电,则电容C为零B、电容C与所带的电荷量Q成正比,与电压U成反比C、电容C与所带的电荷量Q多少无关D、电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量分析:电容的大小由本身因素所决定,与所带的电量及两端间的电压无关.解答:电容的大小由本身因素所决定,与所带的电量及两端间的电压无关。电容器不带电,电容没变。故A、B错误,C正确。由C=QU=ΔQΔU故选:CD。点评:解决本题的关键理解电容的大小与所带的电量及两端间的电压无关【解题思路点拨】1.电容表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。2.电容是电容器本身的性质与所带电荷量的多少以及两极板间的电压大小无关。3.电容的两个计算公式:①定义式:C=②决定式:C=4.欧姆定律的简单应用【知识点的认识】欧姆定律1.内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比.2.表达式:I=U3.适用条件:适用于金属和电解液导电,气体导电和半导体元件不适用.4.导体的伏安特性曲线:用横轴表示电压U,纵轴表示电流I,画出的I﹣U关系图线.(1)线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律.(2)非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元件,即非线性元件的电流与电压不成正比.【命题方向】(1)第一类常考题型是考查欧姆定律不同表达式的物理意义:对于欧姆定律的理解,下列说法中错误的是()A.由I=UB.由U=IR,对一定的导体,通过它的电流强度越大,它两端的电压也越大C.由R=UI,导体的电阻跟它两端的电压成正比,D.对一定的导体,它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变分析:根据欧姆定律的内容可知,通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,电阻的大小是由导体本身决定的,与电压的大小无关.解:A、根据欧姆定律可知,通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,所以A正确;B、由U=IR,对一定的导体,电流与电压成正比,所以通过它的电流强度越大,它两端的电压也越大,所以B正确;C、导体的电阻与电压的大小无关,是由导体本身决定的,所以C错误;D、对一定的导体,它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变,即为电阻的大小,所以D正确.本题选错误的,故选C.点评:本题就是考查学生对欧姆定律的理解,掌握住电阻是由导体本身决定的,与电压的大小无关,即可解决本题.(2)第二类常考题型是考查对伏安特性曲线的理解:如图所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线,并且把第一象限分为了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域.现把R1和R2并联在电路中,消耗的电功率分别用P1和P2表示;并联的总电阻设为R.下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是()A.特性曲线在Ⅰ区,P1<P2B.特性曲线在Ⅲ区,P1<P2C.特性曲线在Ⅰ区,P1>P2D.特性曲线在Ⅲ区,P1>P2分析:伏安特性曲线的斜率等于电阻的倒数.当两个电阻并联后总电阻R比任何一个电阻都要小,R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率.R1和R2并联在电路中,电压相等,由图读出电流关系,再研究功率关系.解:把R1和R2并联在电路中,并联的总电阻R比R1和R2都小,则R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率,则R的伏安特性曲线应该Ⅰ区.R1和R2并联在电路中,电压相等,由图读出流过电阻R1的电流较大,则功率P1>P2.故选C.点评:本题首先要从数学角度理解图线的物理意义:斜率越大,电阻越小.其次抓住并联电路的基本特点:支路两端的电压相等.【解题方法点拨】1.欧姆定律不同表达式的物理意义(1)I=UR是欧姆定律的数学表达式,表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻(2)公式R=U2.对伏安特性曲线的理解(1)如图,图线a、b表示线性元件,图线c、d表示非线性元件.(2)图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra<Rb(如图甲所示).(3)图线c的电阻减小,图线d的电阻增大(如图乙所示).(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻.3.深化拓展(1)在I﹣U曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.(2)要区分是I﹣U图线还是U﹣I图线.(3)对线性元件:R=UI=△4.欧姆定律I=U对于纯电阻,适合欧姆定律,即纯电阻两端的电压满足U=IR.对于非纯电阻,不适合欧姆定律,因P电=UI=P热+P其他=I2R+P其他,所以UI>I2R,即非纯电阻两端的电压满足U>IR.5.并联电路的特点及应用【知识点的认识】串、并联电路的特点串联电路并联电路电路电流I=I1=I2=…=InI=I1+I2+…+In电压U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un总电阻R总=R1+R2+…+Rn1R功率分配P1P总=P1+P2+…PnP1P总=P1+P2+…+Pn【命题方向】将一只阻值为数千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2并联起来,则总电阻()A、很接近R1而略大于R1B、很接近R1而略小于R1、C、很接近R2而略大于R2D、很接近R2而略小于R2分析:通过并联电阻的计算公式即可求解.解答:根据1RR=因为R1较大,R2很小,所以R2所以R很接近R2而略小于R2故选:D。点评:本题主要考查了求并联电阻的公式,难度不大,属于基础题.【解题思路点拨】1.解决并联电路问题的基本逻辑是:并联电路中并联部分的电压相等,根据欧姆定律I=UR分析电流关系以及P2.不管是串联电路还是并联电路,电路的总功率都等于各个电子元器件消耗的功率之和。6.磁场中小磁针的偏转问题【知识点的认识】磁场具有方向性,处在磁场中能够自由转动的小磁针,静止时N极的指向,即小磁针N极的受力方向就是该处的磁场方向。所以把小磁针放在磁场中时,N极总是指向该处磁场的方向,也是该处磁感线的切线方向。【命题方向】一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入磁场中,则小磁针将()A、向右移动B、向左移动C、顺时针转动D、逆时针转动分析:磁场中的磁感线不是实际存在的,是为了研究磁场而假想的,小磁针静止时N极所指向表示磁场方向。解答:一个磁场的磁感线如图所示,一个小磁针被放入方向水平向右的磁场中,发现小磁针沿顺时针转动,是小磁针N极受到水平向右的磁场力的作用,小磁针S极受到水平向左的磁场力,所以N极要转向磁场方向,而S极转向磁场方向反方向。因此导致小磁针在顺时针转动。故选:C。点评:小磁针N极受力方向或静止时所指方向就是磁场方向,也是磁感应强度方向。【解题思路点拨】将一个能够自由转动的小磁针放在磁场中,它的N极总是指向磁场的方向,也就是该处磁感线的切线方向。7.通电直导线周围的磁场【知识点的认识】几种常见的磁场如下:直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则本考点主要针对通电直导线周围的磁场分布【命题方向】如图所示、导绒中通入由A向B的电流时,用轻绳悬挂的小磁针()A、不动B、N极向纸里,S极向纸外旋转C、向上运动D、N极向纸外,s极向纸里旋转分析:根据安培定则可明确小磁针所在位置的磁场方向,从而确定小磁针的偏转方向。解答:根据安培定则可知,AB上方的磁场向外,则小磁针的N极向纸外,S极向纸里旋转,故D正确,ABC错误。故选:D。点评:本题考查安培定则的内容,对于直导线,用手握住导线,大拇指指向电流方向,四指环绕的方向为磁场的方向。【解题思路点拨】1.电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下:(1)直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。(2)环形电流:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。(3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向,或者说拇指所指的就是通电螺线管N极的方向。2.特别提醒(1)磁场是分布在立体空间的,(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁场的方向判断电流的方向。(3)应用安培定则判定直线电流时,四指所指的方向是导线之外磁场的方向;判定环形电流和通电螺线管电流时,拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。(4)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁,应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的N极。8.环形电流或通电螺线管周围的磁场【知识点的认识】几种常见的磁场如下:直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则本考点主要针对环形电流或通电螺线管周围的磁场分布【命题方向】如图所示为一通电螺线管,a、b、c是通电螺线管内、外的三点,下列说法正确的()A、通电螺线管在c处产生的磁场向右B、通电螺线管在a处产生的磁场向右C、通电螺线管内部的磁场可认为匀强磁场D、a、b、c三点中a点的磁场最强分析:根据安培定则即可判断出通电螺线管产生的磁场的方向.通电螺线管内部的磁场的特点是内部的磁场最强.解答:A、B、根据安培定则右手握住螺线管,四指表示电流的方向,则通电螺线管产生的磁场的方向向右,所以通电螺线管在a处产生的磁场向右,通电螺线管在c处产生的磁场向左。故A错误,B正确;C、通电螺线管内部的磁场可认为匀强磁场。故C正确;D、通电螺线管内部的磁场的特点是内部的磁场最强,所以a、b、c三点中a点的磁场最强。故D正确;故选:BCD。点评:该题考查通电螺线管产生的磁场的方向,根据安培定则即可判定,基础题目.【解题思路点拨】1.电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下:(1)直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。(2)环形电流:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。(3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向,或者说拇指所指的就是通电螺线管N极的方向。2.特别提醒(1)磁场是分布在立体空间的,(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁场的方向判断电流的方向。(3)应用安培定则判定直线电流时,四指所指的方向是导线之外磁场的方向;判定环形电流和通电螺线管电流时,拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。(4)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁,应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的N极。9.安培定则(右手螺旋定则)【知识点的认识】1.安培定则的内容分三种不同情况.(1)直线电流:右手握住导线,伸直的拇指的方向代表电流的方向,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.(2)环形电流:右手握住环形导线,弯曲的四指所指的方向就是电流的方向,拇指所指的方向就是环形中心轴线上的磁感线的方向.(3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向.2.利用安培定则判断的几种常见电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则本考点主要考查安培定则(右手螺旋定则)的内容。【命题方向】通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系,也可用安培定则来判定:握住螺线管,让所指的方向跟一致,则的方向就是.分析:右手螺旋定则判断通电螺线管的电流方向与它的磁感线方向之间的关系:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向.解答:右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向.故答案为:右手;弯曲的四指;电流的方向;拇指所指;螺线管内部的磁感线的方向。点评:本题考查右手螺旋定则,关键是理解其内容。属于基础简单题目。【解题思路点拨】1.电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(右手螺旋定则)来判断。各种电流的磁场磁感线判断方法如下:(1)直线电流:右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。(2)环形电流:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁场的方向。(3)通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管磁场的方向,或者说拇指所指的就是通电螺线管N极的方向。2.特别提醒(1)磁场是分布在立体空间的,(2)利用安培定则不仅可以判断磁场的方向,还可以根据磁场的方向判断电流的方向。(3)应用安培定则判定直线电流时,四指所指的方向是导线之外磁场的方向;判定环形电流和通电螺线管电流时,拇指的指向是线圈轴线上磁场的方向。(4)环形电流相当于小磁针,通电螺线管相当于条形磁铁,应用安培定则判断时,拇指所指的一端为它的N极。10.磁感应强度的定义与物理意义【知识点的认识】1.电流元:在物理学中,把很短一段通电导线中的电流I与导线长度l的乘积叫作电流元。2.磁感应强度(1)定义:电流元垂直于磁场放置时,电流元所受磁场的作用力F与I和l乘积的比值,叫作的磁感应强度。(2)定义式:B=F(3)单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特,符号是T,1T=1NA(4)标矢性:矢量,方向即为该处磁场方向,即静止于该处的小磁针N极所指的方向(5)物理意义:表征磁场强弱的物理量。(6)磁感应强度是磁场本身的性质,与放不放电流元无关。【命题方向】由磁感应强度的定义式B=A、磁感应强度与通电导线受到的磁场力F成正比B、磁感应强度与电流强度和导线长度的乘积成反比C、磁感应强度的方向与F的方向一致D、只要满足L很短,I很小的条件,B=分析:在磁场中磁感应强度有强弱,则由磁感应强度来描述强弱.将通电导线垂直放入匀强磁场中,即确保电流方向与磁场方向相互垂直,则所受的磁场力与通电导线的电流与长度乘积之比.公式B=FIL是比值法定义B的,磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的物理量,不能说B与F成正比,也不能说B解答:AB、磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的物理量,定义式B=FIL是比值法定义B的,不能说B与F成正比,也不能说B与IL成反比。故AC、根据左手定则可知,F与B的方向互相垂直。故C错。D、只要满足L很短,I很小的条件,B=FIL故选:D。点评:磁感应强度的定义式B=FIL可知,是属于比值定义法.即B与F、I、L均没有关系,它是由磁场的本身决定.例如:电场强度E=【解题思路点拨】1.磁感应强度的定义式::B=(1)公式成立条件:通电导线必须垂直于磁场方向放置,不垂直则公式不成立。(2)决定磁感应强度的因素:仅由磁场本身决定,与导线是否受磁场力以及磁场力的大小无关。(3)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时l应很短,称为“电流元”,相当于静电场中的“试探电荷”。2.方向:磁感应强度B是一个矢量,某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。它的方向可以有以下几种表述方式:(1)小磁针静止时N极所指的方向,或小磁针静止时S极所指的反方向。(2)小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止),或S极受力的反方向。(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。3.大小:磁场在某位置的磁感应强度的大小与方向是客观存在的,与通过导线的电流大小、导线的长短无关。即使不放入载流导线,磁感应强度也照样存在,故不能说“B与F成正比”或“B与Il成反比”。11.磁感应强度的方向【知识点的认识】磁感应强度B是一个矢量,某点磁感应强度的方向不是放在该处的通电导线的受力方向。它的方向可以有以下几种表述方式:(1)小磁针静止时N极所指的方向,或小磁针静止时S极所指的反方向。(2)小磁针N极受力的方向(不论小磁针是否静止),或S极受力的反方向。(3)磁感应强度的方向就是该点的磁场方向。(4)磁感应强度的方向就是该点磁感线的切线方向。【命题方向】磁感应强度是一个矢量,磁场中某点磁感应强度的方向是()A、正电荷在该点的受力方向B、在该点的小磁针静止时N极所指方向C、小磁针N极或S极在该点的受力方向D、沿磁感线由N极指向S极分析:磁场中某点磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,与电荷所受洛伦兹力方向垂直,与在该点的小磁针静止时N极所指方向相同,是小磁针N极在该点的受力方向.与磁感线的切线方向相同.解答:A、磁场中某点磁感应强度的方向与正电荷在该点的受力方向垂直。故A错误。B、磁场中某点磁感应强度的方向是该点的磁场方向,与在该点的小磁针静止时N极所指方向相同。故B正确。C、磁场中某点磁感应强度的方向是小磁针N极在该点的受力方向,与S极在该点的受力方向相反。故C错误。D、磁感应强度的方向与磁感线的切线方向相同,在磁体外部,沿磁感线的切线由N极指向S极,在磁体内部,沿磁感线的切线由S极指向N极。故D错误。故选:B。点评:本题关键抓住磁感应强度的方向与磁场方向、小磁针N极受力方向、小磁针静止时N极所指方向、磁感线的切线方向相同,与洛伦兹力垂直.【解题思路点拨】磁感应强度的方向有很多种表述,易错点是认为磁感应强度的方向就是电流元的受力方向。要牢记并正确理解磁感应强度方向的各种表述。12.磁感应强度的矢量叠加【知识点的认识】磁感应强度是矢量,磁感应强度的叠加遵循矢量法则。【命题方向】两长直通电导线互相平行,电流方向相同,其截面处于一个等边三角形的A、B处,如图所示,两通电导线在C处的磁感应强度均为B,则C处的总磁感应强度为()A、2BB、BC、0D、3分析:根据安培定则判断出A、B两导线在C处产生的磁场方向,根据磁场的叠加原理,分析C处的磁感应强度的大小和方向.解答:根据安培定则可知,导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向向右,导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向向右,如图,根据平行四边形定则得到,C处的总磁感应强度为B总=2Bcos30°=3故选:D。点评:本题考查安培定则的应用能力和运用平行四边形定则求合磁感应强度的能力.【解题思路点拨】磁感应强度的矢量叠加的步骤为:1.先确定每一个独立的磁感应强度的大小和方向2.运用平行四边形法则或三角形法则计算合磁感应强度的大小和方向。13.利用磁感线的疏密判断磁感应强度的大小【知识点的认识】与电场线的疏密可以定性反映电场强度的大小一样,也可以通过磁感线的疏密定性的分析磁感应强度的大小,磁感线越密集磁感应强度越大。【命题方向】如图所示,A、B是一条磁感线上的两点,以下说法正确的是()A、A点磁场比B点磁场强B、B点磁场比A点磁场强C、因为磁感线为直线,A、B两点磁场一样强D、以上说法都是错误的分析:磁感线的疏密体现了强度的大小,一条线看不出疏密,不能确定强度大小.也不能确定是否为匀强磁场解答:因为一条磁感线是直线时,不一定是匀强磁场,也不知AB两点的磁感线的疏密,故条件不足,无法确定A,B两点的磁感应强度的大小。故ABC选项错误,D正确。故选:D。点评:考查磁感线的基本知识点,明确磁感线的疏密体现磁场的强弱.【解题思路点拨】在磁场中,可以通过磁感线的疏密定性的分析磁感应强度的大小,磁感线密集处磁感应强度较大,磁感线稀疏处磁感应强度较小。14.磁通量的概念和计算公式的定性分析【知识点的认识】一、磁通量1.概念:匀强磁场中磁感应强度和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积。即Φ=BS。2.拓展:磁场与平面不垂直时,这个面在垂直于磁场方向的投影面积S'与磁感应强度的乘积表示磁通量。即Φ=BSsinθ=BS'。θ表示面与磁场的夹角。3.单位:韦伯(Wb),1Wb=1T•m2.4.标矢性:标量,但有正负,正负表示从不同的方向穿过某个平面。5.磁通量的计算公式(1)公式:Φ=BS.(2)适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积.6.引申:B=Φ7.磁通量的影响因素:根据公式Φ=BS可知磁通量的大小与磁感应强度和垂直于磁场的面积有关。【命题方向】关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A、磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的B、磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大C、磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大D、线圈的磁通量为零,但该处的磁感应强度不一定为零分析:由磁通量公式Φ=BSsinθ可知,磁通量发生变化,不一定是磁场发生变化引起的.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也不一定越大.磁感应强度越大,线圈面积越大,磁通量也不一定越大.线圈的磁通量为零,但该处的磁感应强度不一定为零.解答:A、由磁通量公式Φ=BSsinθ可知,可能是由磁感应强度B变化,或由面积S变化,或由角度θ变化引起的。故A错误。B、磁通量大小取决于B、S、θ三个因素,磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也不一定越大。故B错误。C、当线圈与磁场平行时,磁感应强度再大,磁通量为零。则磁感应强度越大,线圈面积越大,磁通量也不一定越大。故C错误。D、磁通量为零,磁感应强度可能为零;也可能线圈与磁场平行时,但磁感应强度不为零。故D正确。故选:D。点评:本题考查磁通量的概念,要抓住两种特殊情况:当线圈与磁场平行时,Φ=0;当线圈与磁场垂直时,Φ=BS.【解题方法点拨】对磁通量的理解(1)线圈平面与磁场方向垂直时磁通量最大,线圈转动后穿过线圈的磁感线条数减少,磁通量减小。(2)在匀强磁场中才能应用公式Φ=BSsinθ(θ表示面与磁场的夹角)计算磁通量。应用公式时还需要明确公式中各物理量的含义15.磁通量的计算【知识点的认识】1.当平面与磁场垂直时,穿过平面的磁通量为:Φ=BS。2.当平面与磁场不垂直时,S应该为平面与磁感线方向上的投影面积,如下图图中穿过平面的磁通量为Φ=BScosθ。式中Scosθ即为平面S在垂直于磁场方向上的投影面积,也称为“有效面积”3.磁通量的正、负(1)磁通量是标量,但有正、负,当以磁感线从某一面上穿入时,磁通量为正值,则磁感线从此面穿出时即为负值。(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面,且正向磁通量大小为Φ1,反向通量大小为Φ2,则穿过该平面的合磁通量Φ=Φ1﹣Φ2。【命题方向】如图所示,在一半径为r的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。现将匝数为n、半径为R(R>r)的圆形线圈垂直纸面放置,使其轴线经过磁场区域的圆心,则穿过线圈的磁通量为()A、πBr2B、πBR2C、nπBR2D、nπBr2分析:根据磁通量公式Φ=BS分析求解;注意S为垂直于磁场方向上的有效面积,磁通量与匝数无关。解答:磁通量与匝数无关,线圈在磁场中的有效面积S=πr2,根据磁通量的公式Φ=BS可知,穿过线圈的磁通量Φ=πBr2,故A正确,BCD错误。故选:A。点评:本题考查了磁通量的定义,解题的关键是明确垂直于磁场方向上的有效面积,根据磁通量公式求解。【解题思路点拨】对磁通量的理解(1)Φ=B•S的含义:Φ=BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况.当B与S平面间的夹角为θ时,则有Φ=BSsinθ.可理解为Φ=BSsinθ,即Φ等于B与S在垂直于B方向上投影面积的乘积.也可理解为Φ=BsinθS,即Φ等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积.如图(1)所示.(2)面积S的含义:S不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁场范围内的面积.如图(2)所示,S应为线圈面积的一半.(3)多匝线圈的磁通量:多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关,因为不论线圈匝数多少,穿过线圈的磁感线条数相同,而磁感线条数可表示磁通量的大小.(4)合磁通量求法:若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在,当计算穿过这个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量.16.判断磁通量的大小或变化【知识点的认识】本考点主要是判断磁通量的大小,或者当某一参数变化时判断磁通量的变化情况。【
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